Yağlarda kısmi deşarj davranışının düzgün olmayan elektrik alanda incelenmesi

Abstract

Türkiye' de enerji tüketimi son 20 yıl baz alındığında 1998 yılı için 114,022 milyar kWh iken 2018' de 303,3 milyar kWh olarak gerçekleşmiştir. Dünya geneline bakıldığında da enerji talebinin her geçen yıl arttığı ve bu enerjinin iletim ve dağıtımında kullanılan devre kesici, kablo ve trafoların güçlerinin de giderek yükseldiği görülmektedir. Yüksek gerilim ekipmanlarında herhangi bir arıza durumunun önceden tespit edilmesi hayati önem arz eder. Kısmi deşarj bu arıza durumlarının türünü (erozyon, iz oluşumu, vb), yerini ve kullanılan yalıtkan malzemenin ömrünü kestirmede kullanılan önemli bileşenlerden biridir. Bu çalışmada laboratuvar ortamında, mineral yağ içerisinde yarı-küre-sivri uçlu elektrottan oluşan bir deney düzeneği hazırlanmıştır. Bakır ve çelik uçlu sivri elektrotlar ile farklı çaplarda yarı kürelerin kullanıldığı 6 adet farklı elektrot sistemi kullanılarak kısmi deşarj oluşumu için düzgün olmayan elektrik alan oluşturulmuştur. Deneylerde 5,4 kV ile 14,4 kV arasında 6 farklı gerilim seviyesinde oluşan kısmi deşarjlar 30 000 örnek/saniye ile ölçülüp kaydedilmiştir. Kısmi deşarj davranışının düzgün olmayan elektrik alanda elektrot tipi, elektrotlar arası açıklık, kullanılan gerilim seviyesi ile olan ilişkisi deneysel olarak ölçülerek analiz edilmiştir.

When the last 20 years is considered, energy consumption in Turkey increased from 114,022 billion kWh in 1998 to 303,3 billion kWh in 2018. When considered worldwide, it is seen that the energy demand increases with each passing year and the power of circuit breakers, cables and transformers used in the transmission and distribution of this energy increase gradually. It is of great importance to determine any fault in high voltage equipment in advance. Partial discharge is one of the important components used to estimate the type (erosion, tracking formation, etc.) and location of these faults and life of the insulating material used. In this study, an experimental setup consisting of concentric-hemisphere electrode in mineral oil was prepared in laboratory environment. Non-uniform electric field was formed for partial discharge formation by using 6 different electrode systems using copper and steel tipped concentric electrodes and hemispheres of different diameters. In the experiments, partial discharges which occurred in 6 different voltage levels between 5,4 kV and 14,4 kV were measured and recorded with 30 000 samples/second. The relationship between the partial discharge behavior and the electrode type, the gap between the electrodes and the voltage level used in the non-uniform electric field was measured and analyzed experimentally