Karşılaştırmalı iz oluşumu indeksi yöntemi ile silikonyalıtkanların elektriksel davranışının incelenmesi
Investigation of electrical behavior of silicone insulators bycomparative tracking index method
Yazar: YEKTA AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. AYSEL ERSOY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışma, yüksek gerilimli kablolar için kullanılan silikon yalıtkanlarda karbonlaşma, iz
oluşumu ve kısa devre davranışlarının incelenmesine odaklanmaktadır. Silikon malzemeler,
elektrik yalıtımında yaygın olarak tercih edilmesinin yanı sıra, yüksek gerilim uygulamalarında
termal ve mekanik stabilite sağlamasıyla bilinmektedir. Ancak, operasyonel koşullarda
karşılaşabileceği karbonlaşma ve iz oluşumu, malzemenin uzun vadeli performansını olumsuz
yönde etkileyebilir.
Bu çalışmanın temel amacı, Wavelet Transform-based Time-Reassigned
Multisynchrosqueezing Transform (WTMSST) yönteminin elektrik yalıtım malzemelerindeki
uygulanabilirliğini göstermektir. Bu yöntem, geçici sinyallerin zaman-frekans
karakteristiklerini grup gecikmesini temel alarak analiz edebilme yeteneği sunar ve bu sayede
malzemelerin harmonik bileşenlerini hassas bir şekilde karakterize edebilir.
Deneylerde, IEC ve ASTM standartlarına uygun olarak silikon yalıtkanların yüzeysel iz
oluşumu test edilmiştir. Deneyler, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Yüksek Gerilim
Laboratuvarı'nda özel olarak kurulan deney düzeneği kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Deneylerde, 500 ve 600 volt gerilim seviyelerinde, 10, 20 ve 30 saniye sürelerle su damlatılarak
oluşan karbonlaşma izleri ve kısa devre görülen damlaların harmonik analizi yapılmıştır.
Deneyler sırasında elde edilen veriler, MATLAB yazılımı kullanılarak detaylı bir şekilde analiz
edilmiştir. Özellikle, karbonlaşma izleri ve kısa devre görülen damlalar üzerinden 0.2 saniyelik
kesitler alınarak zaman-frekans analizleri gerçekleştirilmiştir. WTMSST yöntemi, bu
analizlerde kullanılarak malzemelerin zaman içindeki performans değişiklikleri incelenmiş ve
harmonik distorsiyonların detaylı analizi sağlanmıştır.
Elde edilen bulgular, farklı gerilim seviyeleri ve su damlatma süreleri altında WTMSST
yönteminin etkinliğini ve uygulanabilirliğini göstererek, elektrik yalıtım malzemelerinin
performansının değerlendirilmesinde yeni bir yöntem sunmaktadır. Bu analizler, endüstriyel
uygulamalarda kullanılan silikon yalıtkanların geliştirilmesi ve güvenilirliğinin artırılması için
önemli bir adımı temsil etmektedir.
Bu çalışmanın amacı, WTMSST yönteminin silikon yalıtkanların pratik uygulamalarda nasıl
kullanılabileceğini ve elektrik yalıtım malzemelerinin geliştirilmesinde nasıl bir araç olarak
hizmet edebileceğini anlamaktır. Sonuç olarak, bu araştırma, elektrik iletiminde kullanılan
malzemelerin mühendislik uygulamalarında güvenilirliğini artırmak ve endüstriye katkı
sağlamak amacıyla önemli bir bilimsel katkı sunmaktadır.

Abstract:
This study focuses on the evaluation of carbonization, tracking, and short-circuit behaviors in
silicone insulators used in high-voltage cables. Silicone materials are widely chosen for their
electrical insulation properties and thermal stability in high-voltage applications. However,
under operational conditions, carbonization and tracking may negatively impact the long-term
performance of these materials.
The primary objective of this study is to demonstrate the applicability of the Wavelet
Transform-based Time-Reassigned Multisynchrosqueezing Transform (WTMSST) method in
analyzing the behavior of electrical insulation materials. The experiments were conducted
following IEC and ASTM standards at the Istanbul University-Cerrahpaşa High Voltage
Laboratory. Carbonization tracks and short-circuit occurrences resulting from water droplets
applied for durations of 10, 20, and 30 seconds at 500 and 600 voltages were analyzed using
the WTMSST method.
The MATLAB software was used for detailed analysis, specifically extracting 0.2-second
segments of carbonization tracks and short-circuit events. The WTMSST method, which bases
its analysis on group delay in the time-frequency domain of transient signals, provides a precise
characterization of harmonic components. The results offer a detailed analysis of harmonic
distortions under different voltage and water application conditions, contributing to a better
understanding of silicone insulation materials' performance.
The aim of this research is to explore how the WTMSST method can be applied practically to
enhance the reliability and performance of silicone insulation materials in engineering
applications. Consequently, this study represents a significant scientific contribution to the field
of electrical insulation materials.