Yüksek gerilimde kullanılan gazların, deşarj olaylarının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

YÜKSEK GERİLİMDE KULLANILAN GAZLARIN, DEŞARJ OLAYLARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ Bu tezde yüksek gerilim hatlarında bulunan izalatörlerin yalıtkanlık özelliğini koruma açısından önemli olan korona deşarjı incelenmiştir. Tezde deşarj olaylarının incelenmesi beş bölüme ayrılmış olup, gazların deşarjı ile ilgili genel bilgi, ikinci bölümde elektronların hareketiyle ilgili bilgi, üçüncü bölümde korona deşarjı açıklanması ve dördüncü bölümde de deneyin yapılması ve beşinci bölümde de deneyin sonuçları verilmiştir. Elektrik enerjisine olan ihtiyacın hızla arttığı dünyamızda, üretilen elektrik enerjisinin sınırlı doğal kaynaklar ve ekonomik nedenlerle en az kayıpla tüketim merkezlerine ulaştırılması gerekmektedir. Bu durum Elektrik enerjisinin iletim ve dağıtımında, yüksek gerilimin kullanılma mecburiyetini doğurmuştur. Ancak bu defada yüksek gerilim cihazlarında kullanılan veya ortamda bulunan gaz, sıvı ve katı yalıtkan maddelerde elektriksel zorlanma nedeniyle yalıtım problemleri, akım kesme, ark söndürme gibi konular gündeme gelmiştir.Yüksek gerilim cihazlarında yalıtkan olarak kullanılan gazlardan beklenen özellikler; yüksek elektriksel delinme dayanımı, değişik işletme sıcaklıklarında yüksek basınçlara çıkılabilmesine imkân vermek üzere sıvılaşma sıcaklığının mümkün olduğunca düşük olması, gazın özgül ısısı, ısıl iletkenlik katsayısı, viskozite katsayısı gibi faktörlere bağlı olan gazın soğutma ve ark söndürme yeteneği, boşalma olayları esnasında özelliklerini kaybetmeme, diğer gazlarla kimyasal reaksiyona girmeme, alevlenmeme, zehirli olmama vb. Bu yüzden gazların deşarjı ve delinme gerilimleri önemli olmakla beraber bunların sonuçlarının da bilinmesi gerekmektedir. Çeşitli deşarj olayları olmasına rağmen (ark deşarjı, kıvılcım deşarjı, korona deşarjı vb.) dağıtım ve iletimdeki önemi dolayısıyla bu tezde korona deşarjları detaylıca incelenmiştir. Korona deşarjı (hem atmosferde hem de deney yapılan ortamda) birçok faktöre bağlıdır(gazın cinsine, elektrotlar arasındaki mesafeye, uygulanan gerilime vb.) bu faktörler dikkate alınıp deney yapıldığı takdirde sonuçların olumlu çıktığı gözlemlenmiştir. Bu tezde, Korona deşarjının direk olarak etkilediği yüksek gerilim hatlarında yalıtım için bulunan izolatörlerin üzerine düşen yağmur damlalarının enerji hatlarına verdiği zararlar deneylerle incelenmiş ve açıklanmıştır. Sonuç olarak; korona deşarjı, yüksek gerilim hatlarında bulunan izolatörlerin üzerindeki yağmur damlacıkları ele alınarak incelenmiş, grafiksel sonuçlar boynuz anten tekniği yardımıyla çıkarılmıştır. Sonuçlar teorik bilgiler ve daha önce yapılan deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış tam bir uyumluluk gözlemlenmiştir. Korona deşarjı, boynuz anten, katı, gaz, sıvılarda deşarj olayları.

This thesis examines high voltage discharge phenomena which can be said to be the most important topic in high voltage. Here, high voltage discharge events are divided mainly into four sections. The first part gives general information related to the discharge of gases. Second part includes information about the movement of the electrons. Third and fourth parts explain disclosures of corona discharge and performance of experiments, and finally the results, respectively. Increasing demand in the need of electrical energy in world essentially requires the minimum losses in electrical energy transmission and distribution system due to the limited natural resources and economical reasons, which creates the obligation of the use of high voltage in electrical distribution and transmission lines. But this time, the use of gas, liquid and solid in high voltage as insulating materials causes some electrical problems such as strain, current break, arc suppression and gas breakdown. The gas properties used in high voltage devices are expected to be as follows; high electrical breakdown strength to reach the highest pressure in different operating temperature with the lowest possible liquefaction temperature, the gas specific heat, coefficient of thermal conductivity, coefficient of viscosity of the gas cooling and factors such as the ability to extinguish the arc the discharge characteristics of the even during the lose, not to enter the chemical reaction with the sparkling of other gases, poisons or not etc. Therefore, it is important to know the properties of discharge of gases or breakdown of voltage, in other words, to know the reaction of the gases or their reactions to each other in the environment. Although there are many kinds of electrical discharge (arc, sparkling, corona discharge etc.) on electric lines, corona discharges are seen more frequently and its long term effects is more effective in the distribution and transmission systems than the others. Therefore, this thesis explains corona discharge techniques in detail. Corona discharge depends on many factors in the atmosphere and in the experiment environment. If these factors are taken into consideration, the obtained results are as demanded. This thesis examined corona discharge damage occurring on the insulator caused by raindrops falling on the insulator. In conclusion, the effects and results of corona discharge on the high voltage transmission and distribution line are determined via experimental studies. The experimental results are compared with the theoretical explanation and other related experiment results, and it was found that our results are in good agreement with the theory, even better than the results of the related experiments. Corona Discharge, horn antennas, gas breakdown