Farklı yüksek gerilim tiplerinin yalıtım yağlarının dielektrik dayanımlarına etkisinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FATİH ATALAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Aysel Ersoy
Eş Danışman: Pawel Rozga
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıvı dielektrikler birbirlerinden farklı yapıya sahip olmalarına karşın kullanıldıkları elektriksel ekipmanlarda aynı görevleri gerçekleştirmek üzere kullanılmaktadırlar. Transformatörlerde kullanılan yalıtım yağlarının, benzer koşullarda farklı gerilim türleri altındaki yalıtım performansları dielektrik dayanımları açısından önemli bilgiler verecektir. Bu çalışmada mineral yağ, doğal ester yağ ve sentetik ester yağ olmak üzere üç farklı sıvı dielektrik test edilmiştir. Mineral yağ olarak Nytro TAURUS, doğal ester yağ için MIDEL en1204 ve sentetik ester yağ için MIDEL 7131 yağları kullanılmıştır. AC ve negatif DC gerilim altındaki testleri ASTM D1816-12 ve ASTM D877/87M-19 standartları gereğince disk ve VDE tip elektrotlar kullanılarak 2.5 mm, 2 mm ve 1 mm elektrot açıklıklarında gerçekleştirilmiştir. Darbe gerilimi testleri ise IEC 60897 no'lu standart kapsamında yapılmıştır. AC elektrik alan stresi altında delinmeden önceki 500 ms'lik akım verisi Ampirik Mod Ayrıştırması (Empirical Mode Decomposition-EMD) ve Değişken Mod Ayrıştırması (Variational Mode Decomposition -VMD) yöntemleri kullanılarak ayrıştırılmıştır. Bu sayede elektriksel tam delinmeden önceki süreç analiz edilmiştir. Ayrıca sıvı yalıtkanların delinme dayanımlarına nano parçacıkların etkisini incelemek amacıyla bu yağlara bakır ve demir tozları eklenip uygun şekilde karıştırılmıştır. Gerilim bölücü üzerinden elde edilen akım sinyallerinden 0-1 kHz frekans bandındaki harmonik değerler hesaplanmıştır. Bu harmoniklerin toplam bozucu etkisi de hesaplanarak yağlar kendi aralarında dielektrik dayanım açısından karşılaştırılmıştır. AC ve negatif DC elektrik alan stresi altında sentetik ester yağ en yüksek dielektrik dayanıma sahip olsa da darbe geriliminde mineral yağ en dayanıklı sıvı dielektrik olarak ölçülmüştür. Ayrıca mineral yağın AC ve negatif DC gerilim altındaki kararlılığının da hesaplanan standart sapma değerlerinden iyi olduğu görülmüştür. Ancak özellikle sentetik ester yağın dielektrik performans olarak mineral yağa önemli bir üstünlüğü bulunmaktadır. Bakır parçacıkların delinme dayanımını düşürücü etkisi yapılan deneylerle ortaya koyulmuştur. Ancak demir tozlarının etkisi her yağ ve elektrot açıklığı için değişim göstermiştir. Bu durum, elektriksel ekipmanlarda sıvı dielektrik seçiminin birden çok parametreye bağlı kombine bir değerlendirme neticesinde seçilmesi gerektiğini göstermektedir.