Katı Yalıtkan Malzemelerin Farklı Çalışma Koşulları Altında Performans Analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektrik Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Fırat AKIN
Danışman: Oktay Arıkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Artan nüfus ve dünya üzerindeki gelişmeler sebebiyle, elektrik enerjisine olan talep her geçen yıl artmaktadır. Bu talebin karşılanması adına yüksek gerilim tesisleri, yapılan yatırımlar ile geliştirilmektedir. Tüm bunlar, güç sistemlerinin büyümesi ve karmaşıklaşmasına sebep olmaktadır. Bu sistemlerin; güvenilir, kesintisiz, arızasız, güç kalitesi parametrelerine uygun ve uzun ömürlü işletilebilmesi, büyük önem arz etmektedir. Güç sistemlerinden beklenen bu niteliklerin karşılanması için yalıtkan malzeme seçiminin ve boyutlandırılmasının doğru yapılarak elektrikli ekipmanlara ait yalıtım sistemlerinin iyi bir şekilde tasarlanması gerekmektedir. Katı yalıtkan malzemeler, güç sistemlerinin temelini oluşturan; jeneratörler, transformatörler, devre kesicileri, kablolar, izolatörler, havai hatlar, parafudrlar, kapasitörler ve döner makinalar gibi birçok yüksek gerilim bileşenine ait yalıtım sistemlerinin ana ögesidir. Bu nedenle, ilgili ekipmanlardaki yalıtım arızalarının önüne geçilebilmesi adına, katı yalıtkan malzemelerin farklı çalışma koşullarında göstereceği dielektrik performans, derinlemesine araştırılmalıdır. Bu tez çalışmasında, katı yalıtkanlar arasında yaygın şekilde kullanılmakta olan; prespan, polietilen tereftalat (PET), stiren-butadien/doğal kauçuk (SBR/NR) ve yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) yalıtkanların, delinme dayanımına, kısmi deşarj ve dielektrik kayıp performansına dayalı analizler gerçekleştirilmiştir. Katı yalıtkan malzemelerin delinme dayanımları, görece, sıvı ve gaz yalıtkanlara göre daha yüksek olsa da delinme süreçleri tersinmezdir. Yani, katı yalıtkanlarda delinme meydana geldiğinde, dielektrik özellikleri geri döndürülemez şekilde bozulmaktadır. Bu sebeple, katı yalıtkanların delinme dayanımı analizlerinin çok yönlü ve detaylı bir şekilde yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, bahsi geçen dört tip yalıtkanın delinme dayanımları, 3 farklı elektrot tipi ve 2 farklı gerilim yükselme hızı kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen deney verilerinin istatistiki analizi, Weibull Dağılımı ile gerçekleştirilmiştir. Bilindiği üzere, güç sistemi ekipmanları, işletim süreleri boyunca çeşitli sıcaklıklara maruz kalmaktadırlar. Gerek işletim koşulları gerekse bulundukları ortam şartlarına bağlı oluşan ısı, ilgili ekipmanların yalıtım malzemelerini de etkileyerek, uzun vadede dielektrik özelliklerinde olumsuz değişimler yaratmaktadır. Isıl zorlanmaların katı yalıtkan malzemelerde yarattığı olumsuz etkilerin incelenmesi adına, yukarıda bahsedilen 4 yalıtkana, 120°C sıcaklıkta, bir çevrimi 120 saat olmak üzere, toplam 720 saat sürecek 6 çevrimlik ısıl yaşlandırma uygulanmıştır. Bu süreçte, belirli periyotlarda, tahribatsız ölçümler olarak nitelendirilen ve yalıtkanların durum değerlendirilmesi adına önemli bilgiler sunan kısmi deşarj ve dielektrik kayıp parametrelerinin ölçümleri alınmıştır. Bunun yanında, yalıtkan malzemelerin ısıl yaşlandırma sürecindeki delinme dayanımlarında meydana gelen değişim, alternatif gerilimler ve darbe gerilimleri altında takip edilmiştir.