Surface charging of high-voltage spacers in SF6

Abstract

ÖZET SF6 GAZI ORTAMINDA YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖR YÜZEYLERİNİN ELEKTRİKSEL YÜKLENMESİ BEKTAŞ, Şenol î. Doktora Tezi, Elektrik ve Elektronik Müh, Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Mirzahan Hızal Aralık 19 87, 159 sayfa Bu tezde SFfi gazı ortamında yüksek gerilim izolatör yüzeylerinin elektriksel yüklenmesi ve bunun yüzeysel atlama gerilimine olan etkisi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Elektriksel yüklenme ve boşalma mekanizmaları yüzey özgül dirençleri farklı silindir biçimindeki izolatörlerin yüzeyindeki yüklerin yer ve zamana göre değişiminin ölçül mesiyle incelenmiştir. Yük yoğunlukları özel bir ölçüm-ucu aracılığıyla kaydedilmiştir. Bu çalışmada elektriksel yüklerin gaz içerisinde bulunan iyonlar tarafından nötralize edilmesiyle veya yüzey iletkenliği nedeniyle boşaldığı gözlenmiştir. Teflon gibi yüzey özgül direnci yüksek olan dielektrik malzemelerde nötrleşme süreci günler gerektirirken, naylon gibi yüzey - v -iletkenliğinin önemli olduğu malzemelerde yükler 5-10 dakikada boş almak tadxr. Yüzeylerin önemli ölçüde yüklenmesi sadece doğru gerilimlerde olmaktadır. İzolatör üzerinde yapılan ölçümler, uygulanan gerilime ters polaritedeki yüklerin miktarının diğerine oranla daha fazla olduğunu göstermiş tir. Yük değerlerinin gerilimin uygulandığı zaman ve gerilimin değeriyle arttığı ve belirli bir süre sonra doyuma ulaştığı görülmüştür. Elektriksel yüklenme esas olarak izolatörün yüzeyindeki iyonların hareketi ile olmaktadır. Anahtar sözcükler: Yüksek gerilim, izolatör yüzeylerinin yüklenmesi, SFg izolasyonu, Yüzeysel atlama. - vı -

ABSTRACT SURFACE CHARGING OF HIGH-VOLTAGE SPACERS IN SF6 BEK TAŞ, Şenol î, Ph.D. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof.Dr. Mirzahan Hizal December 1987, 159 pages Experimental and theoretical investigations are made of the surface charging of high voltage spacers in SFg with emphasis given to the effect of charges on the flashover. Surface charging and discharging mechanisms on right- cylindrical spacers with different surface resisti vities have been studied by measuring the spatio-temporal development and decay of charges respectively. Charge density measurements are carried out by using a probe. The decay of surface charges is found to be controlled either by charge neutralisation by gas ions or by surface conductivity. For materials with high surface resistivity, such as teflon, times of the order of days are required for charge neutralisation, while with lower resistivity materials such as nylon, where surface conduction mechanism is dominant, charge decays over a period of 5-10 minutes. - iii -Surface charging is observed to be significant only with DC stressing. Measurements indicate that for the present configuration, charges of both polarities accumulate during stressing, with charges of polarity opposite to that of the applied voltage being dominant. The magnitudes of the charge distribution generally increase with time and applied voltage, and eventually saturate. Surface charging occurs predominantly by the conduction of ions on the surface. Key Words: High voltage, Surface charging of insulators, SFg insulation, Flashover. - iv -