Yüksek Gerilim İzolatörlerinde Yüzeysel Atlamaların Azaltılması İçin Yeni Bir Yaklaşım Olarak İndüktans Etkisinin Su Jeti Deneyleri İle İncelenmesi

Abstract

Yüksek gerilimli iletim hatlarında kullanılan izolatörlerde görülen kirlenme atlaması, enerji iletiminde karsılasılan en önemli problemlerden biridir. Izolatörün kompleks seklinden dolayı modelini çıkarmadaki zorluk, farklı bölgelerin farklı kir yogunlukları, izolatör yüzeyinde biriken kir tabakasının homojen olmayısı ve nemin kir üzerindeki etkisinin tam olarak anlasılamaması gibi nedenlerle kirlenme atlaması problemi oldukça karmasık bir hale gelmektedir. Kirli izolatörlerin atlama gerilimlerinin önceden belirlenmesi amacıyla, bazı kabuller ve ihmaller yapılarak çesitli statik ve dinamik modeller gelistirilmistir. Statik modeller, kuru band olusumundan sonra meydana gelen kısmi arkı statik olarak dikkate aldıklarından, kesin sonuçları önceden belirlemek için uygun degildir. Desarj parametrelerindeki ani degisikliklerin atlama gerilimi üzerindeki etkisini göz önüne alan dinamik modeller, atlama olayını statik modellerden daha iyi temsil ederler. Bu projede, yüksek darbe gerilimleri altında izolatör davranısları incelenerek yüzeysel atlama sorununu azaltıcı bir teknik gelistirilmistir. Bunun için önce su jeti sisteminin bilgisayar benzetimi yapılmıs, daha sonra laboratuvarda kurulan gerçek bir sistem üzerinden deneysel sonuçlar alınmıs ve analizler yapılmıstır. Kullanılan deneysel sistem; izole bir yüzeye açılmıs dikdörtgen kesitli bir su kanalı, suya gömülü alçak gerilim elektrotu ve su yüzeyi ile arasında küçük bir hava aralıgı bulunan yüksek gerilim elektrotundan olusmaktadır. Yüksek gerilim elektrotuna yeterli büyüklükte bir gerilim uygulanarak hava aralıgında tutusan desarjın su yüzeyi boyunca yayılarak atlama yapması saglanmaktadır. Uygulama sisteminde, izolatöre seri baglı olacak sekilde farklı indüktans degerlerine sahip bobinler kullanılmıstır. Bu bobinler sayesinde yüzey kaçak akımlarının özellikle kısmi desarjlarda olusturacagı akım darbelerinde, yüksek degerli bir ters gerilim indüklenmesi yoluyla kısmi desarjlar azaltılmıstır. Böylece kısmi desarjların yayılması sonucunda gerçeklesen yüzeysel atlamanın daha yüksek gerilim/kir iletkenligi degerlerinde olusması yani geciktirilmesi/azaltılması saglanmıstır. Bu proje; tasarım, simülasyon ve uygulama çalısması olarak üç asamadan olusmaktadır. Birinci asamada, darbe geriliminin uygulandıgı bir su jeti modeli tasarlanmıstır. Ikinci asamada tasarlanan bu sistemin bilgisayar simülasyonu yapılarak, sisteme ait parametreler belirlenmis ve bu degerlere göre analiz yapılmıstır. Analiz için hem COMSOL programından hem de yaygın kullanıma sahip bilgisayar paket programlarından (MATLAB/Simulink) yararlanılmıstır. Üçüncü asamada ise, kurulan su jeti modelinden elde edilen deneysel sonuçlar karsılastırmalı olarak analiz edilmistir.