Trafo Merkezlerinde Nem Etkisi Yazı Dizisi-2

Trafo Merkezlerinde Nem Etkisi

Yazı Dizisi-2

Çağrı Kanık

2.3 KISMI DEŞARJIN TANIMI VE YALITIM SİSTEMİ HATALARININ ETKİSİ

Kısmi Deşarj, ekipmanlara enerji verildiğinde yalıtım sisteminin yüksek elektriksel geriliminden dolayı elektrik yalıtım malzemelerinin içinde veya yüzeyinde oluşan elektriksel boşalmalardır.
Kısmi deşarj, aşamalı bozulmaya yol açar ve şalt cihazları, kablolar ve transformatörler de dahil olmak üzere ağın çalışması için kritik olan yüksek gerilim varlıklarını etkileyen sonraki arızalarda sıklıkla önemli bir rol oynar.

Kısmi deşarj aşağıdaki şekillerde enerji yayar:

 Elektromanyetik: radyo, ışık, ısı
 Akustik: ses, ultrasonik
 Gazlar: ozon, azot oksitleri

Testler için en pratik teknikler, elektromanyetik spektrumun radyo frekansı kısmının ve ultrasonik emisyonların tespitine dayanır.

2.3.1 Katı Yalıtımlı İç Deşarj

İyi üretilmiş olsa bile tüm izolasyon malzemeleri içinde genellikle küçük çaplı mikroskopik boşluklar bulunur. Kullanımda bu boşluklar izolatöre uygulanan gerilim alanı içinde küçük kapasitörler gibi yüklenmeye neden olur. Yeterince şarj olduklarında küçük bir kıvılcımla deşarj olurlar.

Bu kıvılcımlar yüzey deşarjı gibi ısı, ışık, duman, ses ve elektromanyetik radyasyon üretir ancak yalıtımın derinlerine gömülü oldukları için sadece elektromanyetik radyasyon kaçabilir. Bu işlem sırasında izolasyon aşınarak boşluklar daha büyük, kıvılcımlar daha güçlü ve bozulma daha hızlı hale gelir. Boşluğun iç yüzeyinin karbonlaşır oluşur ve boşluklar giderek iletken hale gelir. Bu, bir sonraki boşluklarda elektriksel gerilimini arttırır ve süreç katlanarak ilerler. Sonuç olarak, yalıtım başarısızlığına neden olan izolasyon boyunca yeterli iletken boşluklar oluşur.

2.3.2 Yüzey Deşarjı

Yüzeysel deşarjlar, özellikle yüksek nem koşullarında ısı, ışık, duman, ses, elektromanyetik radyasyon, ozon ve azot gazı üreten kontaminasyon parçacıkları arasında başlar.

Yüzeysel deşarjlar üretilen elektromanyetik radyasyonun erken safhalarda küçük olma eğiliminde olmasına ve komşu metal işlerinde çok fazla sinyal faaliyete neden olmamasına rağmen hem fazdan-faza hem de topraktan-faza olabilir. Bu tür bozulma sürecinin ilk aşamalarında, ultrasonik frekanstaki ses dalgaları üretilir. Yüzey boşalması meydana geldiğinde, üretilen azot gazı, nitrik asit üretmek için atmosferik nemle birleşir. Bu, iz oluşabileceği bir alt tabaka oluşturmak için burç yüzeyine saldırır. Hasar gören yüzey, dökme reçinenin parçalanmasından kaynaklanan karbonizasyona bağlı olarak da iletken hale gelir. Bu, yalıtımın elektriksel boşluklarını etkili bir şekilde azaltır, bu da kısmi deşarj işleminin parlamaya kadar hızlanmasına neden olur. Asit ayrıca karakteristik olarak paslı hale gelen çevre metaline saldırır.

2.4 DİĞER KİRLETİCİLERLE BİRLİKTE YÜKSEK BAĞIL NEM, NASIL YALITIM ARIZASINA NEDEN OLUR

Araştırma değişik bağıl nemin, kısmi deşarj sorunlardan dolayı bir elektrik dağıtım şebekesinden çıkarılan bir şalt cihazındaki kısmi deşarj seviyesine etkilerini gözlemlemek için gerçekleştirildi. Bu sonuçlar, bağıl nemin mevcut kısmi deşarj seviyeleri üzerinde bir etkiye sahip olduğunu gösterdi.Şekil 2'de bağıl nem(RH) ile kısmi deşarjın(PD) değişimi gösterilmektedir ve nem ile deşarj seviyesi arasında kısa vadeli bir ilişki olduğu görülmektedir.

Şekil 2 Kısmi Deşarj ve Bağıl Nem Ölçüm Sonuçları

Yüksek bağıl nemin, yalıtım malzemeleri yüzeyinde kısmi deşarjın başlangıcını desteklediği bilinmektedir. En önemli faktör, yüksek nem koşullarında çiğlenme noktasına kadar düşebilen ve yoğunlaşmaya neden olan hızlı sıcaklık değişimlerinden kaçınmaktır. Hafif yüklü şalt cihazlarındaki havanın, trafo merkezindeki ortam havasıyla aynı sıcaklıkta ve bağıl nemde olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, yoğuşma, şalt cihazının içinde ve dışında cereyan ederek, detaylı bakım yapılıncaya kadar belirgin olmayacak olan korozyona neden olur.

Kısmi deşarjın başlangıcına yol açan trafo merkezlerinde nem oranının en yaygın üç kaynağı şunlardır:

 Yüksek nem bulunan ortam havası
 Trafoya su kaçağı
 Kablo Galerisindeki su (Şekil 3)

Şekil 3 Su Basmış Bir Galeri

Toz da aynı zamanda, önemli miktarlarda ortamda bulunursa kısmi deşarja neden olabilir. Mümkün olduğunda, şalt tesisleri çeşitli hücrelerdeki kirlenmeyi önleyecek şekilde tasarlanmalıdır.

Kirlilik girişini önlemek için aşağıdaki yerler yalıtılmalıdır:

 Duvarlardaki açıklıklar
 Kablo giriş noktaları, sızdırmaz kılınamayan duvarlar ve çatılar
 Kablo kanalları girişi
 Yalıtım yapılmayan duvarlar arasından giriş noktaları
 Yan bölmelerdeki kapı, kapak, pencereler

2.5 KISMİ DEŞARJIN ETKİLERİ

Uzun süreli kısmi deşarjın fiziksel sebepleri tipik olarak yalıtım kaynaklı olabilir. Aşağıdaki Şekil 4 ve 5'te örnekler, kısmi deşarj aktivitesinin etkilerini göstermektedir. Bu faaliyet hasar görmüş yalıtım bileşenlerini değiştirmeyi gerektirir. Bu hasar temizlik veya küçük yenileme yoluyla giderilemez.