Katı yalıtkanlarda yüzeysel boşalmanın incelenmesi ve matematiksel modelinin çıkarılması
Examining the tracking on solid insulators and obtaining the mathematical model
Yazar: MEHMET KAZIM ERDOĞAN
Danışman: PROF.DR. KEVORK MARDİKYAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezde yapılan çalışmada katı yalıtkan malzemelerde bozulma şekillerinden biri olanyüzeysel boşalma üzerinde durulmuştur. Yüzeysel boşalmayı konu alan ASTM(American Society for Testing and Materials Standards), IEC (InternationalElectrotechnical Commission) ve TS (Türk Standartları) standartları baz alınarak CTI(Comparative Tracking Index-Karşılaştırmalı Yüzeysel Boşalma İndeksi), IP (InclinedPlane Test-Eğik Düzlem Deneyi), DF (Dust and Fog Test-Toz ve Sis Deneyi), Kuru ArkDeneyi gibi deneyler incelenmiştir.İ.T.Ü. Yüksek Gerilim Laboratuvarında CTI deneyi ele alınarak beş farklı pleksiglasnumune üzerinde yüzeysel boşalma araştırılmıştır. Farklı gerilimler uygulanannumuneler deneylerden sonra görüntü büyültücü ile incelenmiştir. Laboratuvardayapılan deney sonuçları incelenerek sonlu elemanlar yöntemiyle bilgisayar ortamındaFEMM 4.0 programıyla matematiksel modeli oluşturulmuştur. Bu programda aynıdeney düzeneğindeki gibi elektrot düzeni çizilmiş ve ortam özellikleri, gerilim değeri gibibilgiler girilerek matematiksel model sonuçları elde edilmiştir. Bilgisayar ortamındayapılan matematiksel modelleme sonucunda elektrotların geometrisi, sonlu elemanlarağı, ortamdaki potansiyel dağılımı, eşpotansiyel çizgiler, elektriksel alan dağılımı, ikielektrot arasındaki yüzey üzerinde potansiyel değişim, iki elektrot arasındaki yüzeyüzerinde teğetsel elektrik alan bileşeni ve elektriksel alanın büyüklüğü ortayakonulmuştur.Yüksek gerilim hatlarında kullanılan izolatörlerin dış ortam şartları; asit yağmurları,UV ışınlar, düşük atmosferik basınç, ağır kirli endüstriyel ortam, ozon ve nem-kirlenmeşartlarına maruz kalmasıyla meydana gelen yüzeysel boşalma laboratuvar şartlarındaamonyum klorür kirli çözeltisi uygulanarak sağlanmaya çalışılmış ve deneylerinsonunda 550 V ve 590 V gerilim uygulanan numunelerde hata gözlemlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Yüzeysel boşalma, eğik düzlem deneyi, DF (toz,sis deneyi), CTI,sonlu elemanlar

Abstract:
In this thesis, one of the disruption types called tracking is considered. With the basis ofASTM (American Society for Testing and Materials Standards), IEC (InternationalElectrotechnical Commission) and TS(Turkish Standard) CTI (Comparative TrackingIndex), IP (Inclined Plane Test), DF (Dust and Fog Test), Dry Arc Test are examined.In İ.T.Ü. high voltage laboratory, the CTI test is performed on five different plexiglassssamples to search tracking. The samples performed with different voltages are examinedwith image enlarger. After the test results are examined in the laboratory, themathematical model named Finite Element Method is used with FEMM 4.0 in thecomputer. In this program, the electrode design is drawn as same as CTI setup and thedata like environment conditions and voltage value etc. entered and the results ofmathematical model is obtained. At the end of the mathematical model in the computer,the geometry of the electrodes, the mesh, the distribution of potential, equipotentiallines, the distribution of electrical field, the potential difference on the surface betweenthe two electrodes, and the tangent of the electrical field on the surface between the twoelectrodes and the size of the electrical field is found out.The outside conditions of insulators used in the high voltage transmission anddistribution lines; acid rains, UV radiation, low atmospheric pressure, the heavyindustrial environment, ozon and humidity-pollution cause tracking performed withammonium chlorid in the laboratory conditions and there is no failure observed on thesamples at the end of the tests.Keywords: Tracking, DF, IP, CTI, Finite Elements