Yüksek doğruluğa sahip 100 kV yüksek doğru gerilim bölücüsü
100 kV high direct voltage divider having high accuracy
Yazar: AHMET MEREV
Danışman: DOÇ.DR. ÖZCAN KALENDERLİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yüksek gerilim ölçmelerinde, ölçüm belirsizliine en baskın etki gerilimbölücülerden kaynaklanmaktadır. Yüksek doru gerilim ölçmelerindekullanılan bölücünün çevirme oranı, doru olarak bilinmeli ve gerilime balıolmamalıdır. Bölücüdeki toplam direnç deerinin deiimi üç temel faktöredayandırılabilir. Bunlar sıcaklıa balı olarak direnç deerlerinin deiimi,kullanılan yalıtım malzemelerinin neden olduu kaçak akımlar ve koronaboalmalarıdır.Bu tezin amacı yukarıda sözü edilen faktörleri göz önünde bulundurarak,ulusal bir kalibrasyon standardı oluturmak amacıyla yüksek doru gerilimbölücüsü yapmaktır. Bölücüde 100 adet 1 MW'luk, 5 ppm/oC'den küçük sıcaklıkkatsayılarına sahip dirençler kullanılmıtır. Bölücüde kullanılan dirençlerkaçak akımları en aza indirecek yapıda, yüksek gerilim elektrodu ile toprakelektrodu arasına seri olarak yerletirilmitir. Yüksek gerilim elektrodu, yüksekgerilim altında elektrik alan daılımını ve korona oluumunu önleyecek ekildetasarlanmıtır ve elektrik alan analizlerinde FEMM 4.0 yazılımı kullanılmıtır.Son aamada teorik hesaplamalarla pratik sonuçlarının karılatırılmasıamacıyla performans deneyleri yapılmıtır. Bölücünün anma geriliminde,zamanla çevirme oranı ve sıcaklık daılımı deiimleri, 6 saat süren testsonucunda belirlenmitir. 71 kVef alternatif gerilimde bölücünün kısmi boalmaölçmeleri yapılmı ve herhangi bir kısmi boalmaya rastlanmamıtır.Bölücünün direnç dizilimini ve elektrot tasarımını karakterize etmek amacıyla,birim basamak yanıtı, kaçak akım ve korona ölçmeleri yapılmıtır. Ayrıca,bölücünün kısa dönem kararlılıı belirlenmitir. Son olarak bölücününbelirsizlii bütçesinden 66 ppm olarak elde edilmitir.Anahtar Kelimeler: Yüksek Gerilim Ölçme, Yüksek Doru Gerilim Bölücüsü,Ölçüm Belirsizlii, Yüksek Gerilim zlenebilirlii

Abstract:
The most effective effect to measurement uncertainty in high-voltagemeasurements results from dividers. Ratio of divider used for DC high-voltagesshould have been known accurately and independent of voltage. The change intotal resistance of divider with voltage may be due to combination of threefactors. These are the changing of the resistance values due to heating, currentleakage related to the insulation material and corona discharges.The aim of this thesis is to construct the DC high voltage divider which will beused as national standard considering the factors mentioned above. It is used to100 precision 1 MW resistors with temperature coefficient less than 5 ppm/oC.Resistors used in the divider have been connected in series between ground andhigh-voltage electrode to minimize the leakage currents. The high-voltageelectrodes are designed to prevent the concentration of electric field and coronaformation and it is used to FEMM 4.0 packet program for analysing.In the last stage, some performance tests are performed to compare thetheoretical calculations and practical results. The ratio change and thetemperature distribution at rated voltage are determined after 6 hours test. PDmeasurements of the divider have been carried out at AC high voltage up to 71kVeff and no PD could be detected. For characterizing the electrode andresistors configuration of the divider; step-response, leakage current and coronameasurements have been performed. Also, the short term stability isdetermined. Finally divider uncertainty is determined as 66 ppm from thebudget.Keywords: High Voltage Measurement, DC High Voltage Divider,Measurement Uncertainty, High Voltage Traceability