36 kv Vakumlu Kesicilerdeki İzolasyon Testleri ve Testler Sonucunda Karşılaşılan Dizayn Hataları

Transkript

1 6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), May 2011, Elazığ, Turkey 36 kv Vakumlu Kesicilerdeki İzolasyon Testleri ve Testler Sonucunda Karşılaşılan Dizayn Hataları N. Pamuk 1 ve Y. Uyaroğlu 2 1 Teiaş 5. İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürlüğü, Sakarya/Türkiye, nihatpamuk@gmail.com 2 Sakarya Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, Sakarya/Türkiye, uyaroglu@sakarya.edu.tr 36 kv Vacuum Breakers Insulation Tests and As a Result of Design Errors Encountered in Testing Abstract The vacuum breaker is one of the most important units in the modern power transmission system, as the protection, stability and continuity of service of the entire system depend largely on the efficiency of its operation. Each vacuum breaker consists of three individual pole units mounted on a supporting framework and connected mechanically to each other and to a common operating mechanism to provide simultaneous operation as a three-phase breaker. In this study, 36 kv vacuum breakers design problem was investigated. Different insulation barriers are used in these vacuum breakers. The insulation barriers made of pure cellulose fibers provided a higher safety margin. While designing insulation barriers the important point is to obtain the 'field conform' structure, i.e. electrical field patterns are perpendicular to barriers and equal potential field patterns are parallel with barriers. The field stress distribution of insulation barriers are highly non-uniform. The geometries of the structures arranged to optimize the field stress distribution. Keywords Vacuum breakers, Insulation barriers, Electrical field, Optimum design. E I. GİRİŞ LEKTRİK enerjisinin tüketiciye daha güvenilir şekilde ulaştırılması konusunda yapılan çalışmalar, orta gerilim dağıtım şebekelerinde kullanılan kesicilerin güvenilirliklerinin arttırılmasını gerektirmiştir. Gelişmekte olan her ülkede olduğu gibi, ülkemizdede enerji nakil hatları normalin üzerinde büyümekte, aynı hat üzerindeki branşmanlar çoğalmakta ve hatların kapasiteleri hızla artmaktadır. Bu durum kısa devre arıza sayısını artırdığından, üreticilerin kısa devre arızasını hızla temizleyebilecek kesici tipi oluşturmalarını sağlamıştır. Bu türdeki kesiciler, endüstri ve enerji dağıtım sistemlerinde meydana gelebilecek her türlü açma-kapama olaylarında görevlerini yerine getirebilecek kapasitede dizayn ve imal edilmesi ile sağlanacaktır. Vakum teknolojisinin kesicilerde kullanılmasıyla güvenilirliğin yanısıra bakımada ihtiyaç göstermeyen ve şebekelerde ortaya çıkabilecek bütün açmakapama olaylarının üstesinden gelebilecek bir kesici tipi oluşturulmuştur [1]. Bu kesiciler orta gerilimde en fazla kullanılan kesici türüdür [2]. Enterkonnekte sistemde kullanılan teçhizatların üstlendikleri görevleri, istenilen biçimde yerine getirebilmesi için işletme şartlarında maruz kalabileceği anormal durumlara uluslararası standartların öngördüğü limitler içinde dayanması gerekmektedir. Bu ise ancak teçhizatların standartlarda öngörülen deneylerden geçirilmesi ile mümkün olmaktadır. II. 36 KV VAKUMLU KESİCİLERİN ÖZELLİKLERİ A. Kesme ve Kapama Kapasiteleri Kısa devre anında açılan bir kesici, gittikçe sönümlenen bir doğru akım komponentine sahip kısa devre akımı ile karşı karşıya kalmaktadır. Başlangıçta çok yüksek bir tepe değerine sahip olan bu kısa devre akımı, doğru akım komponentinin zamanla sönümlenmesiyle daha küçük tepe değerlerine düşmektedir. Doğru akım bileşkenli kısa devre akımları ark söndürme hücrelerini çok fazla zorlamaktadır. Kısa devre darbe akımındaki doğru akım bileşeni % olarak; (I DC *100)/I AC dir [3]. Asimetrik kesme akımının değişimi şekil 1 de Şekil 1: Asimetrik kesme akımının değişimi Şebeke arızalarının büyük bir bölümünü, enerji nakil hatlarında kötü hava koşullarının, ormanların veya büyük kuşların neden olduğu arklı kısa devreler oluşturur. Bu arızalar genellikle geçici olup, kesici açıldıktan 0,2-0,3 saniye sonra, hatta tekrar enerji verilebilecek şekilde kendiliğinden 401

2 N. Pamuk, Y. Uyaroğlu düzelirler. Vakumlu kesicilerdeki kesme kapasite testi prensip şeması şekil 2 de gösterilmektedir [4]. Şekil 2: Kesme kapasite testi prensip şeması Vakumlu kesiciler anma kısa devre akımında açıp, bu kadar kısa bir zaman içerisinde tekrar kapatabilecek kapasitede üretilirler. Vakumlu kesiciler, vakumun dielektrik dayanımın dan dolayı, diğer ark söndürme prensiplerine oranla daha çok sayıda kısa devreyi kesip kapayabilmektedir [5]. Tüm bu olayları oldukça kısa aralıklarla arka arkaya yapabilmektedir. Böylece vakumlu kesiciler, gelişmekte olan şebeke koşullarında istenen saniye arasındaki (Reclosing) tekrar kapama işlemlerini büyük kısa devre akımlarında, hiçbir zorlukla karşılaşmadan gerçekleştirirler. Kapasitif akımların kesilmesinde vakumlu kesiciler özellikle tercih edilir. Kapasitif akımların kesilmesinde oluşan yüksek tekrar toparlanma gerilimleri büyük problemler yaratmaktadır. Vakumlu kesiciler, en yüksek kondansatör güçlerinde bile ark ile tekrar tutuşmadan ve devrede istenmeyen aşırı gerilimler oluşmadan açma işlemini gerçekleştirirler [1,2]. Yıldız noktaları topraklanmamış şebekelerde, faz-toprak arızası kısa devre arızalarında arkın ilk söndüğü fazda 1.4 kat daha fazla toparlanma kutup gerilimini oluşturur. Tek fazlı devredeki toparlanma gerilimi 2 2 U dur [6]. Vakumlu kesicilerde uygun kontak malzemesi seçimi ile kopma akımı (Chopping) en az düzeye indirilmektedir. B. Vakumda Ark Söndürme Prensibi Vakum hücresi, içinde biri sabit diğeri dışarıdan tahrik mekanizması ile tahrik edilen karşı karşıya iki elektrodun bulunduğu, havası tamamen boşaltılmış silindir şeklindeki bir yapıdan oluşur [5]. Vakum hücresinin görüntüsü şekil 3 de Bir ucu hareketli kontağın şaftına, diğer ucu havası boşaltılmış kaba bağlanmış olan metal körük, havası boşaltılmış bölüm ile çevredeki hava arasındaki sızdırmazlığı sağlar. Kontaklardan yalıtılmış olarak yerleştirilmiş metal silindir, kondense ekranını oluşturur. Akım geçen kontakların ayrılmasıyla, elektrotlar arasında akımın sıfır değerine ulaşıncaya kadar üzerinden akacağı bir ark deşarjı oluşur. Akım sıfır değerine ulaşınca, hücredeki koşulların sonucu ark deşarjıda söner. Ayırma aralığının delinme dayanımı arkın Şekil 3: Vakum hücresi sönmesinden hemen sonra oluşur. Metal buharı artıkları kontaklara dönerek veya metal silindir üzerinde kondense olur [7]. Ark deşarjı, sayıları toplam akıma bağlı olan birçok paralel ark üzerinden oluşur. Elektriki yük taşıyıcılarını kontaklardan ayrılan metal buharı oluşturur. Ayırma aralığındaki arkın çerçevesinde vakum bulunduğundan, bu metal parçacıklarının yayılma hızlarıda çok yüksektir. Böylece ayırma aralığının delinme dayanımıda çok çabuk oluşur. Vakum hücresinin statik basınca bağlı olarak değişen dielektrik dayanımı şekil 4 de Şekil 4: Vakum hücresinin dielektrik dayanımı Vakum hücresinin fonksiyonu için bu metallerin saflığıda hücre içinde bulunan gaz ve gaz bileşimleri açısından çok önemlidir. Ark süresince kontaktan ayrılan metallerin buharlaşması sırasında, bu gazlar serbest olarak açığa çıkar ve hücrede bulunan ark, gaz basıncını arttırır. Ark söndürme hücresinin fonksiyonu için 10-4 mbar dan daha küçük bir basınç gereklidir [8]. Vakum hücresi imal edilirken 10-9 mbar lık bir başlangıç basıncı elde edilir. Kesme-kapama sırasında kontak malzemesinin gaz giderici özelliği ark söndürme hücresindeki basıncın azalmasına neden olur. C. Vakum Hücrelerinin Özelliği Vakumda ark, kontaklardan ayrılan kontak malzemesinin buharlaşması ile oluşur [7]. Vakumun yüksek dielektrik dayanımı kontaklar arası mesafenin çok az, yaklaşık mm olmasına izin verir. Metal buharı arkının, çok az olan boyu ve düşük direncinden dolayı enerji dönüşümüde çok 402

3 36 kv Vakumlu Kesicilerdeki İzolasyon Testleri ve Testler Sonucunda küçüktür. Arkın akım sıfır dolaylarındayken sönmesi sırasında, metal buharın büyük bir kısmı kendisini oluşturan kontaklar üzerinde kondense olur. Böylece vakumda buharlaşan kontak malzemeleri çok saf ve değerli kontak yüzeyleri biçiminde tekrar kazanılarak, kontakların yanarak aşınması kesinlikle önlenmiş olur [9]. Ayırma aralığının tüm akım sahasında, ark söndükten hemen sonra dielektrik dayanımının oluşması, vakumlu kesicilerin çok yüksek kapasitif akımların kesilmesinde kullanılmasını mümkün kılar. Üzerinden akım geçen kontaklar birbirinden ayrılınca bir ark deşarjı oluşur. 10 ka e kadar olan akımlarda, ark kontak yüzeyinde dağınık olarak akım sıfıra ulaşıncaya kadar, kontaklar arasında devam eder. Isı yoğunluğu ve dolayısıyla kontak yanması oldukça azdır. 10 ka in üzerindeki akımlarda, ark, kendi oluşturduğu manyetik alan basıncı ile sıkışarak ince bir demet oluşturur. Sıkışık olarak devam eden ark, yüksek akım yoğunluğundan dolayı, arkın tutuştuğu yerde daha fazla kontak malzemesinin kısa zamanda buharlaşmasına neden olur. Böylece, akım sıfıra ulaştığında, arkın sönmesi zorlaşır. Bu nedenle, kontakların arkı taşıyan bölümlerinin aşırı derecede ısınmaması için, ark rotasyonunu sağlayan manyetik alanları oluşturan kontak biçimleri seçilir [10]. Akımın sıfıra ulaşmasıyla azalan sıkışık durumda ve dönmekte olan ark, dağınık deşarja geçer. Böylece, kontak yanması azaltılarak ve ark söndükten sonra ayırma aralığının dielektrik dayanımı arttırılarak, ark söndürme hücrelerinin kesme kapasiteleri, kesicilerin sahip olması gereken düzeye ulaştırılmış olur. Şekil 5 de vakum hücresindeki arkın sönmesi ve metal buharının kondense olarak elektrotlara dönüşü ikişer mesnet izolatörü ile ortak bir şaseye monte edilmiştir. VA tipi vakumlu kesiciler 24 kv a kadar anma gerilimlerinde, A anma ve ka anma kısa devre açma akımlarında, 36 kv da ise anma ve ka e kadar kısa devre anma akımlarında üretilirler [2]. Şekil 6 da VA tipi vakumlu kesici Şekil 6: VA tipi vakumlu kesici Kesicilerin yay kurmalı tahrik mekanizmaları elle veya motorla tahrik edilirler ve uygun donanım kullanıldığında tekrar kapama yapabilirler. Tahrik mekanizması ile kesici kutupları arasında açma ve kapama için gerekli kuvvet iletimi yalıtkan hareket çubukları ile olur. Kesici kapalı iken, alt kontak taşıyıcısı kinematik olarak ölü noktada olduğundan yalıtkan hareket çubukları yük altında bulunmaz. Tahrik mekanizması, kurulabilen kapama ve açma yayları ile donatılmıştır. Kapama yayı, şaseye monte edilmiş elektrik motoru ile veya bir kurma kolu ile elle kurulur. Kumanda geriliminin herhangi bir nedenle kesilmesi halinde, kapama yayı elle kurulabilir. Tahrik mekanizmasındaki kapama ve açma durumları şekil 7 de Şekil 7: Tahrik mekanizmasındaki kapama ve açma durumları Şekil 5: Vakum hücresindeki arkın söndürülme şekli D. Vakumlu Kesicilerin Yapısı ve Tahrik Mekanizmaları Vakumlu kesiciler kesme ve kapama işlemleri ön yüzünden yapılabilecek biçimde monte edilirler [11]. Tesislere sabit olarak monte edilebildiği gibi araba üzerinede monte edilebilirler. Kesici kutupları, dökme reçineden yapılmış Açma yayı, kapama işlemi yapılırken kendiliğinden kurulur. Kapama işlemi tamamlanınca, boşalan kapama yayı motor tarafından kendiliğinden yeniden kurulur. Kapama, kapama butonu ile mekanik olarak elle veya şaseye monte edilmiş kapama bobini ile elektriki olarak, kapama yayının boşaltılmasıyla yapılır. Açma ise, açma butonu ile mekanik olarak elle yapılabildiği gibi, açma bobini, sekonder açma bobini veya kesici kutuplarının üst bağlantı terminallerine monte edilebilen primer röleler ile yapılmaktadır [12]. 403

4 N. Pamuk, Y. Uyaroğlu E. Vakumlu Kesicilerde Kutup Bakımı Kesici kutbu oldukça dayanıklı yapıya sahip olacak biçimde dizayn edilir. Kuvvetli destekleme ile şalterleme hücresi dış etkenlerin etkisinde kalmayacak biçimde yataklanmıştır. Statik olarak dizayn edilmiş bu taşıyıcı düzen ile, kapama ve açma sırasında oluşan aksiyal kuvvetler yalnız kontaklar üzerinde etkisini gösterir ve hücre muhafazası bu kuvvetlerin etki alanı dışında kalır. Açma ve kapama kuvvetleri, tam olarak aksiyal doğrultuda etkili olduğundan, kontak yayı kuvvetinin iletimi bir manivela düzeni üzerinden hareketli kontağa ulaşır. Akım, hareketli kontağa bir halka kontak üzerinden ulaşır. Bu halka kontak, akımın eşit olarak dağılmış bir biçimde hareketli kontağa geçmesini sağlar [13]. Çok yüksek kısa devre akımlarında oluşan dönme momentleri ve metal körüğün torsiyonla zorlanması önlenir. Kısa mesafe ve halka kontak parçalarının oluşturduğu çok sayıdaki değme noktası, vakum hücresinden dışarıya ısı iletimini kolaylaştırır [9]. Şekil 8 de kesici kutbunun yapısı B. Kesicinin Kontak Geçiş Dirençlerinin Ölçülmesi Bu test, kesici kapalı konumda iken Ducter (Düşük direnç Ohm metresi) denilen bir ölçü aleti vasıtasıyla yapılmaktadır [15]. Bu ölçü aletinin test kabloları her kutupdaki iki bushing in terminallerine uygun bir şekilde irtibatlanarak testin yapılması gerçekleştirilir. Şekil 9 da Ducter cihazının bağlantı şekli Şekil 9: Ducter cihazının bağlantı şekli Ducter denilen bu ölçü aleti, kesici ve ayırıcı kontak geçiş dirençleri ile mikro ohm mertebesindeki diğer iletkenlerin dirençlerini ölçmek için dizayn edilmiş özel bir cihazdır. Bu cihaz 1.5 V dc bir kaynakla beslenir ve özel kabloların uçlarındaki bağlantı terminallerinin uçları sivri olduğu için çok iyi bir temas sağlamaktadır. Kablolarının dirençleri ölçülen direnç değerlerini etkilememesi için 4 kablo ve 4 terminal kullanılmaktadır [15]. Testler esnasında gerilim uçları (P) içeride, akım uçları (C) dışarıda olacak şekilde irtibatlandırılır. Kontak geçiş direnci R = (V/I) formülü ile bulunur. Bu formüldeki V; P 1 ile P 2 arasındaki gerilimi, I ise C 1 ile C 2 arasından akacak olan akım değerini ifade eder. Şekil 8: Kesici kutbunun yapısı III. VAKUMLU KESİCİLERDE UYGULANAN TESTLER A. Kesici Kutuplarının % PF ve Güç Kaybı Testleri Kesici açık pozisyonda iken, iki bushing ten biri enerjilenir ve bu bushing ile tank arasındaki izolasyonun akım ve güç değerleri ölçülür, sonra diğeri enerjilenir ve tekrar akım ve güç değerleri ölçülür. Bu testler her kutup için ayrı ayrı tekrarlanır. Daha sonra kesici kapatılır, her kutbun tanka göre akım ve güç kayıpları ölçülür. Bu ölçülen değerlerden % PF değerleri test sıcaklığıda dikkate alınarak hesaplanır. Her kutupta, kesici kapalı iken yapılan ölçmelerde elde edilen kayıplardan, kesici açıkken yapılan iki ölçmede bulunan kayıpların toplamı çıkarılırsa elde edilen kayıp farkı kesicinin izolasyon durumunu göstermektedir [14]. C. Kesici Vakum Testi Vakum test cihazı VT60, vakumlu kesicilerdeki ayırma aralıklarının dielektrik dayanımının test edilmesinde kullanılır [16]. Böylece dolaylı olarak vakum hücre iç basıncının 10-4 mbar dan daha küçük olduğuda kontrol edilmiş olur. VT60 cihazı ile kesicinin sökülmesine gerek kalmadan basit ve hızlı olarak kesici vakum testi gerçekleştirilir. Vakum hücresinin basınca bağlı olarak dayanma gerilim grafiği şekil 10 da Şekil 10: Vakum hücresinin basınca bağlı dayanma gerilim grafiği 404

5 36 kv Vakumlu Kesicilerdeki İzolasyon Testleri ve Testler Sonucunda Vakum aralığının dielektrik dayanımı P basıncına bağlıdır. Bundan dolayı vakumun endirekt olarak gerilim ile testi mümkündür [16]. A noktası, hem B noktasına yeteri kadar uzaklıkta olabilmesi ve hemde vakum hücresinin gereksiz yere zorlanmaması için özellikle seçilmiştir. B noktası hava ile doldurulmuş hücrenin durumunu göstermektedir. Bu test yönteminin en olumlu yanı, test sırasında kesicinin sökülmesine gerek kalmamasıdır [14]. Bütün testlerdeki yüksek kayıplar arızalı bushing leri veya yardımcı izolasyon elemanlarındaki arızaların bulunmasını sağlar. Eğer testler kesicinin herhangi bir kısmının arızalı olduğunu gösteriyor ise şüphe edilen kısım izole edilmek suretiyle test tekrar edilmeli şüphelenilen kısmın doğrulanması sağlanmalıdır. Vakumlu kesicilerde C ortam sıcaklığında yapılan % PF değerleri normal olarak % 0.3 ün altında kalmalıdır [14,15]. Kontak geçiş dirençlerinin değerlendirilmesinde ise, her kutbun kontak geçiş dirençleri normal durumlarda yaklaşık olarak birbiri ile eşit olmalı, benzer kesicilerin kontak geçiş dirençleri ile ölçülen direnç değerleri karşılaştırılmalı, bir önceki test sonuçları ile yeni ölçüm değerleri mukayese edilmelidir. Kontak geçiş dirençleri arasındaki büyük farkların oluşma sebepleri, kontak yüzeylerinde kesme sırasında meydana gelen bozulma, kötü kontak teması veya kontak ayarsızlığıdır [14]. IV. 36 KV VAKUMLU KESİCİLERDE YAŞANAN ÖRNEK BİR DİZAYN HATASININ İNCELENMESİ Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİAŞ) 15. İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürlüğü bünyesinde yeni yapılan Erzurum 1 trafo merkezinin sekonder 36 kv vakumlu kesicilerinin kabul testi esnasında, kesicilerin % PF lerinin yeni teçhizat için çok fazla yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu olumsuzluğun sebebini bulmak için aşağıda belirtilen çalışmalar yapılmıştır. A. % PF Ölçümleri İlk olarak kesicinin kutupları arasındaki izolasyon değerleri ölçülmüş, daha sonrada kesici ile mesnet arasındaki izolasyon değerleri ölçülerek kesicinin akım ve güç kayıplarına göre değerlendirilmesi yapılmıştır. İlk test üretici firmasının tamamladığı montaj üzerinden yapılmıştır. Şekil 12 de montaj sonrasında destek fiberi kesici üzerinde iken Şekil 12: Destek fiberinin kesici üzerindeki hali Yüzde güç faktörünün yeni bir teçhizat için çok yüksek çıktığını gösteren ölçüm değerleri tablo 1 de Tablo 1: İlk ölçüm değerleri Pozisyon ma ma Çarpan Watt Watt ma Watt % PF Kesme Ground Mesnet Ground Daha sonra fiber desteklerin metal cıvatalarının manyetik alana engel teşkil ettiği düşüncesi ile metal cıvatalar sökülüp test yeniden yapılmıştır. Şekil 13 de destek fiberinden cıvataların sökülmüş hali, tablo 2 de ise ikinci ölçüm değerleri tarihinde, 12 0 C sıcaklıkda, % 44 bağıl nemde 36 kv vakumlu kesici üzerinde kesme ve mesnet olarak iki adet izolasyon testi yapılmıştır. Şekil 11 de söz konusu testlerin dielektrik şeması Şekil 13: Destek fiberinin cıvatalarının sökülmüş hali Şekil 11: 36 kv vakumlu kesicinin dielektrik şeması 405

6 N. Pamuk, Y. Uyaroğlu Tablo 2: İkinci ölçüm değerleri Pozisyon ma ma Çarpan Watt Watt ma Watt % PF Kesme Ground Mesnet Ground Son ölçümde ise, destek fiberi çıkartılmıştır. Destek fiberinin çıkartılmasıyla kayıp gücün dolayısıylada yüzdelik güç faktörünün düştüğü görülmüştür. Şekil 14 de destek fiberinin sökülmüş hali, tablo 3 de ise üçüncü ölçüm değerleri Şekil 15 de görüldüğü gibi kayıp akımın bir kısmı fiberin üzerinden akmaktadır. Fiberin sahip olduğu kapasitif dirençle de istenmeyen güç oluşmaktadır. Dolayısıyla kapasitif direncin düşmesi kaçak gücüde azaltacak ve % PF azalacaktır. Kullanılması gereken fiber malzemesinin kesitinin ve dielektrik sabitinin küçük olması gerekmektedir. Şekil 16 da eski ve yeni takılan fiber desteklerin kesitleri Şekil 16: Eski ve yeni fiber desteklerinin kesitleri Şekil 14: Destek fiberinin sökülmüş hali Tablo 3: Üçüncü ölçüm değerleri Pozisyon ma ma Çarpan Watt Watt ma Watt % PF Kesme Ground Mesnet Ground B. Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi Yapılan ölçüm sonuçları değerlendirildiğinde destek fiberinin kullanıldığı malzemeden ve kesitinden dolayı kesicinin yalıtkanlığını olumsuz yönde etkilediği tespit edilmiştir. Bunun nedeni ise destek fiberinin yalıtkanlığının düşük olması ve kaçak akımlardan dolayı kapasitif direnç etkisi gösterip kayıp gücü arttırması aynı zamanda da kayıp akımın sabit kalması ile de yüzde güç faktörünün artmasıdır [15]. Ölçüm sonuçları incelendiğinde en çok artış mesnet ölçümünde görülmüştür. Test ölçümlerinin dielektrik şeması şekil 15 de 36 kv vakumlu kesicilerdeki söz konusu dizayn hatasından dolayı üretici firma ile görüşülmüş ve fiberlerin ( ) dielektrik sabiti daha iyi ve (S) kesiti daha küçük fiberlerle değiştirilmesi sağlanmıştır. Şekil 17 de fiberler değiştirildikten sonraki yeni hali, tablo 4 de ise son ölçüm değerleri Tablo 4: Son ölçüm değerleri Pozisyon Mik.A Mik.A Çarpan Watt Watt ma Watt % PF Kesme Ground Mesnet Ground Şekil 17: Yeni fiber destekli hali Şekil 15: Test ölçümlerinin dielektrik şeması V. SONUÇ VE ÖNERİLER 36 kv vakumlu kesicilerin özel yapısı nedeniyle % PF değerlerinin bazen yüksek çıktığı görülmektedir. Üreticiler kesici boyutlarını küçük tutabilmek için kutuplar arasındaki atlama mesafesini küçük tutmakta ve araya fiber plakalar koymaktadırlar. Bu plakalar kaçak kapasite yolları oluşturarak, % PF değerlerinin büyük çıkmasına sebep 406

7 36 kv Vakumlu Kesicilerdeki İzolasyon Testleri ve Testler Sonucunda olmaktadır. Zamanla kirlenme ve rutubet etkisi ile kesicilerin yüzeylerinden kaçak kapasitif akımları akmakta ve büyük sorunlara neden olmaktadırlar. 36 kv vakumlu kesicilerdeki test sonuçlarını değerlendirirken iki önemli hususu göz önünde bulundurmak gerekmektedir. Bunlardan ilki testin yapıldığı güne ait hava şartlarının iyi olduğunun bilinmesi, ikincisi ise aynı yapı ve özellikte olan teçhizatların üzerinde yapılan test sonuçlarının birbiri ile mukayese edilmesi gerektiğidir. Bu iki kriter bir kesicinin elemanlarının izolasyon seviyesini değerlendirmek için yeterli olmaktadır. 36 kv vakumlu kesicilerdeki izolasyon testleri sonucunda kesiciden akacak olan akımın, geçici (transient) toparlanma geriliminin, ark gücünün, ark geriliminin, ayırma aralığının, ark söndükten hemen sonraki delinme geriliminin, ark rotasyonunun ve zaman-yol diyagramının fiziki değerleri kaydedilecektir. Bu değerler devam eden araştırma ve geliştirme çalışmalarına ışık tutarak, kesicilerin daha optimum ölçülendirilmesine ve dahada geliştirilmesine olanak sağlayacaktır. TEŞEKKÜRLER Erzurum 1 trafo merkezindeki 36 kv vakumlu kesicilerde yaşanan dizayn hataları hakkında vermiş oldukları desteklerden dolayı, TEİAŞ 15. İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürlüğü çalışanlarına çok teşekkür ederiz. KAYNAKLAR [1] James Martin Lafferty, Foundations of Vacuum Science and Technology, Wiley, [2] Allan Greenwood, Vacuum Switchgear, The Institution of Electrical Engineers IET, [3] Tsai Hsiang Chen, Yen Feng Hsu, Systematized short circuit analysis of a 2x25 kv electric traction network, Electric Power Systems Research, vol. 47 no.2, pp , 18 October [4] Paul G. Slade, The Vacuum Interrupter : Theory, Design, and Application, CRC Press, [5] J. M. Lafferty, J. D. Cobine, Vacuum Arcs : Theory and Application, Wiley, [6] C. L. Wadhwa, Electrical Power Systems, New Age International, Fourth Edition, [7] R. Holm, Electric Contacts : Theory and Applications, Springer, [8] R. L. Boxman, Philip J. Martin, Handbook of Vacuum Arc Science and Technology : Fundamentals and Applications, William Andrew, [9] Paul G. Slade, Electrical Contacts : Principles and Applications, Marcel Dekker, [10] C. G. Karagiannopoulos, D. P. Agoris, C. S. Psomopoulos, P. D. Bourkas, Potential measurements on electric contacts: An experimental investigation, Measurement, vol. 27 no.1, pp , January [11] Dave Grattan, Sam Nicholson, Integrating switchgear breakers and contactors into a safety instrumented function, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol. 23 no.6, pp , November [12] U. A. Bakshi, M. V. Bakshi, Switchgear and Protection, Technical Publications Pune, [13] Xu Shiru, Zhang Ying, Zheng Tianpi, Improving electric contacts by ion implantation, Vacuum, vol. 39 no.2-4, pp , [14] Hugh M. Ryan, High Voltage Engineering and Testing, The Institution of Electrical Engineers IET, Second Edition, [15] Dieter Kind, Kurt Feser, High - Voltage Test Techniques, Newnes, Second Edition, [16] Rod V. Latham, High Voltage Vacuum Insulation : Basic Concepts and Technological Practise, Academic Press Inc,