CuSO45H2O sıvı direncin harmonikli ve harmoniksiz yüksek gerilim altında kısmi boşalma davranışları

Elektrik enerjisi iletiminde yüksek gerilim kullanılması kayıpları düşürürken, ortaya elektriksel yalıtım sorunları çıkarmaktadır. Elektriksel yalıtım sorunlarının aşılabilmesi yalıtım malzemelerinin ve sistemlerinin geliştirilmesine bağlıdır. Yalıtım sistemlerinin geliştirilmesinde deneysel çalışmalar önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmalarda kullanılacak devre elemanlarının uygun biçimde tasarlanması ve gerçekleştirilmesi oldukça zor, zaman alıcı ve yüksek maliyetlidir. Elektriksel kısmi boşalma ölçümleri, yüksek gerilim aygıtlarının performanslarının değerlendirilmesinde yararlanılan tahribatsız deney yöntemlerinin başında gelmektedir. Kısmi boşalma ölçümlerinde elde edilen sonuçların doğruluğu, deneylerde kullanılan elemanların kısmi boşalmasız olmalarına bağlıdır. Bu çalışmada, ultrasonik banyo ve vakumlama tekniği ile işlenen CuSO45H2O (Bakır (II) sülfat penta hidrat) çözeltisinin kullanıldığı kısmi boşalmasız sıvı direnç yapım tekniği anlatılmıştır. Bu şekilde elde edilen sıvı direncin, geleneksel yöntemlerle elde edilenlere göre kolay hazırlanması ve değerinin değiştirilmesi mümkündür. Deneysonuçları, sıvı dirençlerin saf sinüzoidal ve 3. ve 5. harmonik bileşenler içeren gerilimlerde, 0,1 pC'dan düşük kısmi boşalma düzeylerine sahip olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan, sıvı direncin doğru gerilimde kullanılmaması önerilmiştir.

Partial discharge behavior of the CuSO45HO liquid resistor at high voltages with and without harmonics

The usage of high voltage in electrical transmission systems reduces the power losses; on the other hand,raises the insulation problems. To overcome the problems of electrical insulation depends on thedevelopment of insulation materials and systems. Experimental studies play an important role in thedevelopment of insulation systems. Design and implementation of components used in experimentalstudies, are very difficult, time consuming and therefore higher costs. In this study, the production of aliquid resistor, using CuSO45H2O (copper (II) sulfate pentahydrate) solution treated with ultrasonic bathand vacuum technique, is described. The produced liquid resistance can be prepared easily compared tothat obtained by conventional methods and its value can be changed. Experimental results show that, theliquid resistance exhibits low partial discharge levels less than 0.1 pC, at pure sinusoidal and at voltagescontaining 3rd and 5th harmonic components. On the other hand, it is not recommended to use the liquid resistance under DC conditions.

PDF

___

1. Fidan M., Harmoniklerden kaynaklanan gerilim bozulmalarının elektriksel kısmi boşalmalar üzerindeki etkilerinin incelenmesi, Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011.
2. Kreuger F.H., Partial Discharge Detection in High Voltage Equipment, Butterworth & Co. Ltd., London, U.K., 1989.
3. Özşar Ç. ve Bodur A., Yüksek Gerilim Mühendisliği Temelleri, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası, EMO Yayın No: EG/2008/4, Ankara, 2008.
4. IEC 60270, High-voltage test techniques- partial discharge measurements, Third Edition, 2000.
5. TS 2051 EN 60270, Kablolar-yüksek gerilim deney teknikleri-kısmi boşalma ölçmeleri, Ankara, 2003.
6. IEC 60060-1, High-voltage test techniques -Part 1: General definitions and test requirements, Ed. 3.0, 2010.
7. Denicolai M., Hällström J., A Self-balanced, Liquid Resistive, High Impedance HV Divider, Proceedings of the XIVth International Symposium on High Voltage Engineering, Tsinghua University, Beijing, China, August 25-29, 2005.
8. Racz B., Patks A., Fast high-voltage resistive pulse divider, Meas. Sci. Technol. 3, 926-928, 1992.
9. Kask U., Rawn J.D., General Chemistry, Wm. C. Brown Publishers, USA, 1993.
10. Holler S.W., Fundamentals of Analytical Chemistry, Seventh Edition, Saunders College Publishing, Philadelphia, USA, 1996.
11. Edin H., Partial discharges studied with variable frequency of the applied voltage, Doktora Tezi, Kungl Tekniska Högskolan Department of Elec. Eng. Div. Electrotechnical Design, Stockholm - Sweden, 2001.
12. Florkowski M., Florkowska B., Furga J., Zydron P., Impact of high voltage harmonics on interpretation of partial discharge patterns, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 20 (6), 2009-2016, 2013.
13. Florkowski M., Florkowska B., Distortion of partialdischarge images caused by high-voltage harmonics, IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution,, 153 (2), 171-180, 2006.
14. Catterson V.M., Bahadoorsingh S., Rudd S., McArthur S.D.J., Rowland S.M., Identifying harmonic attributes from online partial discharge data, IEEE Trans. Power Delivery, 26 (3), 1811-1819, 2011.
15. Latran M.B., Teke A., Investigation of inverter based shunt compensators for mitigation of power quality problems in power distribution systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (4), 793-805, 2014.
16. Germeç K.E., Erdem H., Time-harmonic analysis in electric power systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (2), 263-271, 2015.
17. Sarathi R., Oza K.H., Kumar C.L.G.P., Electrical treeing in xlpe cable insulation under harmonic ac voltages, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 22 (6), 3177-3185, 2015.
18. Sarathi R., Archana M., Investigation of partial discharge activity by a conducting particle in transformer oil under harmonic ac voltages adopting uhf technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 19 (5), 1514-1520, 2012.
19. Sarathi R., Nandini A., Tanaka T., Understanding electrical treeing phenomena in xlpe cable insulation under harmonic ac voltages adopting uhf technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 19 (3), 903-909, 2012.
20. Bahadoorsingh S., Rowland S.M., Investigating the influence of the lubricant coating on hypodermic needles on electrical tree characteristics in epoxy resin, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 17 (3), 701-708, 2010.
21. Sarathi R., Sheema I.P.M., Rajan J.S., Danikas M.G., Influence of harmonic ac voltage on surface discharge formation in transformer insulation, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 21 (5), 2383-2393, 2014.
22. Sarathi R., Harsha S.V., Griffiths H., Haddad A., Understanding water droplet initiated discharges on epoxy nanocomposites under harmonic ac voltages adopting uhf technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 21 (2), 918-925, 2014.