7/29/2019 Yuk-g-tek
1/132
1
YKSEK GERLM TEKNDERS NOTU
2006-2007 Gz
KONULAR
BL.1 :GR (YG tesisleri, gerilim seviyeleri ve dier tanmlar) BL.2 : YG ENERJ LETM SSTEM VE ELEMANLARI BL.3 : STATK ELEKTRK ALANI ve ELEKTROT SSTEMLER
BL.4 : YG TRLER, RETLMES VE LLMES BL.5 : AIRI GERLMLER VE KORUNMA YNTEMLER BL.6 : KATI-SIVI VE GAZ YALITKANLARDA BOALMA (DEARJ) OLAYLARI BL.7 : YKSEK GERLM LETME MHENDSL VE GVENL
7/29/2019 Yuk-g-tek
2/132
2
DERS GEME
Devam art %70 1 Ara Snav + 1 Yaryl Sonu Snav Ara Snav %40 ; Yaryl Sonu Snav %60 ARA SINAV NOTUNA DEV ETKEDECEKTR. 30 un alt FF ve FD olarak deerlendirilecektir. 30 ve zerindekiler iin an Erisi uygulanacaktr.
Dersler akll snflarda ve PPT slayt destekli yaplacaktr.
KAYNAKLAR
Prof.Dr. Muzaffer zkaya, Yksek Gerilim Teknii Cilt 1 ve Cilt 2 (Birsen Yaynevi) Prof.Dr. Ylmaz zkan, YG Yk Kesicileri, T 1994 Prof.Dr. Sefa Akpnar, Yksek Gerilim Tekniin Temelleri, KT 1997
Yurdakul Alparslan, Yksek Gerilim Teknii, Ankara, 1981 Do.Dr. zcan Kalenderli Ders Notlar, T Elektrik Mh. Blm Prof.Dr. Aydoan zdemir Ders Notlar, T Elektrik Mh. Blm
7/29/2019 Yuk-g-tek
3/132
3
BL.1: GR
Dersin Amac : Yksek Gerilim, Elektrik Mhendislerininalma alanlarnn en nemli ksmdr. Bu nedenle YksekGerilim Enerji Sistemlerinin, buradaki ekipmanlarn, almakoullarnn ve mhendis sorumluluklarnn retilmesidir.
BL.1: GR
IEC (International Electrotechnical Commission) ye gre ; Alternatif Gerilimde 1000 V un,
Doru Gerilimde 1200 Vun zeri YKSEK GERLM kabul edilir.
Neden Yksek Gerilim ? Uzak mesafelere enerjiyi iletme ihtiyac
retilen ve tketilen g seviyelerinin artmas
Yksek Gerilimin stnlkleri Uzak mesafelere az kaypla enerji iletebilmeye olanak tanr
Byk gleri daha ekonomik olarak tayabilme imkan verir
Byk glerde (yksek akm) iletken kesitinin kk kalmasn salar
Yksek Gerilimin Sakncalar zolasyon (yaltm) problemi (gerilim artka yaltm ekipmanlarnn boyutlar
ve maliyetleri artar)
nsan saln ve gvenliini etkiler. (Elektrik ve Magnetik Alann insanbnyesine olumsuz etkisi, gerilim arttka YG li cihazn koruma mesafesininartmas)
7/29/2019 Yuk-g-tek
4/132
4
BL.1: GR
Gerilim Seviyeleri (TRKYE)
Alak Gerilim 220/380 VoltOrta Gerilim 31-35 kV
6.3 kV Terkedilmekte olan bir gerilim deeridir.Sanayide kullanlan zel makinalar iin zel gerilim deerleri(3.3, 6.3,11 kV,) kullanlmaktadr.
Yksek Gerilim 380 kV, 154 kV (Halen bu iki gerilim deerinde iletim ebekesivardr. Ara deerlerde de 66 kV gibi iletim yaplabilmektedir.
Gerilim Seviyeleri (DNYA)
AVRUPA (50HZ) K.AMERKA (60 HZ)AG 440-415-650-1000 V 120-208-600 VOG 5-11-22-33-66 kV 2.4-6.9-23-34.5-69 kV
YG 110-132-156-220 kV 115-138-161-230 kVYG 275-380-400-800 kV 287-345-500-765 kVUYG 1000-1600 kV -----
BL.1: GR
Tarihesi.
1910 lu yllar 100 kV deerine uallmtr.1920 li yllar 100 kV ile 50 km lik uzakla 50 MW lk g nakledilmitir.1930-1950 300 kV, 250 MW, 400 km1954 380 kV ile iletime geilmitir.1960 l yllar 380 kV, 1000 MW lk nakil gerekletirilmitir.Gnmzde 1000 kV, 10000 MW
Doru Gerilim Alternatif Gerilim Mcadelesi..
Volta-Oersted-Ohm-Edison : Doru akm ve doru gerilim sistemleriFaraday-Tesla : Alternatif Akmzellikle Tesla ile Edison arasnda bilim ve ticari alanda bir rekabet yaanmtr.Bu rekabetin galibi o yllarda Nicola Tesla olmutur.
Gnmzde yksek gerilim de doru akmda enerji nakli yaygnlamaktadr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
5/132
5
BL.1: GR
Yksek Gerilim Doru Akm Enerji Sistemleri (HVDC)
Denizar blgelere denizaltndan enerji nakliKablo kullanlmtr1954 sve-Gotland arasnda 96 km lik ilk denizalt nakil kablosu denmitir.Tek iletkenle 30 MW lk g 150 kV Doru Gerilim ile tanmtr.Bugn Baltk lkelerinde, ABD de kullanlmaktadr.
Yksek gerilim ve akmda alabilen yariletken elemanlarn gelitirilmesi sonucuok uzak mesafelere iletimde AA akma gre ucuz olduu bilinmektedir.
BL.2: YKSEK GERLM ENERJLETM SSTEM ELEMANLARI
Temel Elemanlar.Senkron generatrler, g transformatrleri, kesiciler, ayrclar, havai hatlarDirekler, izolatrler, kablolar, baralar
lme ve Koruma ElemanlarAkm ve Gerilim Transformatrleri, Gerilim Blcler, Parafudrlar,Ark boynuzlar ve koruma halkalar, Rleler
Kontrol ve Kumanda ElemanlarRleler, kesicilerin kontrol ve kumanda devreleri
Gerilim Ayar ElemanlarSeri/Paralel ReaktrlerSeri/Paralel Kapasitrler
7/29/2019 Yuk-g-tek
6/132
6
Yldrm Tutucular (Parafudr)
ZOLATRLER
7/29/2019 Yuk-g-tek
7/132
7
zolatrler, Kesiciler
YILDIRIM
7/29/2019 Yuk-g-tek
8/132
8
nemli.YKSEK GERLM ELEMANLARI
zolatrler
Kablolar
Direkler
Koruma Hatlar
Ayrclar Kesiciler
parafudr
OG/AG Trafo stasyonu OG Girii
Geit izolatr
Parafudr ular birletirilmive topraklanmtr.
K.Mara Teda Binasndaki Trafo Binas
7/29/2019 Yuk-g-tek
9/132
9
AYIRICILAR (SEKSYONER)
7/29/2019 Yuk-g-tek
10/132
10
Orta ve yksek gerilim sistemlerinde devre yksz iken ama-kapama yapabilen ve
ak konumda gzle grlebilen bir ayrma aral oluturan alt cihazlardr.
Uygulamada Seksiyoner olarak da bilinirler.Son zamanlarda bu ifade kullanlmayarak sadece Ayrc denilmektedir.
Tesis blmlerini birbirinden ayrp bakm ve kontrol ilerinin gvenli ekildeyaplmasn salar. Ayrca birden fazla ana bara bulunan sistemlerin ama ve kapamamanevralarna hazrlanmasnda ve kuplaj operasyonlarnda kullanlr.
Ayrclar ile,devreden akm geerken yani devre ykl iken ama kapama ilemiyaplmaz.
Eer yaplrsa ayrc ve ayrcy ap kapatan kii zarar grr. Bu sebeple amakapama ilemi yaplrken ilk nce ayrc alp kapatlmaz. Ama kapama ilemiyaplrken u ilem sras takip edilir;
lklknce kesici ance kesici allrrDaha sonra kesicinin giriDaha sonra kesicinin giri veve kkndakindakiayayrrcclarlaraallr.r.
KapatKapatllrken bu irken bu ilemin tersi olarak ilklemin tersi olarak ilkncence ayayrrcclarlarkapatkapatllr.r.Daha sonra kesiciler kapatDaha sonra kesiciler kapatlarak devreye enerji verilir.larak devreye enerji verilir.
Kesici yoksa alKesici yoksa alcclarlarn yn ykkdevredendevreden karkarllr,sonrar,sonra ayayrrcc aallr.r.
AYIRICILAR
YapsTipik bir ayrcnn yaps u blmlerden oluur.asi: zoltrler ve ama kapama mekanizmasnn monte edildii kebent veya profilden yaplanaksamdr. Ayrc asileri genellikle , daldrma galvanizli veya elektrostatik toz boyal olarak imaledilirler.Mesnet zoltrleri: Gerilim altnda bulunan blmden ve topraktan yaltlm olup , sabit vehareketli kontaklar tutturmak iin kullanlan izoltrlerdir. Bunlar 6 adet olup, harici tip ayrclardaporselenden (20-25 mm/kV kaak mesafeli), dahili tip ayrclarda ise porselen , reine ve epoksireineden imal edilirler.Sabit Kontaklar: Her faz iin bir tane olmak zere 3 adettir. Ama kapama srasnda hareketetmeyen kontaklardr. Bu kontaklar anma akmlarna ve ksa devre akmlarna uygun kesitte
elektrolitik bakrdan imal edilir.Hareketli Kontaklar: Bu kontaklar da 3 adettir. Ama kapama srasnda hareket mekanizmas ilehareket eder , kapama ileminde sabit kontaklarla birleirler ve devreyi kapatrlar. Hem hareketlihem sabit kontaklar elektrolitik bakrdan genellikle gm kaplamal olarak yaplrlar.Ama Kapa lemi Yapan Mekanik Dzen:Ayrcn eidine gre deien bu dzenek harekelikontaklarn ama ve kapama ilemi iin hareketini salar. Bunun iin kullanlan tahrik milleri 30 mmapl galvaniz elik malzemeden imal edilmekte ve pirin dkm yataklarda hareketetmektedir.Dnme hareketinin daha kolay olmas baz modellerde pirin yataklar gresrlkledonatlmtr.Kilit Tertibat: Bakl ayrclarda , hat ayrcs ile toprak ba arasnda bulunan ve her ikisininayn anda alp kapanmasn engelleyen elektrik ve mekanik dzeneklerdir. Her ayrcda yoktur,sadece hat ayrclarnda bulunur.
Yaylar: Elektrolitik malzemeden yaplm olan bu yaylar ama kapama ileminin hzl yaplmasnsalar. Bu yaylar yk ayrclarnda ve zel tip ayrclarda kulanlr.
AYIRICILAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
11/132
11
AYIRICILAR
AYIRICILAReitleri, Kullanma Yerleri ve zellii
Ayrclar kullanma yerlerine gre drt grupta incelenir:Grevlerine gre ayrc eitleri ve kullanma yerleriMonte edildikleri yerlere gre ayrc eitleri ve kullanma yerleriYap zelliklerine gre ayrc eitleri ve kullanma yerleriKumanda ekillerine gre aync eitleri ve kullanma yerleri
Grevlerine gre ayrc eitleri ve kullanma yerleriA) Hat ayrcsB) Bara ayrcsC) Toprak ayrcsD) By-pass ayrcE) Transfer ayrcsF) Bara blmleyici ayrclar
7/29/2019 Yuk-g-tek
12/132
12
A) Hat Ay
r
c
s
: Enerji nakil hatlar
n
n giri veya
k
lar
nda beraber kullan
ld
kesiciile hat arama balanr. Beraber kullanld kesici ak iken ama ve kapama yapabilenayrclardr.B) Bara Ayrcs: Enerji nakil hatlarnn haralara giriinde ve knda kesici ve baraarasna balanr. Beraber kullanld kesici ak ken ama kapama yapabilen ayrcdr.C) Toprak Ayrcs: Enerjisi kesilmi devre veya hatlarn zerinde kalan artk enerjiyitopraa aktmaya yarayan ayrcdr. Beraber kullanld kesici ve aync aldktan sonrakapatlabilir. Hatta enerji varken kapatlamaz. Devrede enerji varken kapatlmasnnlemek iin deiik ekillerde alan kilit tertibatlar vardr. Bu kilitleme mekanizmalarsayesinde beraber kullanld kesici ve ayrc kapal iken toprak ayrcsnn kapanmasengellenir.D) Bay-Pass Ayrc: Tek bara sisteminde devreden enerji ekilirken, yani beraberkullanld kesici kapal iken, alp kapatlabilen ve kesiciye paralel balananayrclardr. Kesicinin arza yapt veya bakma alnd zamanlarda baraya enerjivermeye yarar. Kesici arzalandnda ve bakma alndnda kesici gibi kullanlarakdevreye enerji veren bir yk ayrcsdr. Mecbur olmad srece kesici ak iken
kapatlp almaz.E) Transfer Ayrcs: ift bara siteminde ana bara ile transfer baray (yedek bara)birletirir. Ait olduu kesici kapal iken alp kapatlan ayrcdr. Fiderin kesici veayrclar , arza yapt veya bakma alnd zamanlarda ,enerjinin srekliliinisalamak iin , transfer bara zerinden fiderin beslenmesini salar.F) Bara Blmleyici Ayrclar:Ayn gerilimli baralarn birletirilmesinde veyaayrlmasnda kullanlan ayrclardr.
AYIRICILAR
AYIRICILAR
Monte Edildikleri Yerlere Gre Ayrc eitleri ve Kullanma Yerleri
-Dahil tip ayrclar : Kapal hcre ve salt sahalarnda kullanlr.
-Haric tip ayrclar: Direk zerinde ve ak hava salt sahalarnda kullanlr.Dhili tip ve haric tip ayrclarn zelliklerini belirlemek iin baz deerlerinbilinmesi gerekir. Bunlar anma gerilimi, anma akm , anma ksa devre akm,kullanma yeri ve tipidir. Ayrclarn isimleri, zelliklerini belirten harfler verakamlar ile anlr. Bu isimlerde bulunan harfler ve rakamlaryledir:
7/29/2019 Yuk-g-tek
13/132
13
AYIRICILAR
Yapsna Gre Ayrclarn Snflandrlmas
a. Bakl ayrclarb. Dner izolatrl ayrclarc. Yk ayrclar
A) Bakl Ayrclar: Bakl ayrclar hareketli olan kontaklar bak eklindeolan ayrclardr. Bina iine veya dna konabilir. Ama ve kapama ilemiyaplrken emniyetli mesafede durmak gereklidir.
Bakl ayrclarn kullanm yerine gre eitleri unlardr:
1) Dahil Tip Bakl Ayrclar2) Haric Tip Bakl Ayrclar3) Toprak Ayrcs
4) Sigortal Ayrclar
1) Dhili Tip Bakl Ayrc:Bu tip ayrclar bina ierisinde hcrelere yerletirilirler. Kumanda kolu emniyetlimesafede hcre dar kartlr.
Adi tip dahili ayrclar 10,15,30,45 kV gerilimde ve 400,630 ve 1250 amper akmlarda kullanlrlar. Yaplar basit vestandart bileenlerden oluur. asi, mesnet izoltrleri , hareketli ve sabit kontaklar ve kollu hareketmekanizmalar vardr. Adi tip dahili ayrclar baralara blmek ve kesici giri-klarnda kullanlr. Aadakiekilde adi tip dahili bakl ayrcnn grn resmi verilmitir.
Alttan toprakl dahili ayrclarda adi tipteki gibi ayn gerilim ve akmlarda kullanlrlar. Tek farklar alttan k ulartopraklanmtr. Ayrc alrken toprak ba kapanarak enerjisiz hattn topraklanmas salanm olur.Topraklayrclarda enerji ve toprak baklan bir mekanizma ile ters olarak birbirine balanr. Biri alrken dieri kapanr.
AYIRICILAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
14/132
14
2) Haric Tip Bakl Ayrclar: Harici tip bakl ayrclar bina dnda akta kullanlrlar. Bu zelliklerindendolay kullanlan malzemeler hava artlan dikkate alnacak s, nem ve rzgra dayankl olarak retilirler.Kumanda kolu emniyetli mesafede ve ayakta duran bir kiinin ap, kapamasna imkn verecek zellikteolmas gerekir.
AYIRICILAR
3) Toprak Ayrcs: Bu ayrclar enerji nakil hatlarnn giri veya kna kurulur. Dahil ve haric tipteolabilirler. Bunun iin hattn enerjisi kesildiinde hat zerinde kalan elektrii topraa boaltmas iintoprak ayrcs kapatlr. Bu ekilde hatta emniyetli alma iin ortam hazrlanm olur.
4) Sigortal Ayrclar: Bal olduu devrelerdeki arzalan ebekeye intikal ettirmeyen, an akmlardakontaklarna seri bal sigortasnn atmasyla devreyi aan ayrc eididir. Dahil ve harici bakltipleri vardr. Sigortalara tel Dalanmaz. Orijinali ile deitirilir.
Sigortal ayrclar, aadaki yerlerde kullanlrlar:
Ky sapmalarndaKk gl mteri sapmalarndaKk trafolarn girilerinde (400 KVA'ya kadar)Trafo istasyonlarndaki servis trafolarnn giriindeGerilim ve l trafolarnn girilerinde kullanlmaktadr.
AYIRICILAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
15/132
15
B) Dnerzoltrl AyrclarHareketli kontaklara bal izoltrlere kendi ekseni etrafnda istenen alarda dnebilen ayrclardr.Dahili ve harici tipleri vardr. En ok harici tipleri kllanlr.Yksek ve ok yksek gerilimlitrafomerkezlerinde kullanlr.60,154,200,380 ve 800 kV gerilimlerde kullanlan dner izoltrl ayrclariki tipte yaplrlar:
Tek Dnerzoltrl Ayrclar & ift Dnerzoltrl Ayrclar
AYIRICILAR
1) Tek Dnerzoltrl Ayrclar: Bu tip ayrclarnizolatrlerinden birisi kendi ekseni etrafndadnebilecek ekilde yaplmtr.Dner izolatrnzerinde kntl bir kontak bulunur. Dner izolatrnkendi ekseni etrafnda 90 lik a ile dndrlereksabit izolatrdeki girintili kontaklara kenetlenir veayrc da kapatlm olur.
Tek dner izoltrl ayrclar eitleri unlardr:Dner izolatr ortada ayrc
Dner izolatr kenarda ayrc
Dner izolatr kenarda olan ayrclar kendi aralarndaikiye ayrlr:
Mafsalsz dey kapanan ayrcPantograf ayrcPantograf aync da kendi arasnda ikiye ayrlr:Hareketli kontaklar dey pantograf ayncHareketli kontaklar yatay pantograf ayrc
AYIRICILAR2) ift Dnerzoltrl Ayrclar: ift dner izoltrl ayrclarda ayrcnn iki izolatr kendiekseni etrafnda 90 dndrlerek kapatma ilemi yaplr.
Daha ok kn sert getii yerlerde kontaklar zerine biriken kar ve buzlan krarak salar.Bu sebeple k sert geen yerlerde tercih edilir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
16/132
16
Filmler.
7/29/2019 Yuk-g-tek
17/132
17
C) Yk Ayrclar: Kontaklarn pozisyonu gzle grlebilen, normal ykl devreleri apkapayan baz tiplerinde ksa ar kesme zellii olmayan bir ayrc eididir. Kesicilerdentasarruf etmek amacyla kullanlr. Tek m sistemlerinde, tek g ayrcsnn bulunduuyerlerde devresine seri bal bir yksek gerilim sigortas bulur.Tek bara sistemlerinde,birden fazla g ayrcsnn bulunduu devrelerde ise g ayrclar ile birlikte alan birde kesici vardr. Bu kesici ile g ayrclar arasnda ama ve kapama ilemleri iin rlelerkullanlmaktadr.
AYIRICILAR
Ksa devre kesme zellii olan yk ayrclarndasigortalardan herhangi birinin devreyi amas halindesigortal yk ayrcsnn faz da emniyetli olarakamas salanmtr. Bu durumda nce ana kontaklar(srekli akm tayc kontaklar) aar, bu kontaklaraparalel bal ubuk kontak ksa bir an iin ykzerine alr. Bu ama hareketi esnasnda meydanagelen arpma ile ubuk kontak harekete geer vesramal yay veya kurulmu yay dzeni sayesindedevreyi annda aar. Bu esnada sabit kontakzerindeki zel metal para ile ubuk kontak ucundakizel metal para arasnda oluan ark, ark sndrmehcresinde sndrlr.
Kumanda ekillerine gre ayrc eitleri ve kullanma yerleri1) Elle Kumandal (Istaka le) Ayrclar2) Mekanik Kumandal Ayrclar3) Elektrik Motoru le Kumandal Ayrclar4) Basnl Hava le Kumandal Ayrclar
1) Elle Kumandal (Istaka le) Ayrclar: Emniyet mesafesi fazla olan baz ayrclarda amakapama ilemi yaplrken mekanik hareketi salayan kol birstaka (fiber malzemeden yaplm,ucu kancal uzun sopa eklinde bir alet) ile hareket ettirilir, Ama ve kapama i lemi staka ileyapldndan bu ismi alr.
2) Mekanik Kumandal
Ay
r
c
lar:. Ama ve kapama ilemi iin hareketi salayan dzeninalmasn 30 mm apnda ve 3 m boyunda galvanizli elik malzeme yardmyla elle yaplanayrclardr. Bazlarnda bu mekanik dzenek dililerle hareketin iletildii bir sistemdir.3)Elektrik Motoru le Kumanda Edilen Ayrclar:Ayrcnn ama kapama ilemini yapanmekanizmann hareketi bir elektrik motoru ile salanr. Elektrik motoru bir yndealtrldnda ayrc kapanr, dier ynde ayrc alr. Motorlu kumandal sistemlerdemotorun hareketi zel bir dili sistemi vastasyla k miline iletilir, motor ve dili sistemi;yardmc kontak takm ile birlikte d tesirlere kar korunmu ve stcl bir kutu ierisineyerletirilmitir. Kullanlan motorlar D.C veya A.C motor olabilir. Enerji kesilmelerinde ellekumanda edilebilirler.4) Haval Kumandal Ayrclar:Ayrcnn ama kapama ilemini yapan mekanik dzenekhaval (Pnomatik) bir sistemle hareket ettirir. Pnomatik sistemin dz almasyla ayrckapanr, ters almasyla ayrc alr.
AYIRICILAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
18/132
18
KESCLER
(Circuit Breaker-Disjonktr)
Temel Bilgiler1) Yk akm, nominal akmdan kktr. Nominal akm, kullanlan ekipmann, tavsiye
edilen kullanm ve iletme koullarnda snrsz alabilecei akm deerinin efektifdeeridir.
2) Ar akm, nominal deerin geildii deerdir.
3) Ksa-devre akm, ebekede oluan bir hata sonucu meydana gelir. Degeri isegeneratre, hatann tipine ve ebekenin empedans degerlerine bagldr.
Bunlarn dnda, seilen bu aletlerin ama, kapama ve iletim esnasnda maruz kaldg birok etki vardr:
- Dielektrik (gerilim)- Termik (normal ve hata akmlar)- Elektrodinamik (hata akmlar)- Mekanik
En nemli etkiler ise ksa sreli alma ve kesme anlarnda meydana gelenlerdir. Bunlarelektriksel ark dediimiz olguyu da beraberlerinde getirirler. Ark davrann ncedenbildirmek ise akm modelleme
tekniklerine ramen zordur.
Tecrbe ve deneysel almalar kesici elemanlarn dizayn aamalarnda byk rol oynarlar.Burada sz edilen elemanlara elektro mekanik eleman diyoruz. Gnmzde statikkesmeyi orta ve yksek
gerilimde kullanmak ne teknik ne de ekonomik olarak uygulanabilir deildir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
19/132
19
Temel Bilgiler
Ama-Kapama ElemanlarnnKarlatrlmas
7/29/2019 Yuk-g-tek
20/132
20
KESCLER
TANIM ve SINIFLANDIRMA
Elektrik G ebekelerinde Kapal Devrenin Olumasn Salayan ve BuDevreyi BOTA, YKTE ve zellikle KISA DEVRE durumunda aabilenve kapatabilen devre elemandr.
Elle (Manuel) Kumandal ve Otomatik Kumandal olarak AMA/KAPAMAilemini gerekletirebilirler.
KESCLER
1- Toparlanma Geriliminin Geici Hali2-Toparlanma Geriliminin Srekli Hali3-Alma Esnas
S.Akpnar, YGT Temelleri Kitabndan Alnmtr.
Kesicinin Almas Annda Akm ve Gerilimlerin Deiimi
e(t) : Sistem gerilimiea(t) : Ark gerilimiik(t) : Ksa devre akm
Akm sfr
Gerilim kesilmiyor
Kesiciler grld gibi akm kesiyor ama gerilim kesilmiyor.Kontaklar hala gerilim altnda.
7/29/2019 Yuk-g-tek
21/132
21
KESCLER
Toparlanma Gerilimi (Kendine Gelme Gerilimi)
Devrenin g faktrneKsa devre akmnn simetrik olup olmamasna
Alternatrn endvi reaksiyonuna baldr.
KESCLERLE LGL BAZI ETKET BLGLER
Un(kV) Anma Gerilimi : Kesicinin srekli olarak alabilecei iletme gerilimidir.
In(A) Anma Akm : Kesicinin zerinde geirilebilecek en yksek akm deeridir.
f (Hz) letme Frekans : Kesicinin bal olduu ebekenin frekans.
Kesme Akm (A) : Kontaklarn ayrld anda kesiciden geen akmdr. Zaman ekseninegre simetrik yada asimetrik olabilir.
Anma Kesme Akm (A) : Kesme fonksiyonunun verildii durumda ve anma dn(toparlanma) geriliminde kestii en yksek simetrik kesme akmdr.
Dn Gerilimi :Akmn kesilmesinden sonra kesici ularnda oluan gerilimdir.
KESCLER ARK SNDRME PRENBNE GRE AAIDA GBSINIFLANDIRILABLR.
KESCLER
YALI KESCLER. ok Yal Kesicilerii. Az Yal Kesiciler
HAVALI KESCLERVAKUMLU KESCLERGAZLI (SF6) KESCLER
7/29/2019 Yuk-g-tek
22/132
22
AZ YALI KESCLER Tam Yal (ok Yal)
Kesicilerin daha gelimibirekli olup, kullanlanya ile sadece arksndrlmektedir.
Ucuz ve montaj kolayolmakla beraber, yanbirka amadan sonradeitirilmesi gerektiinden
bak
m ihtiyac
fazlad
r. Gnmzde yksek akmve gerilim tesislerinde pektercih edilmemektedir. Eskitesislerde halenkullanlmaktadr.
HAVALI KESCLERki kontak birbirinden ayrlrken ark, 1 nolu izgi boyunca geliir. Ortamn snmas ilemagnetik ve elektrik alanlarn etkisiyle 2,3 ve 4 nolu izgilerde olumak zere gelierek yukardoru kayar. Grld gibi burada kontaklara verilen biim de ark yolunun uzamasna,dolaysyla direncinin artarak arkn snmesine yardmc olmaktadr. Byle bir kesici, doruakm ve alak gerilimli alternatif akm (100 civarnda) kesmede 500 Volta kadar kullanlr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
23/132
23
Haval flemeli Kesici
120 kV a kadarkullanlabilmektedir.Kesici iinde vedeposunda havabasnc ayn ikenkontaklar almakstendiinde kvanalar alr.Atmosfere gre yksekbasnca sahip hava,depodan klaradoru byk bir hzla
hareket ederken arkyolunu uzatarak, arksoutarak ve arkiyonlarn bu ortamdanuzaklatrarak arksndrr.
Daha etkili bir ark sndrme yntemidir. Ark iletken olduundan ve iletken zerindenakan akmn yn dinamik kuvvetlerle deitirilebilecei gereinden hareketle, arkakmna etki edecek bir kuvvet oluturulmas prensibine gre alr. Kuvvet iingereken alan, sarglar tarafndan oluturularak ark hcresinin yan duvarlarnayerletirilmi sa levhalara verilir. Bylece ark yaltkan engeller arasndan kayarakyolunu uzatr. Is kaybederek daha abuk sner.
MAGNETF FLEME LE ARKIN SNDRLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
24/132
24
VAKUMLU KESCLER
Vakumlu Kesiciler
7/29/2019 Yuk-g-tek
25/132
25
Vakumlu Kesiciler
Vakumlu Kesiciler
7/29/2019 Yuk-g-tek
26/132
26
Vakumlu Kesicilerin zellikleriHerhangi Bir Ark Sndrme veya Soutma Maddesi Kullanlmaz :Aa ilemi srasnda
ortaya kan ark, kontak yzeyleri zerinde ayrarak metal buhar haline gelen bir plazmavastasyla, akmn sfrdan getii noktaya kadar devam eder. Bu andan itibaren birbirindenuzaklamakta olan kontaklar arasndaki dielektrik dayanm ykselmeye balamaktadr. Buaratn dayanm yksek vakum ortamda arkn kendiliinden snmesini salar.
Bakm Gerektirmezler : Bakm ok basit olup, zel takm ve cihaz gerektirmez. En fazla ikisaat iinde tamamlanabilir.
Gvenilirlikleri Yksektir : erdii para says olduka az olup,arza riski azdr.
letme Oluabilecek Her Trl Ama-Kapama Olaynn stesinden Gelir : KapasitifAkmlarda Ama, ok Kk Endktif Akmlarda Ama Kk Endktif Akmlarda Ama
SF6 GAZLI KESCLERSF6 : Kkrt Hekza Flrr
Gaz Yaltml Kablolarda,GazlAyrclarda,Yk AyrclarndaKesicilerdeTrafo stasyonlarnda kullanlmaktadr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
27/132
27
SF6 GAZLI KESCLER Delinme Dayanm Yksektir.
Kimyasal olarak KARARLIDIR.
Isl iletkenlii iyidir.
Alev almaz.
Elektronegatiftir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
28/132
28
Durgun ve hareket eden ykler, durmakta yadahareket eden dier ykler zerinde bir kuvvetuygular. Bu kuvvet alanlarna elektrik alan vemagnetik alan denir.
Ykler hareketsiz olduunda ortaya kan alan statikelektrik alan olarak adlandrlr.
Sabit hzl yklerin hareket ederken oluturduklaralan ise statik magnetik alan olarak bilinir.
vmelenmi ykler ise elektrik ve magnetik alannzamanla deitii elektromagnetik alanlar oluturur.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
29/132
29
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
YKSEK GERLM TEKNNDE, DELNME VE ATLAMAOLAYLARININ NCELENMES LE ORTAMLARIN YKSEKGERLM ALTINDAK DAVRANILARININ BELRLENMES NSTATK ELEKTRK ALANIN HESAPLANMASI GEREKR.
BU NEDENLE ELEKTROSTATK ALAN HESAPLAMASI OKNEMLDR.
Skaler ve Vektrel Byklkler
Deeri bir koordinat sistemine bal olmayanbyklklere skaler byklkler denir.
Deeri bir byklk ve yn ile birlikte ifade edilenfiziksel byklkler ise vektrel byklklerdir.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
VEKTREL ANALZ
7/29/2019 Yuk-g-tek
30/132
30
A ve B gibi iki vektrn skaler arpm A ve B nin mutlakdeerleri ile, iki vektr arasndaki en kk anncosinsnn arpmdr.
ABCos.B.AB.A =
Uyar : Vektrler koyu veya zerinde ok ile gsterilirler. Her iki gsterimde kullanlmtr.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
SKALER ARPIM
zzyyxx
zzyyxx
a.Ba.Ba.BB
a.Aa.Aa.AArrrr
rrrr
++=
++=
zyx
zyx
zyx
BBB
AAA
aaa
BxA
rrr
rr=
A ve B gibi iki vektrn vektrel arpm AxB eklinde gsterilir. Buarpm yine bir vektr olup; mutlak deeri, A ve B nin mutlakdeerleri ile iki vektr arasndaki ann sinsyle arpmna, ynise A ve B vektrlerinin iinde bulunduu dzleme dik olacakekildedir.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
VEKTREL ARPIM
7/29/2019 Yuk-g-tek
31/132
31
KartezyenKoordinatSistemleri
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
SilindirselKoordinatSistemleri
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
32/132
32
KreselKoordinatSistemleri
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR GRADENT :
kz
jy
ix
rrr
+
+
=
Nabla operatr ile gsterilir. GRAD olarakta sembolize edilir. 3 boyutta trev alma iine
yarar. Skaler byklkleri vektrel byklklere dntrr.
k
j
i
r
r
r
kz
fj
y
fi
x
fffgrad
rrr
+
+
==
Verilen bir skaler f (x,y,z) fonksiyonu iin gradyant tanm
X ynndeki birim vektr
Y ynndeki birim vektr
Z ynndeki birim vektr
7/29/2019 Yuk-g-tek
33/132
33
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR LAPLASYEN :
2
2
2
2
2
22
z
f
y
f
x
ff.f
+
+
==
Matematiksel bir kavra olup, ile gsterilir.Gradyenin skaler arpmdr.
2. ==
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLARDVERJANS & ROTASYONEL
z
A
y
A
x
AA.A.Div zyx
+
+
==rr
BirA vektr alannn diverjans :
zyx AAA
z/y/x/
kji
AxArot ==
rrr
rr
BirA vektr alannn rotasyoneli :
7/29/2019 Yuk-g-tek
34/132
34
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
ELEKTRK ALANLAR LE LGL TEMEL BAINTILAR.
Potansiyeli gstermek zere elektrik alan iddeti vektr :
Deplasman vektr (deplasman ak younluu)
= .Er
E.Drr
=
Birimler : Elk.Alan iddeti (kV/cm)Deplasman Vektr (C/m2)
:dielektrik sabiti (Farad/m)=0.R0 = 8,85.10-12 F/m(Boluun dielektrik sabiti)R = Bal dielektrik sabiti
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
Baz Yaltkanlarn Dielektrik Sabitleri (20C)
2.5 3.5Buz1.006Hava
80Saf Su2.2 2.5Trafo Ya
80 100Seramik Malzeme2.5Presbant
5 6.5Sert Porselen4 6.5Pertinaks
4.3 4.6Quartz1.8 2.6Kat
3 4Schellak4.5 - 5.5Mikanit
2.1 2.3Parafin4.7 6Glimmer3 4Sert Plastik3.5 - 7Cam
3 3.5Aa2.5 3.5Ebonit
3 4.5Yal Kat2.2 2.9Kehribar
3.5 10Termoplastikler4.5 7.5Bakalit
7/29/2019 Yuk-g-tek
35/132
35
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
ELEKTRK ALANLAR LE LGL TEMEL KAVRAMLAR.
DELNME : ki elektrot arasna konulan yaltkan maddeden oluan sistemeuygulanan yksek gerilim sonucu yaltkan madde ierisinde bir boalma olaymeydana gelir. Gerilim belli bir seviyeye ulatnda ise bu yaltkanda tam birboalma (dearj) meydana gelir. Buna delinme denir.
a
U
yaltkan
YGSarg
TrafoKazan
Ya
GvdeTopraklamas
Eer delinen yaltkan sv veya gaz ise malzeme yeniden kullanlabilir ama delinme daha sonrakiKullanmlarda daha dk deerlerde oluur. Kat ise artk kullanlmaz.
ELEKTRK ALANLAR LE LGL TEMEL KAVRAMLAR.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
DELNME DAYANIMI :Yaltkan malzemenin delinmeye balad gerilim, omalzemenin delinme dayanmdr.
ATLAMA :YG Nakil hatlarnda iletme gerilimi zerine kldnda izolatrlerdelinmeye zorlanr.Eer izolatrlerin delinme dayanmlar yeterli ise havadelinerek, hattan diree doru bir boalma olay gerekleir. Buna atlama denir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
36/132
36
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
ELEKTRK ALANLAR LE LGL TEMEL KAVRAMLAR.
Emniyet Derecesi (Gvenlik lt) [ e ]
Herhangi bir yaltkan malzemenin delinme gerilimi Ud ve nominalgerilimi Un ise bu yaltkan iin emniyet derecesi aadaki bant ile verilir.
Un
Ude =
e>1 olmaldr. Ne kadar byk olursa malzeme daha yksekdayanmldr.
U
yaltkan
Soldaki gibi bir elektrot sisteminde kalnl a (cm) olan yaltkanmaddeye uygulanan Ud (kV) gerilim esnasnda yaltkandadelinme olmu ise bu maddenin delinme dayanm
[kV/cm]a
UdEd =
Not : Bu forml sadece dzgn deien elektrik alannasahip elektrot sistemleri iin geerlidir. Dzgn deimeyen,alanlarda maksimum alan iddeti delinmeyi belirler.
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLARELEKTRK ALANI TEMEL BAINTILARI
A. zerinde Q yk bulunan bir cismin etrafndaki kuvvet alan meydana getirir. Bu kuvvetzerinde kk birq elektrik yk bulunan paraca etki eder.
Q
1
2
3
1Fr
2Fr
3Fr
q
q
q
E.q.kFrr
=Eer q nun birimi C, elk alan birimiV/m ve kuvvet birimi N ise k=1 olur.
E.qFrr
=
Bir Q yknn R uzaklnda meydana getirdii alan :
RR4
QU
R4
Q
q
FE
3R2
rrr
r
=
==
7/29/2019 Yuk-g-tek
37/132
37
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
ELEKTRK ALANI TEMEL BAINTILARI
B. Eer q ykl parack kapal bir eri (kare, daire elips vb) iinde hareket ettirildiinde,yaplan toplam i sfrdr.
Q
1 Fr
2
n
Sdr
Paracn izledii yolun geometrik ekli nemli deildir.Kapal bir eri olmas yani ilk hareket edilen noktrayagelmesi yeterlidir. Elektrik alan kaynandan bamszdr.
0Sd.)Erot(Sd).E(Sd.E.q
0Sd.E.q
0Sd.F
===
=
=
rrrrrr
rr
rr
V.dagrV.E
0Erotrr
r
==
=
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLARELEKTRK ALANI TEMEL BAINTILARI
C. LAPLACE ve POISSON Denklemleri
Kapal bir yzey (boluk) iindeki elektrik yk, bu yzeyden kan elektrik aksna eittir.
= QSd.E.0rr
Bu kapal yzey iindeki yk yoksa
= 0Sd.E.0rr
inde yaltkan bulunan kapal yzeyde elektrik yk, bu yzeyden kan elektrik aksna eittir.
=
=
=
QSd.E.
QSd.E..
QSd.E.
R0
R0
rr
rr
rr
==
QSd.D
E.Drr
rr D : elektriksel ak younlu/deplasmanvektrdr. Bir S yzeyi boyuncaintegrali ise elektrik aksn verir.
QSd.D == rr
7/29/2019 Yuk-g-tek
38/132
38
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
ELEKTRK ALANI TEMEL BAINTILARI
-V)dadiv(gr-.V).(
konulursadenklemeyukarukareitliV-E
DdivD.
EdivE.
=
=
=
==
=
=
r
r
rr
rr
0V
V2
2
=
=POISSON
LAPLACE (elk yk olmayan uzay paras)
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
KOORDNAT SSTEMLERNDE ELEKTRK ALAN HESABI
* KARTEZYEN KOORDNAT SSTEM
Y
Z
X
ir
kr
jr
P
P(x,y,z)
y
x
z
Laplasyen
Gradyan
2
2
2
2
2
22
z
V
y
V
x
VV
+
+
=
k
z
Vj
y
Vi
x
VV
rrr
+
+
=
Alann sadece X ekseni boyunca deimesidurumunda
dx
dVE
0dx
Vd2
2
=
=
7/29/2019 Yuk-g-tek
39/132
39
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
KOORDNAT SSTEMLERNDE ELEKTRK ALAN HESABI
* SLNDRSEL KOORDNAT SSTEM
Y
Z
X
P
P(r, ,z)
z
r
x=r.cos y=r.sin z=z
k,i,irrrr
k.z
Vi
V
r
1i.
r
VV
z
VV.
r
1
r
V
r
1
r
VV
r
2
2
2
2
22
22
rrr
+
+
=
+
+
+
=
Alan sadecer ynnde deiirse.
dr
dVE
0dr
dV.
r
1
dr
Vd2
2
=
=+
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
KOORDNAT SSTEMLERNDE ELEKTRK ALAN HESABI
* KRESEL KOORDNAT SSTEM
Y
Z
X
P
P(r,,)
z
r
x=r.cos.sin y=r.sin .sin z=z
i,i,irrrr
+
+
=
+
+
+
+
=
i.V
i.V
sin.r
1i.
r
VV
V
r
cot
r
V
r
2V
sin.r
1V
r
1
r
VV
r
22
2
222
2
2
22
rrr
Alan sadecer ynnde deiirse.
dr
dVE
0dr
dV.
r
2
dr
Vd2
2
=
=+
7/29/2019 Yuk-g-tek
40/132
40
Elektrostatik Alanlarn Uygulama Alanlar
Elektrostatik Ayrma
Elektrostatik Filtre (termik santrallerde baca klleri iin yaplan filtreleme)
Elektrostatik Boyama
Xerography
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
Temel Elektrot Sistemleri
Dzlemsel Elektrot Sistemleri
Kresel Elektrot Sistemleri
Silindirsel Elektrot Sistemleri
BL.3: STATK ELEKTRK ALANLAR
7/29/2019 Yuk-g-tek
41/132
41
(Kenar Etkisi Olmayan)
Dzlemsel Elektrot Sistemleri
x
y
+
+
+
++
-
-
-
--
E
V=V1=0 V=V2=U
U
ax=0 x=a
V potansiyeli sadece x ynnde deimektedir.
Farad)(birimia
S.
U
QC:Kapasite
a
U-E;x
a
UV;0
x
V
0z
V
y
V
x
VV
2
2
2
2
2
2
2
22
==
===
=
+
+
=
(Kenar Etkisi Olmayan)
Dzlemsel Elektrot Sistemleri
Kenar etkisi olmayan paralel dzlemsel elektrot sisteminde, Vpotansiyeli x e gre dorusal deitii halde, Elektrik alan X ebal deildir. U gerilimi ve aklk sabit olduundan elektrik alanda sabittir.Yaltkan zerindeki her noktada elektrik alan sabitkalr.
Ortam Delinmeye zorlana E elektrik alannn mutlak deerineELEKTRKSEL ZORLANMA denir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
42/132
42
(Kenar Etkisi Olmayan)
Dzlemsel Elektrot Sistemleri
0 a 0 a
V
E=U/a
Dzlemsel Elektrot SistemlerininZorlanma Bakmndan ncelenmesi
Elektriksel Zorlanma , yaltkan malzemenin delinme dayan olan Ed ye eit veyabyk ise sistemde boalma balar.
EdE
Dzgn olmayan alanlarda korona eklinde balayan boalma olaylar, geriliminykseltilmesi durumunda ksmi boalma aamalarndan geerek tam delinme ile sonulanr.
Dzgn deien alanlarda ise delinme art alanon her noktasnda ayn andagerekletiinden, elektrotlardan biri zerinde balayan boalma olay ksmi boalmaaamalar gelimeden hemen tam delinme ile sonulanr.
Bu nedenle, dzgn alanda boalmann balad UO boalma balang gerilimi ile tamdelinmenin meydana geldii Ud gerilimi birbirine eittir. Buna gre dzgn delinen alandadelinme gerilimi aadaki eitlik ile bulunur.
a.EU dd =
7/29/2019 Yuk-g-tek
43/132
43
Kresel Elektrotlar
Kresel Elektrotlar
7/29/2019 Yuk-g-tek
44/132
44
Kresel Elektrot Sistemleri
r
BAV
0dr
dV
r
2
dr
Vd2
2
+=
=+r1
r2
r1 ve r2yarapl emerkezli kre
V2=0
V1=U
a
U
Laplace Denklemi
12
21
12
1
r-r
.rrUB&
rr
rUA =
=
Kresel Elektrot Sistemleri
r1
r2
V2=0
V1=U
a
U
212
21
2
12
1
r
1.
rr
r.rUE
)1r
r(
rr
rUV
=
=
7/29/2019 Yuk-g-tek
45/132
45
Kresel Elektrot Sistemleri
r1
r2
V2=0
V1=U
a
U 21ORT
ORT2
12
21
12
ORT
122
1MIN2
121
2MAX1
r.rr
r
1.rr
r.rUrr
UE
rr
1
r
rUE)r(E
rr
1
r
rUE)r(E
=
==
==
==
Kresel Elektrot Sistemleri
r1 r2
V
E
r1 rort r2
Emin
Emax
Eort
E=f(r)V=f(r)
V2=0
V1=U
7/29/2019 Yuk-g-tek
46/132
46
Kresel Elektrot Sistemlerim/F8,86.10,.,)m(r;
rr
r.r4
U
QC 12-0r0
12
21 ==
==
)rr.(r
r12
2
1 =
2
1
r
r
a=
=
Sistemin Kapasitesi
Gerek Aklk (a)
a=r2-r1
Edeer Aklk () ;
Faydalanma Faktr ()
Geometrik Karakteristik :
Geometrik olarak benzer olan emerkezliKresel sistem ile e-eksenli silindirsel sistemler
1
2
r
rp =
Yanyana veya iie kresel ve silindirselsistemler
1
2
1
1
r
rq&
r
arp =
+=
Bir elektrot sisteminin faydalanma faktr (),elektrotlar arasndaki aklk (a) ve sistemeuygulanan U gerilimi biliniyorsa,
eitlii ile EMAX kolayca hesaplanabilir.
== .a.E.EU MAXMAX
7/29/2019 Yuk-g-tek
47/132
47
Kresel Elektrot Sistemlerinin Delinme Bakmndanncelenmesi ve En Uygun Dzenein Belirlenmesi
Maksimum elektriksel zorlanma kavram (EMAX) delinme incelemelerindenemlidir. Eer EMAX, ortamn delinme dayanmna eit veya byk olduuzaman (EMAXEd ), erilik yarap kk olan elektrot zerinde olmak zereyaltkan ortamda delinme balar.
Dzgn olmayan alanlarda delinme hemen balamaz. ncelikle n boalmaolaylar meydana gelir. Gerilim ykselmeye devam ettike bu n boalmaolaylar geliir ve belirli aamalar getikten sonra tam delinme ile sonulanr.
Bu sre, alann ekline yani dzgnlk derecesine baldr.
Dzgnszlk Derecesi (Faydalanma Faktrnn tersidir.)1
Emerkezli Kresel Elektrot Sisteminde dzgnszlk derecesi pye eittir. Bu nedenlemaksimum elektriksel zorlanmann p veya ya gre deiimi n plana kar.
Kresel Elektrot Sistemlerinin Delinme Bakmndanncelenmesindeki ki Karakteristik Durum
1.Durum : DYarapn Sabit olmas , r2 = Sabit , U=sabit , Emax n r1 e gre deiimi
2
rr
0
)rr.r(
U.r).r2r(
dr
]rr
1
r
rU[d
dr
)E(d
21
22
121
212
1
121
2
1
MAX
=
=
=
=
7/29/2019 Yuk-g-tek
48/132
48
kre yarapnn, d kre yarapnn yars olmas durumunda EMAX minimum olacaktr.
ORT
12
MINMAX
22
2
2MINMAX
E.2a
U2
r
U2
r
U4)E(
])
2
r(r
1[
2
rr
U)E(
====
=
Bu durumda delinme bakmndan bu en elverili tertibin geometrik karakteristii vefaydalanma faktr u ekilde olacaktr.
5.0p
1&2
r
r
r
arp
d
d
1
2
1
1d ====
+=
Eer snr deer olarak EMAX=Ed alnrsa, [U=EMAX.] eitlii uyarnca U nun maksimumolabilmesi iin nnda maksimum olmas gerekir. Bunun iin nn r1 e gre trevi sfraeitlenereky maksimum yapan r1 deeri bulunur.
2
rr
0r
r21
dr
d
0)]rr(r
r[
dr
d
dr
d
21
2
1
1
12
2
1
11
=
==
==
2
a
2
r
4
r)( 12MAX ===
Bir sonraki slaytta verilen maksimumelektriksel zorlanmann i yarapa gredeiimini veren grafikte boalmaolaylarnn geliimi incelenebilir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
49/132
49
r2 , U sabit
Emax=f(r1)
(Emax)min
Emax
0 r1=r
2/2 r
2=sbt
=f(r1)(max)
r2 , U sabit
Emax//(Emax)min=f(r1/r2)
Emax/(Emax)min
0 0.5 r1/r2 1.0
/max=f(r1/r2)1.0
0.7
0.5
0.3
0.1
/ max
r1
r1=0 dan r2 ye kadar (i yarap sfrdan d yarapa kadar) deitiinde EMAXn deiimiyani boalma olaynn seyrini incelemek mmkndr.
Ortamda yaltkan olarak hava bulunsun ve havann delinme dayanm (Ed) sabit kabul edilsin.U1
7/29/2019 Yuk-g-tek
50/132
50
EMAX
Ed
Grld gibi EMAX erisi, delinme
dayan
m
n
iki noktada kesmektedir.Boalma asndan 3 blge szkonusudur. A ya kadar olan blgedemaksimum zorlama daima delinmedayanmndan byktr. EMAX>Ed. Bublgede i kre zerinde mutlaka birboalma (dearj) balar. Ancak sistemdealan dzgn deimediinden yanigeometrik ekil kre olduundan buboalma i kreyi evreleyen birltlkorona tabakas eklinde balar. Butabaka iletken hale geer. -D krearasu aklk azalacaktr. Gerilim arttkakorona dearj desteklenir. 1 blgesindeA noktasna kadar EMAX>Ed olduusrece boalma geliir.
A B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
A B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
31 2
-1-
-2-
EMAX
Ed AB
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
A B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
31 2
A dan sonraki 2 blgesinde EMAX
7/29/2019 Yuk-g-tek
51/132
51
-3-
EMAX
Ed AB
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
A B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
31 2
3 blgesi 1 blgesi gibi daimi bir boalmaolaynn grld blgedir. Ancakburada EMAX erisinin trevi pozitifolduundan yani grafik srekli arttndandolay balayan her boalma olay tamdelinme ile sonulanr. Bu blgeye tamdelinme blgesi de denilir.
Bu ilk durumda uygulanangerilim arttka yani eriykseldiinde aadaki durumortaya kar. A ve B noktasbirleir. 2 blgesi ortadan kalkar.Yeni durumda 1 blgesi nboalma 2 blgesi ise tamdelinme blgesidir. C noktas isedelinme asndan en elverilidurumdur.
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U2 sbtEMAX=f(r1/r2)
C
1 2
-4-
7/29/2019 Yuk-g-tek
52/132
52
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U3 sbtEMAX=f(r1/r2)
Eer gerilim yine ykseltilirseyandaki durum ortaya kar. Budurumda her durumda EMAX>Edolacaktr. Bunun anlam iseherhangi bir dzende balayanboalma olay daima bu iki kre(elektrot) arasnda tam delinme
ile sonulan
r.
-5-
EMAX
Ed
B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
A
B
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U1 sbtEMAX=f(r1/r2)
31 2
Ed=f(r1/r2)
Eer yaltkan ortamdadelinme dayanm sabitdeilse yani ekildegrld gibi kre
yarapna gredeimekte iseA veB noktalar ile 1-2-3blgelerinin snrlardeimektedir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
53/132
53
Kresel Elektrot Sistemlerinin Delinme Bakmndanncelenmesindeki ki Karakteristik Durum
2.Durum : Yarapn Sabit olmas , r1 = Sabit , U=sabit ise
=
=
=
= ,MAX
112121
2MAX E
1p
p
r
U
1p
pU
rr
p
)rr(
U
r
rE
p bydke EMAX klmektedir. p sonsuza gittike (d yarap sonsuza giderse)EMAX, deerine dmektedir. Bu EMAX, deeri, d kre yarapnn sonsuz olmashalinde i kre zerindeki maksimum zorlanmay gstermektedir. Bu ise uzaydaki birkre durumuna kar gelir.
)r
r1.(r.E)rr(
r
rEU
2
11MAX12
2
1MAX == de EMAX yerine Ed, U yerine ise Ud yazlrsadelinme balang gerilimi bulunur.
1d,d
,d1dd
r.EU
U.p
1p)
p
11.(r.EU
=
==
p
Ud/Ud,
rnek 1. [M.zkaya] : kre yaraplar r1=50 cm ve r1=120 cm ve d kre yarap r2=200cm olan iki emerkezli kresel sistemde havann delinme dayanm Ed=30 kV/cm (sabit)olduuna gre, sistemlerin delinme balang gerilimlerini hesaplaynz ve bu dzenlerdeboalmalarn ne ekilde meydana geleceini aklaynz.
kV1440)200
1201.(120.30'U'
kV1125)200
501.(50.30'U
)r
r1.(r.EU
d
d
2
11dd
==
==
=
66.1120
200''p
450
200'p
==
==
Geometrik karakteristikleri.
Delinme Balang Gerilimleri Delinme asndan en uygun tertip pd=2 idi.Buna gre birinci dzende n boalmalar,ikincide ise tam delinmeler meydana gelir.
r1/r20 0.2 0.5 0.8 1
r2, U2 sbtEMAX=f(r1/r2)
C
1 2
7/29/2019 Yuk-g-tek
54/132
54
rnek 2. [M.zkaya] : Yaraplar farkl ve fakat geometrik karakteristikleri ayn olan (p=p=1.2)benzer iki emerkezli kresel sistemin delinme balang gerilimleri Ud=240 kV ile Ud=600
kVtur. Bu iki sistemin i ve d yaraplarn hesaplaynz.
cm144''r''r
''r''p
cm6.57'r'r'r'p
cm120'r)2.1
12.1.(''r.30600
cm48'r)2.1
12.1.('r.30240
)p
1p.(r.E)
r
r1.(r.EU
2
1
2
2
1
2
11
11
1d
2
11dd
==
==
=
=
=
=
==
Delinme balang gerilimi
Prof. Dr. M. zkaya Yksek Gerilim Teknii (Cilt 1) Sayfa26-27 (T Basks) deki 3 ve 4 nolu rnekleri evde
znz..
7/29/2019 Yuk-g-tek
55/132
55
Silindirsel Elektrot SistemleriKresel elektrot sistemi uygulama alan daha az iken silindirsel sisteme benzerok sayda rnek gsterilebilir. En bilinen rnek ise enerji kablolardr.
r1
r2
r1 ve r2yarapl e eksenli kresel sistem
V2=0
V1=U
a
U
Silindirsel Elektrot Sistemleri
r1
r2
V2=0
V1=U
a
U
0dr
dV
r
1
dr
Vd2
2
=+
)rln(.BAV +=
Silindirsel K.S. de Laplace Denklemi
Denklemin genel zm
r=r1 iin V=V1=U ve r=r2 iin V=V2=0 snrartlarndan A ve B sabitleribulunur.
1
22
1
2
r
rln
UB,)rln(.
r
rln
UA ==
7/29/2019 Yuk-g-tek
56/132
56
Silindirsel Elektrot SistemleriE eksenli silindirsel elektrot sisteminde yaltkan madde zerinde potansiyelin vealan iddetinin yarapa bal deiimi
r1.
r
rln
UdrdV)r(E
r
rln.
r
rln
U)r(V
1
2
2
1
2
==
=
Silindirsel Elektrot Sistemleri
1
2
12ORT
1
2ORT
12
ORT
1
22
MIN2
1
21
MAX1
r
rln
rrr
r
rln.r
U
rr
UE
rrln.r
UEEKURE)(DISrr
r
rln.r
UEEzerinde)kre(irr
=
=
=
===
===
7/29/2019 Yuk-g-tek
57/132
57
Silindirsel Elektrot Sistemleri
V
E
r1 rort r2
Emin
Emax
Eort
E=f(r)V=f(r)
V2=0
V1=U
r1 r2
a
r
Sistemin Kapasitesi :
1
2
r
rln
2
U
QC
l== [l,r1,r2 metre ve =0.r(0=8,86.10-12 F/m) ise C (Farad)]
)r
rln(.r
E
U
1
21
MAX
==
pln1p
1
rr
pln.r
a 12
1
=
=
=
Faydalanma Faktr ()
Geometrik Karakteristik :
1
2
r
rp =
Gerek Aklk (a)
a=r2-r1
Edeer Aklk () ;
Geometrik olarak benzer olan emerkezliKresel sistem ile e-eksenli silindirsel sistemler
7/29/2019 Yuk-g-tek
58/132
58
Silindirsel Elektrot Sistemlerinin Delinme Bakmndan ncelenmesi
a. D Silindir Yarapnn Sabit Olmas
r2=Sabit ve U=Sabit iken EMAX(r1) ???
1
21
MAX
r
rln.r
UE =
0]
r
rln.r[
U).r
r
r
r(ln
dr
dE
2
1
21
1
1
1
2
1
MAX
=
1r
rln
1
2 =
718.2er
r
1
2 ==
Maksimum elektrik alannn minimum olduu akl veren koul bu ekilde bulunmaktadr.
583.01e
1
rr
r
a
718.2err
rarp
er
U
r
U]E[
12
1d
1
2
1
1d
21
MINMAX
=
=
=
=
===+=
==
Eer snr deer olarak EMAX=Ed alnrsa, [U=EMAX.] eitlii uyarnca U nun maksimumolabilmesi iin nnda maksimum olmas gerekir. Bunun iin nn r1 e gre trevi sfraeitlenereky maksimum yapan r1 deeri bulunur.
e
rr
er
r
01r
rln
dr
d
r
rln.r
21
1
2
1
2
1
1
21
=
=
==
= 1MAX r)( =
Buna gre EMAX=f(r1) ve =f(r1) erilerini dahanceki kresel elektrot konusunda olduu gibiu ekilde gstermek mmkndr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
59/132
59
r2 , U sabit
Emax=f(r1)
(Emax)min
Emax
0 r1=r
2/e r
2=sbt
=f(r1)(max)
r2 , U sabit
Emax//(Emax)min=f(r1/r2)
Emax/(Emax)min
0 0.5 r1/r2 1.0
/max=f(r1/r2)1.0
0.7
0.5
0.3
0.1
/ max
r1
E-eksenli silindirsel elektrot sistemlerinin boalma olay bakmndan durumu e merkezlikresel elektrot sistemine benzemektedir (Bkz. lgili slaytlar..)
2.0
3.0
Tpk kresel sistemdeki gibi delinme gerilimini bulmak iin EMAX=Ed koulundan gidilir veUd=Ed. bants yardmyla bulunur
M.zkaya, YGT Cilt 1 , Sayfa 35 (T Basks), ekil 2.14 te anlatlandelinme blgelerine allacaktr..
7/29/2019 Yuk-g-tek
60/132
60
Silindirsel Elektrot Sistemlerinin Delinme Bakmndan ncelenmesi
b. Silindir Yarapnn Sabit Olmas
r1=sabit ve r2=deiken olmas halinde, delinme balang gerilimi aadaki bantyagre logaritmik olarak bir ykseli gsterir
pln.r.EU 1dd =
c. Elektrot Aklnn Sabit Olmas
=== .U.a.E.EU dodddBurada Udo=Ed.a ayn elektrot aklnda dzgn deien alandaki delinme gerilimidir.
1
1
r
a
)r
a1ln(
1p
pln+
=
=Faydalanma faktr logaritmik deimektedir. Delinme gerilimideiimi iin M.zkaya, YGT Cilt 1, sy 39 a bkz.
TABAKALI ELEKTROT SSTEMLER
Snr Yzeyde Krlma
Tabakal Dzlemsel Elektrot Sistemi ki Tabakal Dzlemsel Elektrot Sistemi
ki Yal
tkanl
ok Tabakal
Sistem ok Yaltkanl ok Tabakal Sistem
Tabakal Silindirsel Elektrot Sistemi ki Tabakal Eeksenli Silindirsel Sistem
ok Yaltkanl ok Tabakal Sistem
7/29/2019 Yuk-g-tek
61/132
61
i. Snr Yzeyde Krlma
1Er
1nE
1tE
Di-elektrik katsaylar farkl olan iki izotrop, homojen iki yaltkan ortam ayran snryzeyde Elektrik Alan ve Deplasman Alan izgileri Krlrlar. Bu krlma, krlma as vedi-elektrik katsaylarna gre belli bir bantya gre gerekleir
Snr Yzey
2.Yaltkan Tabaka, 2
1.Yaltkan Tabaka, 1
En1=Snr Yzeye Dik Bileen (Normal)
Et1=Snr Yzeye Paralel Bileen (Teet)
1
2Er
2tE2nE
2
Krlma Bantlar
2t1t EE =
E.Drr
=
1Er
1nE
1tE
1
2Er
2tE
2nE 2
2
1
2t
1t
D
D
=
1
2
2n
1nE
E
= 2n1n DD =
7/29/2019 Yuk-g-tek
62/132
62
Krlma Bantlar
22112n1n
22112t1t
cos.Dcos.DDD
sin.Esin.EEE
==
==2
1
2
1
tan
tan
=
1
2
2
1
tan
tan
= =+
=+
90
90
22
11
1n22
2
11t
22n
22t
22 E.)(EEEE
+=+=
Uyar : Saysal rnek iin M.zkaya YGT Cilt 1, Sy 70, Saysal rnek i inceleyiniz.
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ki Tabakal Seri Sistem
1a1
U1
E1
1
2a2
U2
E2
2
a
U
C1 C2
2
2
1
1
2
2
1
121
aaS
a
S.1
a
S.1
1
C
1
C
11
C
+
=
+
=+
=2211
21
U.CU.CU.C
QQQ
==
==
U.aa.
aU.
C
CU
U.a.a
aU.
C
CU
21
1
2
2
2
2
22
11
1
1
1
+
==
+==
U.aa
1
a
UE
U.a.a
1
a
UE
211
22
22
2
2
11
1
11
+
==
+==
7/29/2019 Yuk-g-tek
63/132
63
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ki Tabakal Paralel Sistem
a
U
C1
C2
21
S2,Q2
S1,Q1
aS.S.CCC
a
UEEE
UUU
221121
21
21
+=+=
===
==
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ki Yaltkanl ok Tabakal Sistem
C1 C2 C3 C4 Cn-1 Cn
U1 U2 U3 U4 Un-1 Un
1 2 1 2 2 1
a1 a2 a3 a4 an-1 an
a
U
7/29/2019 Yuk-g-tek
64/132
64
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ki Yaltkanl ok Tabakal Sistem
1Et
at
Ut
2E
a
U
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ki Yaltkanl ok Tabakal Sistem
2
1t
t
2
1t
tt
aa
UE
U.aa
aU
+=
+
=
t1
2
t
1
2
aa
UE
U.aa
aU
+=
+=
7/29/2019 Yuk-g-tek
65/132
65
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ok Yaltkanl ok Tabakal Sistem
C1 C2 C3 C4 Cn-1 Cn
U1 U2 U3 U4 Un-1 Un
1 2 3 4 n-1 n
a1 a2 a3 a4 an-1 an
a
U
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ok Yaltkanl ok Tabakal Sistem
Sistemin Kapasitesi
==
==
++++=
n
1k k
kn
1k k
n321
a
S
C
1
1C
C
1......
C
1
C
1
C
1
C
1
7/29/2019 Yuk-g-tek
66/132
66
Tabakalara Den Gerilimler
ii. Tabakal Dzlemsel E.S.ok Yaltkanl ok Tabakal Sistem
A
Uaa
...aaaU
.a
U
.....
A
Uaa
...aaaU
.a
U
A
Uaa
...aaaU
.a
U
n
n
n
n
3
3
2
2
1
1n
nn
2
2
n
n
3
3
2
2
1
12
22
1
1
n
n
3
3
2
2
1
11
11
=
++
+
+
=
=
++
+
+
=
=
++
+
+
=
A.
Ua
...aaaU
.1
E
.....
A.
Ua
...aaaU
.1
E
A.
Ua
...aaaU
.1
E
n
n
n
3
3
2
2
1
1n
n
2
n
n
3
3
2
2
1
12
2
1
n
n
3
3
2
2
1
11
1
=
++
+
+
=
=
++
+
+
=
=
++
+
+
=
Tabakalardaki Elektrik Alan iddetleri
letken Tel (Gerilim altnda)
Yaltkan Tabaka
D Yaltkan tabaka(Sfr Potansiyel)
ii. TabakalSilindirsel E.S.
7/29/2019 Yuk-g-tek
67/132
67
ii. Tabakal Silindirsel E.S.ki Tabakal Eeksenli Silindirsel Sistemler
r1
R
V2=0
V1=U
U
r2
R : D Silindirin Yarapr1 : Silindirin Yarapr2: Tabaka Yarap
Rxr
rxr
22
211
U1U2
x1x2
21 UUU +=
1
21111
1
21
111
r
rln.x.E)x(U
r
rln.x
U)x(E
=
=
2
2222
22
222
r
Rln.x.E)x(U
r
Rln.x
U)x(E
=
=
221
2
1 r
Rln
1
r
rln
12
C
+
=
l
U
r
rln.
r
Rln.
r
Rln.
UC
CU
Urrln.
rRln.
r
rln.
UC
C
U
1
22
21
21
2
2
1
22
21
1
22
11
+
==
+
==
ki Tabakal Eeksenli Silindirsel Sistemler
7/29/2019 Yuk-g-tek
68/132
68
1
22
2
1
2
122
1
211
r
rln.
r
Rln.A
UA.x
)x(E
UA.x)x(E
+=
=
=
11
22
2
1
x.
x.
E
E
=
UA.R
EERx
UA.r
EErx
UA.r
EErx
UA.r
EErx
1min222
2
1max2222
2
2min1121
1
2max1111
===
===
===
===
ki Tabakal Eeksenli Silindirsel Sistemler
ki Tabakal Eeksenli Silindirsel Sistemler
Kesik izgiler 1 tabakal sistemdeki E deiimidir.
E
r1 r2 R
E1max
E1min
E2max
E2min
21
7/29/2019 Yuk-g-tek
69/132
69
ok Tabakal ok Yaltkanl Eeksenli Silindirsel Sistemler
i.nci tabakadaki elektrik alanlar ve kapasiteler.
i
1i1i
imini
i
1ii
imaxi
i
1i
ii
n
1i i
i
1i
n321
i
1i
ii
i
i
r
rln.r
UE,
r
rln.r
UE,
r
rln.x
UE
r
rln
2
C
1...
C
1
C
1
C
11
C
r
rln
2C,U
C
CU
++
++
=
+
+
===
=
++++=
==
l
l
7/29/2019 Yuk-g-tek
70/132
70
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
YKSEK ALTERNATF GERLMYKSEK DORU GERLMYKSEK DARBE GERLM
Elektriks
antrallerin
desenkrongeneratrler
ceretilen
gerilimb
iralternatifgerilimd
ir.
Gnmzdesa
ntrallerde
kibugene
ratrlerin
korta
gerilimdi
r.6.5-10-1
5-20kVgibi
Alternatif
gerilimind
algaekli
aadaki
gibiSinsformudur.
.
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
SENKRON GENRATRLERDE RETLEN ORTA GERLM SEVYESNDE ENERJYKSELTC TRANSFORMATRLER LE YKSEK GERLMLERE IKARTILABLR.
YKAWK DORU GERLMLER SE DORULTUCU DEVRELER LE ALTERNATFGERLMDEN ELDE EDLR.
I-YKSEK ALTERNATF GERLMLERN RETLMES
1.Ardk (Kaskat) Bal Test Transformatrleri2.Seri Rezonans Devreleri
Daha detayl bilgi iin M.zkaya YGT Cilt 2 ve S. Akpnarn Yksek Gerilim TekniininTemelleri Kitaplarna baknz.
7/29/2019 Yuk-g-tek
71/132
71
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Kaskat YG Trafolar
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
72/132
72
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
KASKAT BALI YKSELTC TRAFO
Trf 1
V(400 kV)
Trf 2
Trf3
2V(800 kV)
3V(1200 kV)
Primer Sarg
Sekonder Sarg
Tersiyer Sarg
1
2
3
1200 kV
200 kV
400 kV
600 kV
800 kV
1000 kv
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
73/132
73
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Kaskat Trafolarn EdeerDevreleri
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
74/132
74
ALTERNATF GERLMDEN DORU GERLM ELDE EDLMES
Dorultucu DevrelerYarm Dalga, Tam Dalga, Kontroll, Kontrolsz olmak zere ok eitli devretrleri vardr. G Elektronii Dersinde bu devreler ayrntl inceleneceindenburada anlatlmayacaktr.
Tpk kaskat bal trafolarda olduu gibi kaskat bal diyotlardan vekondansatrlerden oluan kademeli olarak istenen gerilime ulalan DGreteleri YG Test Laboratuarlarnda kullanlmaktadr.
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Yar Dalga Dorultma
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
75/132
75
Tam Dalga Dorultma
Elektrostatik Generatrler
Magnetik alan esasl enerji dnm yapan klasik elektrik makinalarndanfarkldr.
Bir elektrik yk retecinden alnan elektrik yklerinin tanarak bir elektrottadepolanmana, dolaysyla bu elektrodun potansiyelinin ykseltilmesi esasnagre alr.
VAN DE GRAAFF Generatr Akm miliamperler seviyesinde
Gerilim 10 MV (milyon volt) a kabilmekte
7/29/2019 Yuk-g-tek
76/132
76
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
DARBE GERLMLERNN RETLMES.
Tipik bir darbe gerilimi dalga ekli
C
Yldrm dmesinde oluan darbe gerilimi
Ama Kapama Olay Gerilimi
V
0.5V
Tc Ts
Laboratuarda retilen darbe gerilimleribelli standartlara gre retilir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
77/132
77
Standart Darbe Gerilimi
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Matematiksel Darbe Modeli
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
78/132
78
Standart deney darbe gerilimlerinin tanm byklkleria)Yldrm-darbe gerilimi
b)Balanma-darbe gerilimi
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
79/132
79
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Basit Bir Darbe Generatr..
R1
R2C2
C1
G
U(t)
C1 dolu bir doru gerilim kaynan temsil etmektedir. Kresel elektrotlar arasmesafe olan G ayarlanabilmektedir. Gnin belli bir deerinde kreler arasndaatlama olay meydana gelir. C2 (rnein test iin kullanlan kablonunkapasitesi) kna da bu darbe gerilimi uygulanm olur.
BU BAST SSTEMN KASKAT BALANMASI LE KASKATDARBE GENERATRLER KULLANILMAKTADIR..
7/29/2019 Yuk-g-tek
80/132
80
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Gerilimi iki katna kartan montaj emas
Marxn gerilimi iki katna kartan montaj emas
Gerilimi katna karan montaj emas
Orijinal-iki kat oalmal ok katl darbe generatr
Be katl modern bir darbe genaratr
Fitch Devresi ile Darbe Gerilimi retme
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
81/132
81
YILDIRIM OLAYI
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
100 200 300 4008 2010
IsnkA
350
60
15
25
50
30
7,512,5
FLT 60-40010/350 s (IEC 61024-1)
VALVETRAB MS/ME8/20 s (IEC 60-1)
FLT 25-40010/350 s (IEC 61024-1)
ts
Darbe Akmnn Test Erileri
Kaynak : RADSAN A..
7/29/2019 Yuk-g-tek
82/132
82
Yldrm test akmlarnn
karlatrmas
S916e 916e.ppt / 09.09.97
(kA)
i
200 s 350 s 600 s 800 s 1000 s
t (s)
11 22 33
dalga ekli s 10/350 8/80 8/20
i max. kA 100 100 5
Q As 50 10 0.1
W/R J/ 2.5106 5105 0,4103Standart IEC 61024-1-1 DIN VDE DIN VDE
0675 T.6, E 0432 T.2
11
80 s
20 kA
40 kA
60 kA
80 kA
100 kA
50 kA
22
33
Tesla Bobini Nedir?
iftli olarakayarlanabilen birresonans devresidir.
Primer gerilim 10 kV Sekonder Gerilim
500-1000 kV aras
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
83/132
83
Tesla Bobini Devre emas
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
Tesla Bobini - Diyagram
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
7/29/2019 Yuk-g-tek
84/132
84
Darbe Gerilimi reten Devreler
BL.4 YG TRLER, RETLMES VE LLMES
YG lerin llmesi
Elektrostatik Voltmetreler
Mutlak Elektrostatik Voltmetreler
kincil Elektrostatik Voltmetreler
Generatrlkesine Dayal l Aletleri Kresel Elektrotlarla lme
Tepe Deer l Aletleri
Gerilim Blcler
..
Mfredat Younluu Nedeniyle YG de lme Konusuna Bu Sene Deinilmeyecektir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
85/132
85
BL.5 AIRI GERLMLER VE AIRI GERLMLERE KARI KORUNMA
G sisteminde arzalara yol aan, anma gerilimlerinin zerinde olan gerilimlerAIRI GERLM olarak adlandrlr.
DI AIRI GERLMLER
AIRI GERLMLER
Yksek gerilimli elektrik tesislerinde gerilimle orantl olarak yaltm problemi ortayakmaktadr. letme geriliminin stne kld durumlarda ise yaltm salayan
cihazlarda zorlanmalar oluacaktr. Gerilimlerde art sonucu atlama, delinme vedearj olaylar meydana gelebilmektedir.
BL.5 AIRI GERLMLER VE AIRI GERLMLERE KARI KORUNMA
DI AIRI GERLMLER (ebeke Dndan Kaynaklanan Ar Gerilimler, Atmosferik)
Yldrm DmesiYkl Bulutlarn Hatlar Etkilemesi
Yldrm Nerelere Debilir ?Faz letkenine, Koruma letkenine, Direklere
Suya atlan bir tan yol at dalgalar gibi, faz iletkenine den yldrm darbesi sonucuiletkenin her iki ynne ilerleyen gerilim dalgas yani yryen dalga ortaya kar. Yryendalga uzak noktalara da yldrmn neden olduu gerilim ykselmesini ulatrr.
Yryen dalgalar konusu ders ieriimizde olmamakla beraber yksek gerilim kitaplarndayer alan bir konudur.
Bu dalgalar (ar gerilim dalgas) karlatklar ilk direkte izolatrleri zorlayarakdirek zerinden baka iletken ortamlara gemek ister. Koruma yeterli deilse atlama veyadelinme meydana gelir. Faz iletkenine yldrm dmesi en tehlikeli durumdur.
Eer yldrm koruma iletkenine dm ise, bu yryen dalga yine meydanagelecektir. Direk topraklamas yeterli ise dalgalar karlatklar ilk direkten topraa akaraketkisini yitirirler. Eer topraklama iyi deilse izolatr zerinden faz iletkenine oradan daebekenin eitli noktalarna ulaabilir.
Diree den yldrm darbesi topraklama iletkeni zerinden topraa geerse sorunoluturmaz. Ancak direk topraklamas gereinden fazla bir dirence sahipse balatt yryendalga ile tehlike oluturmaya devam eder.
Ykl bulutlar yaklatklar iletim hatlaryla bir etkileme yaarlar. Bulut yaknkeniletkendeki yk birikmesi, bulutun uzaklamas ile yryen gerilim dalgasna dnr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
86/132
86
BL.5 AIRI GERLMLER VE AIRI GERLMLERE KARI KORUNMA
AIRI GERLMLER
G sistemin i yapsndaki bir takm olaylarn yol at gerilim artlar i ar gerilimlerekaynaklk eder. ok yksek gerilimli sistemlerde i ar gerilimlere dayanacak ekildenlemler alnmaldr.
Alternatrde Ani Yk KalkmasFerranti Olay leKapasitif Devrenin Almas leFazlarn Toprakla Temas le
Ferrorezonans Olay le
Meydana gelen Ar Gerilimlere AIRI Gerilimler Denir.
i. Alternatrde Ani Yk Kalkmas : Elektrik Tesisleri Dersinde anlatld gibi,alternatrlerde gerilim ayarn gerilim reglatrleri ikaz sarglarndaki gerilim ve akmkontrol ederek yapar. Bu reglatrlerin cevap vermede bir miktar gecikme olmasnormaldir. Herhangi bir nedenden dolay ani olarak makine bota almayabaladnda EMK y kontrol eden reglatrn devreye girmesine kadar EMK (i gerilim)ve u geriliminde ksa sreli ykselme yaanabilir. Reglatrler devreye girerek EMK veu gerilimini azaltarak sistemi normalletirir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
87/132
87
BL.5 AIRI GERLMLER VE AIRI GERLMLERE KARI KORUNMA
i. Ferranti Olay :Bota alan (hat sonu ak devre) uzun iletim hatlarnda, hatkapasitelerinden dolay hat sonunda hat bana gre daha yksek bir gerilime ulalr.
yk
C1 C2
ICU1U2
IC
U2
U1 -jX.IC
U2>U1
BL.5 AIRI GERLMLER VE AIRI GERLMLERE KARI KORUNMA
Dier i ar gerilim sebepleri
Kapasitif devrenin almasFaz-Toprak Arzalarnda Arzasz Fazlardaki Gerilim YkselmeleriFerrorezonans
7/29/2019 Yuk-g-tek
88/132
88
AIRI GERLMLERE KARIKORUMA ELEMANLARI
PETERSON BOBN
ARK BOYNUZU
KORUMA HATTI
PARAFUDR
Kaynak taraf YILDIZ bal olan YG letim SistemlerindekiYILDIZ noktalar ya topraklanr yada yaltlr.
Yldz Noktas Nedir?Aralarnda 120 derece olan fazl sistemlerde gerilimlerinfazrel toplam (yani ntr) noktas 0 V deerindedir. Gerekte ise bu deer tam sfrolmaz. nk fazlarda hem gerilim hem akm ve hem de empedans dengesi olur. ster
elektrik motoru, ister trafo ve ister hat olsun tm 3 fazl
elemanlar iin denge her zamanolmaz. Aadaki gibi yaplan balant yldz balantdr ve idealde 0 olmas geren ortakbalant noktaspratikte sfr olmaz. Topraklama ilemi bu noktas topraa balayarakdaima sfr yapmaktr.
Topraklama ile yldz noktas toprak potansiyelinde tutulur.Bylece faz-toprak temasnda salam hatlarda gerilimykselmesi nlenir.
Kaak akm esasna gre alan cihazlarda kaak akmnnburadan akmasna imkan verir.
Yldz noktas ile toprak arasnda oluacak arklar azaltlr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
89/132
89
Topraklamann Sakncalar.
Direkt (sfr empedans) topraklama da arza akm byrBobin zerinden topraklanrda rezonans oluma riski byr.
30 kV un zerindeki sistemlerde direkt, altndaki sistemlerde diren veya bobin (Peterson)zerinden topraklanr.
zellikle trafo geit izolatrlerinde vedireklerdeki izolatrlerde okca kullanlmaktadr.
Ar bir gerilim ark boynuzlarna eritiinde,eer atlama aral uygunsa boynuzlardanatlayarak izolatre zarar gelmeden topraaakmas salanr. Bu durum ksa devre gibialglanr ve kesiciler aar.
Ark emberleri ek olarak izolatr boyunca gerilimdalmn dzgnletirdiinden koronay azaltr.
Ark Boynuzu Atlama Aralklarletme Gerilimi (kV) Atlama Aral (cm)
6 610 8.615 11.530 2260 40150 83380 230
7/29/2019 Yuk-g-tek
90/132
90
7/29/2019 Yuk-g-tek
91/132
91
YG iletim hatlarnda kullanlan iletkendir. Genelde elik iletkenden oluur.Grevleri
Yldrm kendi zerine ekerek faza yldrm dmesini nlemek.Ykl bulutlarn faz iletkenlerini etkilemesini nlemek.zolatrleri yldrmdan ve yldrm darbesinden korumakalt sahalarnda ekranlama yaparak yaltm salayan malzemeyi korumak
PETERSON Bobini Ferrorezonans tetikleyebilir.
Ark boynuzlarnda ar gerilim ortadan kalktnda bileark devam edebilir.
Koruma iletkenleri iyi topraklanmazsa herhangi bir dearjakm (yldrm gibi) akt srece topraa grepotansiyeli ok yksek olabilir. Bu durum yaltmtehlikeye sokar.
7/29/2019 Yuk-g-tek
92/132
92
Normal iletme geriliminde KAPALI DEVRE (sonsuz direnli) bir eleman iken,
Ar Gerilimde diren sfra inerek ksa devre olur ve ar gerilimi topraa iletir.
DEKEN DRENL PARAFUDRLAR METAL OKST PARAFUDRLAR
1 Sktrma yay2 Metaloksit diren elemanlar3 Gvde4 Basnl gaz
Seri eklatr
deiken diren veya direnler
yaltkan gvde muhafazas
7/29/2019 Yuk-g-tek
93/132
93
Ark Boynuzu GazlArrestr Varistr Suppresr
Diyot
Ar Gerilim Koruma Elemanlar
FRANKLN UBUU
YILDIRIMDAN
KORUMA
7/29/2019 Yuk-g-tek
94/132
94
FRANKLN UBUU
UYGULAMA YERLER KK TABANLI YAPILAR Cami Minaresi,Deniz Feneri,Nbetci Kulbesi v.b.
FARADAY KAFESL YAPILARDA ZEL NOKTA KORUMASI Baca kntlar,zellikle dz atlardaki cihazlar FRANKLN UBUU KORUMA KONS TEPE YARI AILARI
25354555SEVYE-4*253545SEVYE-3**2535SEVYE-2***25SEVYE-1
60 M45 M30 M20 Maclar
H(YKSEKLK)
K.SEVYES
FRANKLN UBUU UYGULAMASI
7/29/2019 Yuk-g-tek
95/132
95
FARADAY KAFES UYGULAMA YERLER BYK TABANLI YAPILAR
FARADAY KAFES UYGULAMA BLGLER
25 m20x20 mSEVYE-4
20 m15x15 mSEVYE-3
15 m10x10 mSEVYE-2
10 m5X5 mSEVYE-1
N LETKEN ARALII
(Yap evresinde)
KAFES ARALIIKORUMA SEVYES
FARADAY KAFES UYGULAMASI
7/29/2019 Yuk-g-tek
96/132
96
FARADAY KAFES UYGULAMASI
FARADAY KAFES UYGULAMASI
7/29/2019 Yuk-g-tek
97/132
97
7/29/2019 Yuk-g-tek
98/132
98
7
YKSEK GERLMDEDEARJ (BOALMA)
OLAYLARI
7/29/2019 Yuk-g-tek
99/132
99
erik
a. Gazlarda Dearj Olaylar-Gazlarda Dearj Olaynn Snflandrlmas-Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay-Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme-Kanal Dearj-Yzeysel Boalma-Ksmi Boalmab. Svlarda Dearj Olaylar-Delinmeye Etki Eden Faktrler-Yaltkan Svlarda Delinme Teorileri-Yaltkan Svlar (Yalar)
c. Kat
Yal
tkanlarda Dearj Olaylar
-Kat Yaltkan Maddeler ve zellikleri-Kat Yaltkanlarda Delinme Teorileri-Schering Kprs
Ksmi Dearj Trleri
Gaz Dearj
Yzeysel
Dearj
BolukDearjlar
DearjKanallar
7/29/2019 Yuk-g-tek
100/132
100
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
1
Tanm : D etkilerden korunmu ntr bir gaz, bolukortamnda olduu gibi elektrii iletmez. Ancak bylebir ortamdaki iki elektrot arasna bir gerilimuygulanr ve bu gerilim gittike arttrlrsa,gerilimin belli bir deerinde ani bir akm akmasnaneden olur. Bu andan itibaren ortam yaltkanlk
zelliini kaybeder. Bir gaz
n veya havan
n budurum deiikliine dearj (boalma) denir.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
2
Snflandrma
Ortamn basncna ve dearj esnasnda akan akm deerine gre dearjolaylarnn snflandrlmas :
Ikl (Iltl) Dearj
Kvlcm Dearj
Ark Dearj
7/29/2019 Yuk-g-tek
101/132
101
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
3
Ikl (Iltl) Dearj : Eer basn dk (atmosfer basncnn altnda)ve akm kaynann gc kk ise o zaman meydana gelen dearj,kl (ltl) dearj adn alr. (Geissler Tp)
Kvlcm Dearj :Yksek basn ve kk glerde (kk akmlarda) dearj incelir vebir kanal boyunca geliir. Bu tr dearj olaylar kvlcm dearj adnalr.
Ark Dearj :
Hem yksek basn ve hemde yksek akmda (yani yksek g)dearj meydana geliyorsa, bu tr dearj trne ark dearj denir.
** Ark dearjnda akm ok byk deerlere ular ve ark scaklile elektrotlarn scakl hzla ykselir. Olay ksa devreye benzer.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
4
Bunun yan sra Korona ve Yzeysel Dearj (Boalma) ad verilen dearj olaylarda vardr.
Korona Dearj : Eer elektrotlardan birinin veya her ikisininerilik yarap, aralarndaki mesafeye gre ok kkse,elektrotlarn btn yzeyini kl, ince bir tabaka halinde kaplayanve kendini besleyen bir dearj kaplar. Bu dearj Korona Dearjdr.Korona dearj baladktan sonra gerilimin ykseltilmesine devamedilirse, geriliminin belirli bir deerinde tam dearj (tam boalma)meydana gelir. Genel olarak korona dearj hari diertm dearjlarda akm-gerilim karakteristii negatiftir.
Yzeysel Dearj : Kat yaltkan maddelerde, kat yaltkan madde-lerin snr yzeylerinde grnen dearj trdr. Bu tr dearjOlayna verilebilecek en iyi rnek Lichtenberg ekilleridir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
102/132
102
Atomun Yaps ve yonizasyon
BOHR atom modeline gre ; ATOM pozitif elektrik ykl bir ekirdek ilebunun etrafnda bulunan elektronlardan meydana gelir. NTR bir atomdaNegatif ykl elektronlar ile pozitif ykl ekirdek ykleri eittir.
Elektronlardan birinin veya birkann atomdan ayrlmas veya darndangelen bir elektronun atoma yapmas ile atomu iyonize eder, yani atomiyon haline gelir.
Elektron ayrlmas ile oluan iyona pozitif iyon (katyon), elektroneklenmesi ile meydana gelen iyona ise negatif iyon (anyon) ad verilir.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI5
Atomun Yaps ve yonizasyon
Gazlar iin balca iyonizasyon ekilleri :
1.arpma sonucu iyonizasyon2.Foto iyonizasyon3.Termik iyonizasyon4.Yzeysel iyonizasyon
yonizasyona zt olaylar :
Bir gaz ierisindeki muhtelifekillerde meydana gelen elektrikliparacklar, hareket yetenekleri (devingenlikleri), yaylma (dizfyon)ve tekrar birleme (rekombinasyon) zelliklerinden dolay,bulunduklar blgeden uzaklamak ve yok olmak eilimindedirler.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI6
7/29/2019 Yuk-g-tek
103/132
103
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Dzgn ve az dzgn alanlarda boalma olaylar Towsend BoalmaTeorisi ile aklanr.
Towwsendin 1. yonlatrma Katsays : Bir elektronun alan dorultusunda1 cm lik yol gitmesi halinde arpma suretiyle meydana getirdii iyonifti saysna TOWSENDN BRNC YONLATIRMA KATSAYISI denir ve ilegsterilir.
Towwsendin 2. yonlatrma Katsays : Bir pozitif iyonun elektrik alandorultusunda 1 cm lik yol gitmesi halinde arpma suretiyle meydanagetirdii iyon ifti saysna TOWSENDN KNC YONLATIRMA KATSAYISIdenir ve ile gsterilir.says nn yannda ok kk olduundan ou kez ihmal edilir.Fakat bir pozitif iyonun katot yzeyinden kopard elektron says, ihmaledilemez. Bu say ile gsterilir ve Townsendin kinci yonlatrmaKatsays adn alr.
7
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
8
Bir elektron katottan kp anoda varncaya kadar e a adetelektron ve (e a1) tane de pozitif iyon meydana getirdiinden,(e a1) adet pozitif iyonun katottan zd elektron says(e a1) olur.
Eer bu says 1 e eit ise, bu takdirde katottan kan bir elektronanoda varncaya kadar, kendisi iin yedek bir elektron hazrlamOlur. Dolaysiyle dearj kendi kendini beslemi olur.
7/29/2019 Yuk-g-tek
104/132
104
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
9
Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
U
a
Aralarndaki aklk a olan iki elektrot arasnda dzgn birelektrik alan olsun. Elektrotlar arasndaki potansiyel fark Uise, elektrik alan E=Ud/a ile ifade edilebilir. Delinme gerilimiUd olmak zere iki elektrot arasnda balayacak srekliboalma olay iin koulu salanmaldr.)11(Lna.
+=
: Bir pozitif iyonun katottan kopard elektron says.: Elektronun iyonlatrma says. (A ve B gazn cinsine ve scakla bal birer sabit olmakzere...)
E
p.B
e.p.A
=E : Elektrik alan iddeti
p : Gazn basnc
A= 14.6 1/cm.Torr (Hava, 20C)
B=365 V/cm.Torr (Hava, 20C)
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
10
)a.p(f
)1
1(Ln
)a.p.(ALn
)a.p.(BUd =
+
=
Ud
p.a
Paschen Erisi : Gerilimin Pa (basnxaklk) iledeiimi
(p.a)kPaschen Yasas
7/29/2019 Yuk-g-tek
105/132
105
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
11
Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
Argon ve Tungsten
iin Paschen ErisiCO2, HAVA VE H2 N
DELNME DAYANIMI (PASCHEN)ERS
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
12
Pratik uygulamada yaplan bazbasitletirmeler sonucu
Bants tercih edilir. Bu ifadede[a] cm ; [Ud] kV ; [p] Torr ; [T] K dir.
Bal hava younluu :
)a..(3036,1Ud +=
T
p386.0=
1 cm lik hava iin delinme gerilimi Ud31.5 kV bulunur. Yani hava in Ed=31.5 kV/cmdir. (a=1 ; =1)
7/29/2019 Yuk-g-tek
106/132
106
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
13
Baz gazlara ait (p.a)kkritik deerleri ile buna kar den (Ud)minGerilimleri aada verilmitir.
4200,57CO22454,0Neon
2301,05Hidrojen2400,65Azot3520,55Hava
1554,0Helyum
5070,26SF6 4500,7Oksijen
Udmin (Volt)(p.a)k(Torr.com)
Gaz Tr
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
EMAX-EORT=E farknn kk olduu alanlara denilmektedir.Bu tr alanlarda dearj olay kendi kendini besler.
14
R r
U
x
E
r x R
EMAX
EMN
Srekli dearj iin gerekli toplam iyonlatma says = 2
1
x
x
dx.
)1
1(Lndx.e.p.A
)1
1(Lndx.
Rx
rx
)E
p.B(
x
x
2
1
2
1
+=
+=
=
=
Kendi kendini besleme koulu
7/29/2019 Yuk-g-tek
107/132
107
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
15
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
)r
R(Ln.x
U)x(E k= Silindirsel elektrot sisteminde elektrik alan eitlii, Uk ise dearjn
kendi kendini besledii gerilim yani korona gerilimidir.
)1
1(Lnee)
r
R(Ln
U
B
A
)1
1(Lndx.e.p.A
kk
k
U
)r
R(Ln.r.p).
r
R(B
U
)r
R(Ln.r.p.B
k
R
r
)U
)r
R(Ln.x.p.B
(
+=
+=
Uk=f(pr,R/r)
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
16
Uknn r/R gre deiimi0 0.3 1.0
Uk
r/R
Az dzgnDzgn olmayan
7/29/2019 Yuk-g-tek
108/132
108
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
17
Dier karmak elektrot sistemleri iin delinme gerilimlerininelde edilmesinde kullanlan bu yntem pek kullanl deildir. Bu
bantlarn yerine doruluklar deneysel olarak kantlanm, teorikdayanaklar olmayan AMPRK bantlar kullanlr. rnein kresel
Elektrotlar ile paralel ve e eksenli silindirsel sistemler iin KORONAgerilimine tekabl eden maksimum elektrik alan :
+= .rk1..k)E(21MAXk
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
18
+=
.r
k1..k)E( 21MAXk
: (Bal Hava Younluu)
[r] : (Yarap kk olan elektrodun yarap, cm)
k1,k2 :elektrot sistemi bal sabitler.
Tp386.0=
7/29/2019 Yuk-g-tek
109/132
109
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Az Dzgn Elektrik Alanda Delinme Olay
19
Uk=(Ek)MAX.a. (Korona gerilimi) : Elektrot sisteminin verimi
0.30831E Eksenli kiSilindir
0.30130Paralel Eksenli
ki Silindir
0.5427.2E Yarapl Yanyana
ki Kre
R2R1Elektrot ekli
ra
r
r
ra
2
+
++
)r
ar(Lna
r2 +
1R
)r/R(Ln.r
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
Yksek Gerilimde Kullanlan Delinme Dayanm Yksek Gazlar
Karbon Tetraklorr (CCl4) 6.3 76
Selenyum Fluorid (SeF4) 4.5 49
Etil yodid (C2H5I) 3.0 72
Diflour-Diklor Etilen 2.4-2.6 -30(CCl2-F2) (FREON-12)
Kkrt Heksafluorid (SF6) 2.3-2.5 -62
(ELEGAZ)
Bal Delinme SvlamaDayanm Scakl (C)
En nemlileri FREON ve ELEGAZ dr.
20
7/29/2019 Yuk-g-tek
110/132
110
Yksek Gerilimde Kullanlan Delinme Dayanm Yksek Gazlar
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
21
*letmede meydana gelebilecek scaklklarda ve yksek basnlardaSvlamamaldr.*Dier gazlarla temas halinde reaksiyona girmemelidir.*Elektriksel dearj olaylarnda mmkn olduu kadar zelliinikaybetmemelidir.
Bu gazlar iinde en uygunu ELEGAZ yani SF6 gazdr.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
SF6 Gaznn stnlkleri -1-
1.) Gvenilirlii yksektir.2.) letmeye uygundur.3.) Kimyasal yaps kararldr. Baka gazlarla veya metallerle temas
halinde reaksiyona girmez.4.) Zehirli deildir.5.) Dielektrik katsays yksektir.6.) Delinme dayanm yksektir. (1 Barlk basn altnda Havanndayanm 31.5 kV/cm iken SF6 nn dayanm 90 kVcm dir.)7.) Yanmaz, tutumaz ve patlamaz. Ark ortamlarnda kullanldr.
22
7/29/2019 Yuk-g-tek
111/132
111
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
SF6 Gaznn stnlkleri -2-
23
8.) Ark sndrme zellii vardr. (Elektronegatiflik : Yani ark esnasndaAa kan elektrotlar ortadan kaldrr ve ortamnn iletkenliini azaltr.SF6 daki Flor atomlar bu aa kan elektronlar toplayarak arkndevamn engelleri.9.) Younluu, havann 5 katdr. Bu nedenler normal artlar altndaortamdaki SF6 gaz tabanda younlam halde bulunur.10.) Kayp faktr ya ve dier yaltkan gazlara gre kktr.
11.) Kokusuz olmas
nedeniylse s
z
nt
halinde evreyi rahats
z etmez.Ancak ar olmas nedeniyle sznt olmas istenmeyen bir durumdur.12.) Is iletim katsays ok yksektir. Bu nedenle sy ok hzl biimdesouk yzeylere ileterek soumay salar.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
KANAL DEARJI (Kanal Boalma Teorisi)
24
imdiye kadar anlatlan Towsend Boalma Teorisi ilebaz olaylar zellikle de yksek basn ve byk elektrotaklklar olan yldrm gibi olaylarda yetersizkalmaktadr.
1940 ta L.B.Loeb ve 1942 de H.Raether tarafndan kanalboalma teorisi aklanmtr. Bu teoriye gre,BOALMA OLAYINDA POZTF YONLARIN MEYDANAGETRD ELEKTRK ALANININ BYK ETKSVARDIR.
7/29/2019 Yuk-g-tek
112/132
112
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
KANAL DEARJI (Kanal Boalma Teorisi)
1.Dzgn Alanda Kanal DearjYksek basnta ve byk elektrot aklklarnda (pa>500 mmHg.cm)katot yaknnda meydana gelen her serbest elektron, anot dorultusundakihareketi srasnda bir elektron meydana getirir. Prensip itibariyle, nBa tarafnda bir elektron bulutu ve bunun arkasnda da pozitif iyonlar bulunur.Pozitif iyonlar, n gvdesini ve kuyruunu olutururlar.
- +-- - - -
- - - - -
+ - - - - -
+ - - - - - -
-- - - - -
-- - - -
+ + + + +
+ + + + ++ +
+ + + + + + + +
+++
E0
E1 E0-E1=E
E0 : Elektrotlar arasndaki gerilimden dolay oluan alan.E1 : Negatif elektron bulutu ile + ykl iyonlar arasndaki alan.
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
KANAL DEARJI (Kanal Boalma Teorisi)
E > 0 ise elektron bulutu anoda doru hareket eder.E = 0 ise bulut elektrotlar arasnda hareketsiz durur.E < 0 ise elektron bulutu, pozitif iyon kmesine doru hzla
hareket eder. + iyonlar ve - elektronlar birbirine karr.arparak yeni elektronlar ortaya karr. Bu aamayaKanal Dearjnn Plazma Evresi denir. Plazma, eit saydakipozitif iyon ile negatif elektronlara ilave olarak, ortayakan yeni negatif elektronlar katot potansiyeli ykseltir.
7/29/2019 Yuk-g-tek
113/132
113
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
KANAL DEARJI (Kanal Boalma Teorisi)Kanaldearj evredenolumaktadr....
Evresi :Balangtaoluan,serbestelektronlarnorkt evre.
PlazmaEvresi : Enin negatifolmas durumu.ekildegrleceigibikatotpotansiyelineyklenenbulutlarKatottabirdilbiimindeknt yapar.Budurumdakatotanodabirazdahayaklar.
AnaBoalmaEvresi : Plazmaevresitekrarlanarakmesafeuygunaralagelirvekuvvetlibirdearjbalar.
- +
E0
Plazmaetkin aklk
GAZLARDA DEARJ OLAYLARI
KANAL DEARJI (Kanal Boalma Teorisi)
2.Dzgn Olmayan Alanda Kanal DearjDzgn alanlarda dearj olayn, katota yakn ortamda meydana gelen serbestelektronlar tarafndan balatlmakta ve bundan sonra meydana gelmekte idi.
Dzgn olmayan alanda ise dearj daima erili yarap kk olan elektrottabalar. ki elektrot arasndaki elektrik alan iddetinin en byk olduu nokta,erilik yarap kk olan elektrot zerindedir.
+-- - - -
- - - - -
+ - - - - -
+ - - - - - -
-- - - - -
-- - - -
+ + + + +
+ + + + ++ +
+ + + + + + + +
+++
-
7/29/2019 Yuk-g-tek
114/132
114
Yldrm Teorileri
Yldrm bulutlar nasl oluur.? Yaplanaratrmalarnhi birisikesinbirsonu vermemesineramenenokbilinenikiteoriunlardr.
-1- ELSTER-GEITEL TEORS : Buteoridednyayzeyininelektrikyk (-5.4x105 C)olaraknegatifykl olarakkabuledilmektedir.
Buyknmeydanagetirdiielektrikalan ierisindebulunansudamlacklarnnalttaraf (+)ykleyklenirken,sttaraf (-)ykleyklenir.
YERYZ
-
+-+
V2
V1
+
-
+
-Hafifsudamlas
Arsudamlas
V1 :Havaakmveyarzgarhz
V2:Damlacn arlileoluanhz
Yldrm Teorileri
1. Ar su damlalararlklarnedeniyle yer yzne yaklar.2. Damlalar pozitif iyonlariterken negatifleri eker.3.Bylece damlann toplam yk negatif olur.4. Hafif su damlasise hava akmlarile ykselir.5. Hafif damlalarn alt ksmpozitif st ksmise negatif yklenir.6. Hava akmlarile ykselen hafif damlalar pozitif yklenir.
-- - - - - - - - - -
++ + + + + + +
bulut
yeryz
Bu teoriye gre yere yaknbulutlarn alt ksmlar negatifykl olacaktr. Yeryznde isepozitif ykler belirecektir.
Ancak bu teori deneysel olarak ispatlanamamtr.
7/29/2019 Yuk-g-tek
115/132
115
-2- SIMPSON TEORS : Yldrmbulutununyklenmesikuvvetlibirhavaakmylaparalanansudamlacklarnnsrtmesiyleortayakar.Bulutluhavalardayldrmbulutlar yukar doruhareketederkenbirbirleriilesrtnerekelektrikselbakmdanyklenirler.
Lab ortamndahafifsudamlacklarnn-,arsudamlacklarnn+ yklolduugrlmtr.
ANCAK ; Yldrm bulutlarnn negatif olduu bilinmektedir ve bu teori ykleriAklayabilirken, yldrm bulutlarnn negatif olmasn aklayamamaktadr.
Yldrm Teorileri
Sonu : Yldrm bulutlarnn olumas ve dolaysyla
yldrmn olumaspek ok parametreye baldr.
Yldrm Boalmas
-- - - - - - - - - -
Yeryz
-- - - - -- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -
aamas
-- - - - - - - - - -
Yeryz
-- - - - -- - - - - - - --