Yüksek gerilim aparatlarında elektro - optik metodla akım ve gerilim ölçüleri
Current and voltage measurement for high voltage equipments by electro - optic methods
Yazar: HÜSEYİN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. M. CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Göç sistemlerinde, yüksek gerilim ölçümleri elektromanyetik gerilim transformatörleri, yüksek akım ölçümleri ise akım transformatörleri ile yapılmaktadır. Son yıllarda elektrik enerjisindeki yüksek güç talebi bu cihazlarda yalıtım seviyesinin artması sonucunu ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle gerilim ve akım transformatörlerinin boyutları da artmıştır. Klasik akım ve gerilim transformatörlerinin başlıca dezavantajları; yalıtım maliyetleri, boyutları, ağırlıkları, dar frekans aralıkları, şebekede istenilmeyen sinyal bozulmalarına neden olmaları, histerisis kayıpları, kısmi deşarjlar, arklara sebep olmaları ve manyetik doyuma çabuk ulaşmalarıdır. Bu nedenle, yeni geliştirilen teknolojilerde optik ölçüm teknikleri hızla kullanılmaya başlanmıştır. Optik malzemelerin dielektrik yapıları, küçük boyutları ve hafifliği, geniş frekans aralığında doğrusal tepki vermesi, elektromanyetik girişimlerden etkilenmemesi gibi avantajlarıyla belirtilen problemlerin çözümüne alternatif olmuşlardır. Elektro-optik alanda, gerilim ölçümlerinde en çok kullanılan teknikler Pockels ve Kerr ölçüm metodları, akım ölçümlerinde ise Faraday etkisi en yaygın11 kullanılan tekniktir. Bu çalışmada hissedici (sensor) olarak kullanılan BGO (Bizmut Germanyum Oksit) ve BSO (Bizmut Silikon Oksit) gibi kristallerin yanısıra, fiber optik elemanlarının gerek manyetik alan ve gerekse elektrik alan içinde gösterdikleri davranışlar, teorik ve deneysel çalışmalar örnek verilerek incelenmiştir. İnterferometrelerin hissedici sistemlerinde kullanılmaya başlanmasına örnek olması açısından, çalışmamızda interferometre kullanılarak AC ve DC küçük (kaçak) akımlarla ilgili test düzeneği hazırlanmış ve ölçümler gerçekleştirilmiştir. Bilim Kodu : 608.02.07 Anahtar Kelimeler : Optik akım hissedicileri, Akım ölçümü, Fiber optikler, İnterferometreler Sayfa Adedi : 121 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. M. Cengiz TAPLAMACIOĞLU

Abstract:
In power systems high voltage is measured by electromagnetic voltage transformers, and high current is measured by current transformers. Increasing demand of high capacity of electrical power systems has created higher isolation levels on these devices in recent years. Thus, size of voltage and current transformer has increased. Main disadvantages of conventional current and voltage transformers are; insulation cost, size, weight, poor frequency response, signal distortion on the network, hysteresis losses, partial discharge and vulnerability to magnetic saturation effects. Recent improvements on measurement techniques increase the usage of optical methods. The advantages of electro-optical methods are; their dielectric structure, very small sizes and lightness, linear response at wide frequency range. Also, they are non corrupted by electro-magnetic interference. Therefore, they have been an alternative solution of above mentioned problems. In electro-optic field, Pockels and Kerr effects are widely used for voltage measurement, and Faraday effect is widely used for current measurement. In this study, beside BGO (Bismuth Germanium Oxide) and BSO (Bismuth Silicon Oxide) that are used for sensor body, optical fiber's behavior and response toIV magnetic and electric field has been inspected by obtained theoretical and experimental results. Interferometer measurement techniques have been examined and a new sensing system is constructed. By using this interferometer set-up, AC and DC leakage currents have been measured in the range of 10-100 pA and 35-50 mA respectively. Science Code : 608.02.07 Key Words : Optical current sensors, Current measurement, Optical fibers, Interferometers Page Number : 121 Adviser : Prof. Dr. M. Cengiz TAPLAMACIO?LU