Orta Gerilim Şalt Tesislerinde Kurulum ve İşletme Prensipleri Yazı Dizisi-4

Orta Gerilim Şalt Tesislerinde Kurulum ve İşletme Prensipleri

Yazı Dizisi-4

Tercüme:Alper Çelebi

4.Kısmi deşarj

Tanım olarak, kısmi deşarj, iki iletken arasındaki izolasyonu kısmen etkileyen bir elektrik boşalmasıdır. Az miktarda enerji söz konusu olsa bile, kısmi deşarj dielektrik malzemenin yavaş yavaş ve aşamalı olarak bozulmasının devamına neden olur ve zamanla ilgili ekipman veya şalt cihazını olumsuz etkileyebilecek yıkıcı deşarjlara neden olabilir.

Kısmi deşarjın farklı türleri vardır: iç deşarj, yüzey deşarjı ve korona. İç deşarj, ürünün genellikle üretim aşamalarında, izolasyonda oluşan küçük boşlukların varlığına bağlıdır. Bu boşluklar çevreleyen yalıtkan malzemeden daha düşük dielektrik sabitli hava veya gaz içerir. Boşluklardaki elektrik alanı daha büyüktür ve elektrik boşalmasına neden olarak iç gazın dielektrik mukavemetinin üstesinden gelebilir. Düşük gerilim değerleri için ardışık deşarj meydana gelebilir ve nihai bozulma deşarjı oluşana kadar malzemeyi aşamalı olarak bozabilir.

Trafo merkezinde çevre koşullarıyla etkileşime geçtiğinde, kirlilikler (tuzlar, is / duman, toz, vb.) ve nem karışımı olduğunda yüzey koşullarını kolaylaştırdığından, yüzey deşarjı en önemli deşarj çeşididir. Yüzey deşarjı, elektrik alanının büyük bir kısmı yüzeye paralel olduğunda oluşur. Genellikle yalıtım malzemesi için zararsızdır ancak yüzeyin yakınında tekrarlanan hava deşarjlarına neden olabilir. Bu tür deşarj yalıtım malzemesinin yüzey tabakasını bozmaktadır. Tamamen ve yıkıcı bir deşarj meydana gelene kadar nem ve kirliliğe bağlı olan bir hızda ilerleyen görünür bir iz bırakır. Üçüncü deşarj tipi olan korona deşarjı için de bu durum önemlidir. Bu tür deşarjlar, yüksek elektrik alanlarının bulunduğu havada, özellikle keskin uçları veya kenarları olan bir seviyede ve iletken, dielektrik ve hava adı verilen üçlü nokta kavşaklarında oluşur. Ozon O₃ üretir.

Şekil. 6 ve 7: yüzey ve tahrip edici deşarj örnekleri.

Fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen azot oksitler içeren gazların bulunması kirli havaya sahip ortamların bir özelliğidir. Yakma işlemi sırasında ulaşılan yüksek sıcaklıklarda, havadaki azot ve oksijen kısmı bir araya gelerek NO, azot monoksit radikali oluştururlar:

N₂ + O₂ → 2 NO

Alev sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar çok NO üretilir. Azot monoksit, oksijen ile hızla tepkimeye girerek azot dioksit NO₂ elde edilir. Hem NO hem de NO2, azot oksitler NOx olarak adlandırılır.

Nem varlığında, ozon, su ile hidroksil radikali OH oluşturmak üzere birleştirilir:

O₃ → O₂ + O*

O* + H₂O → 2OH

Son olarak, nitrik asit oluşumuna yol açar:

OH + NO₂ → HNO₃

Nitrik asit, çevreleyen metal yüzeylere saldırır ve yüzey deşarjını kolaylaştıran iletken katmanlar oluşturur. İzleme ile tam deşarj oluşana kadar ozonun kendisi giderek polimer izolasyonunu bozar. Burada yine süreç, nem ve kirleticilerin varlığı ile kolaylaştırılıyor.

Polimer yalıtım malzemeleri, özellikle doymamış kauçuk, polimer zincirlerinin kırılmasına yol açan tepkileri tetikleyebilen ozonun etkisi altında bozulmaya meyillidir.

Burada O₃'le reaksiyonlar gerçekleştiğinden dolayı, kimyasal yapıdaki karbon-karbon çift bağlarının sayısı arttıkça saldırıya duyarlılık artar.

İki etki ortaya çıkabilir: karbon atom zincirinin kırılması veya karbon atomlarının zincirleri arasında çapraz bağlanma. Birinci durumda, uzun karbon dizilerinin kopması, malzemenin daha akışkan hale gelmesine ve çekme mukavemetini kaybetmesine neden olur. İkinci durumda, bağlantılar paralel zincirler arasında oluşur ve bu daha az elastikiyet ve kırılganlığın artmasına yol açar. Her iki etki de yaşlanma olarak bilinen olaya neden olur.

Nem ve kirlilik varlığı, yukarıdaki olguları ve dolayısıyla ekipman üzerindeki olumsuz etkilerini artırır. Aşağıdaki grafikte, tesisattan geri gönderilen bir ekipman üzerinde gerçekleştirilen teste dayanarak bağıl nem ve kısmi deşarj seviyesi arasındaki korelasyon açıktır (EA Teknolojisi kaynağı).