Sıcaklık ve Nem Etkisi Altında Dielektrik Sıvıların Davranışının İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik Eletronik Mühendisliği Anabilim Dalı Başkanlığı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Alper AYDOĞAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Aysel Ersoy
Eş Danışman: Fatih Atalar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Elektriğin iletim ve dağıtımında transformatörler en kritik görevlerden birini almaktadır. Yağlı tip transformatörler şebeke içinde elektrik enerjisinin iletim ve dağıtımında %80-85 civarında kullanım ile büyük bir paya sahip olmaktadır. Bununla beraber transformatörlerin içinde kullanılan yağın önemi daha da artmaktadır. Trafoların korunması ve de uzun ömürlü olarak çalışmasında trafo yağlarına büyük iş düşmektedir. Trafo yağının yapısını çevresel etkenler bozmakta ve trafonun çalışmasını negatif yönde etkilemektedir. Bununla beraber trafonun ömrünü de kısaltmaktadır. Delinme gerilimi trafo yağının dielektrik dayanımının aşılması ile meydana gelir. Yağa ait izolasyonun bozulduğu noktada delinme gerilimi meydana gelmektedir. Delinme gerilimine etki eden çevresel faktörlerden ikisi sıcaklık ve nemdir. Bu faktörlerden ilki olan sıcaklık bir izolasyon yapı olan trafo yağlarının dielektrik özelliklerini olumsuz etkilemektedir. Yağın içinde bulunan hava kabarcıkları yüksek sıcaklık ile genişlemektedir. Bu hava kabarcıklarının hacminin değişmesine neden olarak delinme gerilimini de negatif yönde etkilemektedir. Bir diğer çevresel faktör olan nem, trafo yağlarının dielektrik özelliğini azaltan ve dielektrik özelliğini kaybetmesine neden olan bir parametredir. Bu nedenle delinme gerilimine etkisi de büyük olmaktadır. Bu çalışmada çevresel faktörler olarak nem ve sıcaklığın trafo yağlarındaki delinme gerilimine olan etkisi ile trafo yağının verdiği karakteristik cevaplar incelenmiştir. Bunun için ilk önce 3 adet trafo yalıtkan sıvısı seçilmiştir. Bu yalıtkan sıvılar trafolarda en çok kullanılan yağlardan olan mineral yağ, sentetik ester sıvı ve doğal ester sıvılardır. Daha sonra trafo yağı içinde delinme geriliminin gerçekleştirileceği bir iğne düzlem yatay elektrot tasarımı yapılmıştır. Yapılan tasarım ile sıcaklık ve nem için deneylerin yapılacağı bir deney seti oluşturulmuştur. Sıcaklık deneyleri 20 ºC ile 60 ºC arasında gerçekleştirilmiştir. Nem deneyleri ise %40 ile %95 nem seviyelerinde yapılmıştır. Sıcaklık deneyleri her 5 ºC de tekrarlanmıştır. Nem deneylerinde ise her %5 nem seviyesinde deneyler tekrar edilmiştir. Elektrotlar arası açıklık her deney için 1 mm' den 5mm' ye 1 mm artırılarak 5 farklı açıklık için her sıvı dielektrik için tekrar edilmiştir. Deneyler sonucunda her sıvı dielektrik için delinme gerilimi verileri elde edilmiştir. Delinme gerilimi verilerinin doğru bir şekilde yorumlanabilmesi amacıyla çeşitli yöntemler değerlendirilmiştir. Bu inceleme sürecinde kurtogram yöntemi tercih edilmiş ve elde edilen veriler, her deney için kurtogram yöntemiyle analiz edilmiştir. Kurtogram yönteminin sonuçları, sıcaklık ve nemin yağlar üzerindeki delinme gerilimlerine verdikleri tepkilerin karşılaştırılmasıyla incelenmiştir. Bu analiz ile yalıtkan sıvıların kendi aralarındaki gösterdikleri üstünlük ve farkların belirlenmesine olanak sağlamıştır.