Yüksek gerilim izolatörlerinde kirlenme atlamasının dinamik ark modeli
Dynamic arc modeling of pollution flashover of high voltage insulators
Yazar: ZAFER AYDOĞMUŞ
Danışman: DOÇ.DR. MEHMET CEBECİ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dinamik modeller = Dynamic models ; Kirlilik = Pollution ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Yalıtım malzemeleri = Insulating materials ; Yüksek gerilim = High voltage

Özet:
II ÖZET DOKTORA TEZİ YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖRLERİNDE KİRLENME ATLAMASININ DİNAMİK ARK MODELİ Zafer AYDOĞMUŞ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2000, Sayfa:92 Tüm dünyada elektrik enerjisine olan talebin artması, büyük miktarlarda elektrik gücünün uzak mesafelere iletilmesini zorunlu kılmıştır. Bunun sonucu olarak üretim ve iletimde yeni problemler ortaya çıkmıştır. İletim problemlerinin en önemlisi elektriksel izolasyonun sağlanmasıdır. Yüksek Gerilimde izolasyon amacıyla kullanılan izolatörlerin performansı, özellikle atmosferik kirlenmeler nedeniyle azalmakta ve iletim hatlarında işletme esnasında çeşitli arızalar meydana gelmektedir. Bu olumsuzluğu gidermek amacıyla, araştırmacılar tarafından çeşitli teknikler geliştirilmiş; ancak probleme kesin bir çözüm henüz bulunamamıştır. Bu çalışmada, Yüksek Gerilim İzolatörlerinde işletme süresince yüzeysel kirlenmelerden meydana gelen atlama olayı için yeni bir model geliştirilmiş; böylece problemin çözümüne" ve izolatörler üzerinde yapılan performansı iyileştirme çalışmalarına katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bunun için önce atlama olayının fiziği ve bu konuda yapılan çalışmalar incelenmiştir. Sonra Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak, yüzeyi kir ile kaplı birIll izolatörde potansiyel ve alan dağılımları hesaplanmıştır. Hesaplanan bu değerlere göre, izolatör yüzeyi üzerinde kısmi deşarja neden olabilecek noktalar belirlenerek atlama kriterleri ile kontrol edilmiştir. Kısmi deşarj lann zamana bağlı olarak yayılması, kirli izolatör yüzeyinden kaçak akımın artması ve olayın yüzeysel atlama ile sonuçlanmasına neden olmaktadır. Bütün bu durumları göz önüne alan bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Program, problemi zaman ve iletkenlik değişimlerine bağlı olarak inceleyebilir. Program üzerinde yapılan çalışmalarla, izolatörlerin yüzeyi üzerindeki alan şiddeti değişimleri, arka seri kir direnci değişimleri ve atlama gerilimleri hesaplanarak grafikleri çizdirilmiş ve başka araştırmacıların sonuçlarıyla karşılaştınlmıştır. Anahtar Kelimeler: İzolatör, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Kirlenme Atlaması, Atlama Denklemi, Dinamik Model.

Abstract:
IV SUMMARY PhD Thesis DYNAMIC ARC MODELING OF POLLUTION FLASHOVER OF HIGH VOLTAGE INSULATORS Zafer AYDO?MUŞ Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 2000, Page:92 Increasing in demand of electrical energy in the world, transmission of large amount of electrical power to long distance has been necessary. As a result of this, new problems appear on both production and transmission. Most important problem on transmission is to satisfy electrical insulation. The performance of insulators used for insulation in high voltage decreases by atmospheric pollutions and some faults occur on the power line during operation. To remove this problem, some techniques has been developed by investigators, but a satisfactory solution has not been found yet. In this work, a new model has been developed to represent flashover phenomenon which occurs by means of surface pollution during operation conditions on high voltage insulators. By aiming, to solve this problem and to help contribute to the efforts for improving the performance. With this aim first, the physics of flashover phenomenon and studies on this subject were investigated. Then using Finite Element Method, potential and electricalfield distribution on a polluted insulator have been calculated. According to the calculated values, nodes which may cause discharges on insulator surface have been determined and controlled with flashover criteria. Propagation of time depended discharge causes on increase in the leakage current on insulator surface and results surface flashover. A computer program which considers all of this cases has been developed, The computer program can investigate the problem depend in both on the time and the conductivity variation. Electrical field strength variation on insulator surface, pollution resistance variations serial with arc and flashover voltages have been calculated and plotted. Then the results have been compared with other investigators results. Key Words: Insulator, Finite Element Method, Pollution Flashover, Flashover Equation, Dynamic Model.