Yüksek gerilim izolatörlerinde dış etken kaynaklı arızaların analizi ve azaltılması
Analysis and reduction of external effective welding failures in high voltage insulators
Yazar: ONUR AKALP
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KAYA
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik enerjisinin kullanımındaki artışa bağlı olarak iletim ve dağıtım şebekelerindeki
gerilim seviyeleri de yükselmektedir. Dolayısıyla şebekelerde kullanılan teçhizatların ve akım
taşıyan iletkenlerin birbirlerinden ve sistemin diğer bileşenlerinden yalıtılması için hem
ekonomik hem de etkin çözümlerin uygulanması gerekmektedir.
Tüm dünyada olduğu gibi enerji ihtiyacı artan ülkemizde enerjinin üretimi, iletimi ve
dağıtımı aşamalarında enerji kayıplarının en aza indirilmesi hayati önem taşımaktadır.
Yüksek gerilim izolatörlerinin etkin, sürekli ve emniyetli bir yalıtım yapması beklenir.
Fakat işletme şartları altında elektriksel, ısıl, mekanik ve çevresel birçok etkene maruz kalmaları
nedeniyle yalıtım açısından bir takım problemler ortaya çıkar.
Bu tez çalışmasında yüksek gerilim şalt teçhizatları ve izolatörlerinde görülen arızaların
analiz edilmesi ve bu arızaların azaltılması üzerine araştırmalar yapılmıştır. Bu kapsamda
elektriksel ve mekanik olarak farklı görevler üstlenen porselen dış yüzeye sahip şalt teçhizatları
ve izolatörler incelenmiştir. Hem sistemin içyapısından hem de çevresel etkenlerden meydana
gelen arızalar analiz edilmiştir.
Yapılan analizlerde şalt teçhizatları ve izolatörlerin porselen dış yüzeylerinde kirlenme
ve meteorolojik etkilerle ortaya çıkan ve iletim sistemlerinde ciddi arızaların, hatta kesintilerin
oluşmasına neden olan 'kirlenme atlaması' arıza tipinin önem arz ettiği tespit edilmiştir. Bu
nedenle kirlenme atlaması arızasının oluşum aşamaları irdelenmiştir.
Çalışma kapsamında analizi yapılan arızanın azaltılması için porselen izolatör
yüzeylerin koruyucu materyal madde ile kaplanmasının en etkili çözüm olacağı tespit edilmiştir.
Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellemesi yapılan porselen izolatör yüzeyine
koruyucu materyal malzeme kaplanmamış ve kaplanmış hallerde kirlilik etkenleri eklenmiştir.
Her iki durum için ortaya çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Materyal kaplama uygulaması için Türkiye Ulusal İletim şebekesinde bir indirici
transformatör merkezi yüksek gerilim şalt sahasında bulunan porselen dış yüzeye sahip
teçhizatların kaplanması ve aynı şalt sahasına bağlı enerji nakil hattında yapılan silikon izolatör
çalışması incelenmiştir. Yapılan incelemeler neticesinde iletim sisteminde yaşanan arıza
sayısının kayda değer miktarda azaldığı tespit edilmiştir.
Bu çalışma porselen dış yüzeye sahip yüksek gerilim teçhizatlarında dış etkenlerden
kaynaklı arızaların, koruyucu materyal malzeme ile kaplama metoduyla azaltılabileceği ve bu
vesileyle sistemlerde kararlılık sağlanabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Due to the increase in the use of electrical energy, the voltage levels in the transmission
and distribution networks also increase. Therefore, it is necessary to implement both economic
and efficient solutions in order to isolate the equipment and current-carrying conductors used in
the networks from each other and from other components of the system.
In our country, which is in need of increasing energy needs as in all over the world, it is
vital to minimize energy losses during the production, transmission and distribution stages of
energy.
High-voltage insulators are expected to make an effective, continuous and safe
insulation. However, due to the fact that they are exposed to many electrical, thermal,
mechanical and environmental factors under operating conditions, some problems arise in terms
of insulation.
In this thesis, researches have been carried out on analyzing the failures seen in high
voltage switchgear equipments and insulators, also reducing these failures. In this context, the
electrical and mechanical different parts of the porcelain outer surface, undertake the installation
of electrical equipment and insulators. Failures have been analyzed that occurring to both the
internal structure of the system and environmental factors.
In the analyzes, it has been determined that the type of 'contamination failure' type
which is caused by pollution and meteorological effects on the porcelain outer surfaces of the
switchgear and insulators and which cause serious failures or even interruptions in the
transmission systems are important. For this reason, the stages of formation of the pollution
skipping failure has been scrutinized./ For this reason, the stages of formation of the pollution
skipping failure are examined.
Within the scope of the study, it was determined that the coating of porcelain insulator
surfaces with protective material would be the most effective solution in order to reduce the
malfunction.
The surface of the porcelain insulator which is modeled by using finite element method,
In cases where the protective material is uncoated and coated, pollution factors are added. The
results for both cases were compared.
In Turkey national transmission network for material coating application a down
transformers for high voltage switchyard located coating of porcelain outer surface with
equipment and at the same switchyard connected to the silicon insulators work in the energy
VI
transmission line was investigated. As a result of the investigations, it has been determined that
the number of failures in the transmission system has decreased significantly.
This study showed that in high voltage equipment with porcelain outer surfaces,
malfunctions caused by external factors can be reduced by the method of coating with
protective material and stability can be achieved in the systems.