Elektriksel kısmi boşalmaların çevrimiçi yöntemlerle ölçülmesi
Electrical partial discharges measurement using online methods
Yazar: İLKCAN DURNASUYU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASBİ İSMAİLOĞLU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Güç sistemlerinde ortaya çıkan kayıpları azaltmak elektrik enerjisinin iletiminde ve dağıtımında yüksek gerilim kullanılmasının en önemli gerekçesidir. Yüksek gerilim kullanılması ile güç sistemlerinde enerji kayıpları azalmakta; ancak, yalıtım sorunları ortaya çıkmaktadır. Elektriksel kısmi boşalmalar, en önemli yalıtım sorunlarının başında gelmektedir. Yalıtkan içinde meydana gelen kısmi boşalmalar, fiziksel ve kimyasal etkiler ortaya çıkararak yalıtım malzemesinin bozulmasına sebep olabilmektedirler. İncelenen yayınlarda elektriksel kısmi boşalmaların, yalıtım bozulmalarıyla meydana geldiği açık şekilde görülmektedir. Bu nedenle elektriksel kısmi boşalmaların doğru olarak ölçülmesi büyük bir önem taşımaktadır. Ölçümlerde, boşalma esnasında ortaya çıkan etkilerden yararlanılır. Bu etkiler, akım ve gerilim darbeleri gibi elektrik-sel etkiler ile ısı, ses, optik ve kimyasal bozulmalar gibi elektriksel olmayan etkiler olarak iki sınıfa ayrılırlar. Kısmi boşalmalar; elektriksel, elektromanyetik, optik, akustik, kimyasal ve termal algılama yöntemleriyle ölçülebilir. Bu çalışmada elektriksel algılama yöntemi ele alınmıştır. Elektriksel algılama yönteminde kısmi boşalma ölçme sistemi; akım transformatörü, kapasitif sensörler veya rogowski bobini kullanılabil-mektedir. Akım transformatörleri, ferromanyetik çekirdekli yapılardır. Çekirdekte doyma söz konusu olabilmektedir. Kapasitif sensör, bir kısmi boşalma ölçümü elde etmek için dış metal topraklama ekranının bir bölümü çıkarılarak kablo izolasyonuna bağlanır. Kullanım olanakları, doğruluk ve maliyetleri açısından incelemeler yapılmış, rogowski bobini üzerine gerçekleştirilen çalışmalar sunulmuştur. Rogowski bobini, hava çekirdekli bobin olarak bilinen, hafif, manyetik özelliği olmayan yalıtkan malzemeden yapılmış bir çekirdeğe sahiptir. Bobin, doğrusal karakteristiğe, uygun dinamik tepkiye, geniş bant genişliğine sahip olması ve manyetik doyma göstermemesi gibi önemli üstünlüklere sahiptir.

Abstract:
Reducing emerging losses in the power systems is the most important reason of using high voltage in the transmission and distribution of the electrical energy. With the use of high voltage, the energy losses reduce; however, isolation issues arise. Electrical partial discharge is one of the most important issue amongst others. Partial discharges which taking place inside the insulator can make physical and chemical effects occur which may deteriorate the isolation material. In reviewed publications, It is clearly seen that electrical partial discharges occur due to insulation breakdown in the examined publications. Thus, accurately measuring the electical partial dischar-ges matters. In measurements, the effects which occurs while discharging are used. These effects are divided into two classes which are electrical effects such as current, voltage pulses and non-electrical effects such as heat, sound, optical and chemical deteriorations.  The partial discharges can be measured by electrical, electromagnetic, optical, acoustic, chemical and thermal detection methods. In this work, the electrical detection method is used. In the electical detection methods; current transformer, capacitive sensors orrogowski coil can be used. Current transformers are structures with ferromagnetic cores. There may be saturation in the seed. The capacitive sensor is connected to the cable insulation by removing a portion of the outer metal ground shield to obtain a partial discharge measurement. Researches were done in fields such as usage, accuracy and cost, the studies about Rogowski coil were presented. Rogowski coil which is also known as air core coil has a core which is made of light, non-magnetic material. The coil has important advantages such as having linear characteristics, appropriate dynamic response, wide bandwidth.