OPTİK FİBERLİ DAĞINIK ALGILAMANIN YÜKSEK GERİLİM KABLOLARINDAKİ KULLANIMINDA SICAKLIK VE GERGİNLİK OLUŞUMLARININ YOUNG VE SHEAR MODÜLLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
OPTİK FİBERLİ DAĞINIK ALGILAMANIN YÜKSEK GERİLİM KABLOLARINDAKİ KULLANIMINDA SICAKLIK VE GERGİNLİK OLUŞUMLARININ YOUNG VE SHEAR MODÜLLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
Yazar: Günday, Abdurrahman; Karlık, Sait; Yılmaz, Güneş
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 29 No. 3, 2014
Anahtar kelimeler: Young Modülü, Shear Modülü, Brillouin Saçılması, Optik Fiberli Dağınık Algılama, Sıcaklık, Gerginlik, Yüksek Gerilim Kablosu.

Bu çalışmada, XLPE yalıtkanlı yüksek gerilim (YG) kablolarında oluşan eşzamanlı sıcaklık ve gerginlik değişimlerinin algılanmasında kullanılabilecek yeni bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntemde, Brillouin güç değişimlerinin sıcaklık bağımlılığını esas alan optik fiberli dağınık algılama prensibi ile algılayıcı fiberin Young modülü ve Shear modülünün, sıcaklık ve sıcaklık kaynaklı içsel gerginlik bağımlılığından yararlanılmıştır. Çalışmada model olarak, Temmuz ayında Bursa bölgesinde 20 °C ortam sıcaklığına sahip 1,5 m derinlikli kumlu toprak altına serilmiş, 2 km uzunluklu, 630 mm² iletken kesitli, XLPE yalıtkanlı 89/154 kV YG kablosu esas alınmıştır. Algılayıcı fiber, 1550 nm’de tek modlu optik fiberdir. Young modülü sıcaklık duyarlılığı YG kablosunun çalışma sıcaklığı bölgesinde  iken, Shear modülünde  şeklinde elde edilmiştir. Ayrıca, Young modülü gerginlik duyarlılığı ile Shear modülü gerginlik duyarlılığı, YG kablosu üzerindeki en sıcak noktada sırasıyla   ve  olarak bulunmuştur. Kablo çalışma rejiminde iken, sıcaklıktaki 1 °K değişime karşılık kablo boyunca ~ 26,83 µε gerginlik değişimi meydana gelmiştir. Gerek teorik hesaplamalar gerekse benzetim sonuçları, Young modülü sıcaklık ve gerginlik duyarlılıklarından yararlanmanın, kablo çalışma süresi ve kapasitesi hakkında bilgi edinilmesi açısından Shear modülü sonuçlarına göre daha etkin bir yöntem olduğunu göstermektedir.

Bu çalışmada, XLPE yalıtkanlı yüksek gerilim (YG) kablolarında oluşan eşzamanlı sıcaklık ve gerginlik değişimlerinin algılanmasında kullanılabilecek yeni bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntemde, Brillouin güç değişimlerinin sıcaklık bağımlılığını esas alan optik fiberli dağınık algılama prensibi ile algılayıcı fiberin Young modülü ve Shear modülünün, sıcaklık ve sıcaklık kaynaklı içsel gerginlik bağımlılığından yararlanılmıştır. Çalışmada model olarak, Temmuz ayında Bursa bölgesinde 20 °C ortam sıcaklığına sahip 1,5 m derinlikli kumlu toprak altına serilmiş, 2 km uzunluklu, 630 mm² iletken kesitli, XLPE yalıtkanlı 89/154 kV YG kablosu esas alınmıştır. Algılayıcı fiber, 1550 nm’de tek modlu optik fiberdir. Young modülü sıcaklık duyarlılığı YG kablosunun çalışma sıcaklığı bölgesinde  iken, Shear modülünde  şeklinde elde edilmiştir. Ayrıca, Young modülü gerginlik duyarlılığı ile Shear modülü gerginlik duyarlılığı, YG kablosu üzerindeki en sıcak noktada sırasıyla   ve  olarak bulunmuştur. Kablo çalışma rejiminde iken, sıcaklıktaki 1 °K değişime karşılık kablo boyunca ~ 26,83 µε gerginlik değişimi meydana gelmiştir. Gerek teorik hesaplamalar gerekse benzetim sonuçları, Young modülü sıcaklık ve gerginlik duyarlılıklarından yararlanmanın, kablo çalışma süresi ve kapasitesi hakkında bilgi edinilmesi açısından Shear modülü sonuçlarına göre daha etkin bir yöntem olduğunu göstermektedir.