Yüksek gerilim izolatörlerinin kirlenme atlama davranışlarının sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla belirlenmesi

Abstract

m ÖZET Yüksek Lisans Tezi YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖRLERİNİN KİRLENME ATLAMA DAVRANIŞLARININ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ YARDIMIYLA BELİRLENMESİ Muhsin Tunay GENÇOĞLU Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1997, Sayfa: 81 Yüksek gerilim izolatörlerinin, enerji iletim sistemlerinde sürekli ve emniyetli bir yalıtım sağlaması istenir. Ancak izolatörlerin yüzeyinde oluşan kir tabakası, izolatörlerden beklenen performansı ve görevleri olumsuz yönde etkileyerek yüzeysel atlamalara ve dolayısıyla kısa devre arızalarına neden olur. Bu durum, enerji iletim problemlerinin en önemlilerinden biridir. Kirli bölgelerde kullanılacak izolatörlerin yüzeysel atlama performansını belirlemek üzere birçok tabii ve suni test yöntemleri geliştirilmiştir. Ayrıca modeller üzerinde analitik hesaplamalar yapılmıştır. İzolatör yüzeyinde oluşan kir tabakası, AR modeli ile temsil edilebilir. Bu model, izolatör yüzeyini sızma uzunluğu boyunca açarak bir düzlem haline getiren gerçek modeldir. İzolatörün yüzeysel atlama performansını belirleyen arka seri kir direncinin hesabı, modeller üzerinde ve bilgisayar yöntemleri kullanılarak yapılabilir. Bu çalışmada kirlenme atlamasının önemi, tanıtımı ve fiziksel mekanizması açıklanarak izolatörlerin atlama davranışlarının tabii ve suni testler yoluyla nasıl belirlendiği ve izolatör eşdeğer modelleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ele alınan 5 tip izolatörün arka seri direnç değişimlerini hesaplamak üzere önce izolatörlerin AR modelleri ayrı ayrı bulunmuş ve bu modellere SEY uygulanarak direnç değişimleri bilgisayar yardımıyla hesaplanmıştır. Hesaplanan sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: İzolatör, Sonlu Elemanlar Yöntemi, AR modeli, Kirlenme atlaması, Kir direnci.

IV SUMMARY Master Thesis Determination of Pollution Flashover Behaviour of High Voltage Insulators by The Finite Element Method Muhsin Tunay GENÇO?LU Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 1997, Page: 81 High voltage insulators are supposed to provide a continuous and safety insulation in energy transmission systems. However, pollution layer that occurs on the surface of insulator, decreases the performance of insulators and causes surface flashovers and therefore short circuit failures. Several natural and artificial test methods had been developed to determine the surface flashover performance of the insulators, which will be used in polluted region. In addition, analytical calculations have been carried out on the models. AR model can be used to model the surface pollution layer of the insulator. AR model is a real model that open the surface of the insulator along the leakage length to a plane. Calculation of the pollution resistance serial to the discharge which determines the surface flashover performance can be carried out on the models and using computer methods. In this work, pollution flashover and physical mechanism of it have been defined and its importance has been explained. Determination of the flashover behaviour of the insulators via natural and artificial tests and insulator equivalent models have been examined, comparatively. In order to calculate the variation of the resistance serial to the flashover, AR models of the insulators has been constructed seperately for 5 insulators that has been examined and later their resistance variations have been calculated applying FKM analysis to the models. Computational results are compared with the experimental results. Key Words: Insulator, Finite Element Method, AR model, Pollution flashover, Pollution resistance.