KİR ALTINDA İZOLATÖR TESTLERİi

14 Pages·2007·0.3 MB·Turkish

ÜDK: 621.318.61, 62
KİR ALTINDA İZOLATÖR TESTLERİi *
Yazan :
Y. Prof. Ahmet BUMEll
ÖZET SUMMARY
Konferanstn konusu izolatörlerin kirli şartlar The subject of article includes the tests vıhıch
altında davranışlarını ölçmek için kullanılmakta are being to measure the performance of isolators
olan testleri kapsamaktadır. Bu te s(tler, son çalın- under dırty atmospheric conditions. These tests,
maların i}iğı altında, under the light of recent researches, can be classi-
fied as,
1. Deneysel test yöntemleri,
1. Ezperimental Test Metohds,
2. Analitik (matamatiksel) test yöntemleri
2. Analytical (Mathematical) Test Methods.
olarak ikiye ayrılabilir. Matamatiksel test yöntem-
leri, izolatörlerin kirli koşullar altında davranışla-
in mathematical test methods the behaviour of
rını anılitik yöntemlerle ve bilgisayar kullanarak
isolators under dirty atmospheric conditions ' is
hesaplama esasına dayanır. Bu konudaki çalışma-
analızed by using analitical methods and compu-
lar henüz başlangıç safhasında olup yetersizdir. ters. The studies on this method are in intial phase
Deneysel test yöntemlerini «tabii» ve «sun'i* and not suffident yet. it is possible to divide the
olarak ikiye ayırmak kabildir. Sun'i yöntemler ara- eiperimental test methods into two in itself as <ma-
sında başlıca yağmur altında test, kizelgur, meti- turalt ^and «artificial». Artifidal methods include
len deneyleri ve tuzlu su deneyini zikredebiliriz. rain tests, methylene tests and salty fog tests. in
Bu konferansta yalnızca deneysel test yöntemleri this article only the expenmental test methods will
incelenecektir. be discussed. '
1. GtBİŞ oluşur. Kuru bandlar 'jcyunca gerilim düğümleri-
nin havanın dlelektrik dayanımını aşması halin-
Yüksek gerilim izolatörleri enerji nakil sis-
de deşarjlar tutuşur. Yüzeysel deşarjlar baza hal-
temlerinin ıbaşjlmca arıza kaynaklarından ıbirinl
lerde .izolatör yüzeyi boyunca yayılarak Ikısa
teşkil ederler. İzolatörlerin temel görevi enerji
devrelere (atlamalara) eebebiyet verirler. Bir at-
nakil sisteminin yüksek gerilim altındaki kısım-
lama sonucu meydana gelen yüksek akımlı ark.
larını izole etmektir. Buna ilave olarak izola-
enerjinin kesilmesine ve çokça izolatörün tahrip
törler, enerji nakil hatları izolatörlerinde oldu-
olmasına ve hatta enerji nakil hattının eriyerek
ğu gibi, taşıma (mekanik) görevi de yaparlar.
kopmasına sebebolabilir [1].
İzolatörler, genellikle taşıma görevini başarı İle
yaptıkları halde, izolasyon görevini zaman za- Yüksek gerilimi enerji nakil sistemlerinin arı-
man yapamayıp yüksek gerilimli enerji nakil kıs- zalara ve ekonomik kayıplara sebeb olmadan em-
mının toprağa kısa devresi ile sonuçlanan, atla- niyetle çalışabilmeleri için uygun bir izolatör
malar gösterirler. koordinasyonuna sahip olmaları gerekir. İzolatör
koordinasyonunu planlıyan mühendisler bölgeleri-
Kirlenme sonucu bir İzolatör yüzeyinde atla- nin atmosferik şartlarına en elverişli izolatör
ma olayı şu şekilde meydana gelmektedir. Kiril tipini seçmek isterler. Bunun için de bir İzolatö-
bölgelerdeki izolatörler zamanla bir kir tabakası rün çegitli şartlar altında nasıl bir davranış gös-
ile kaplanırlar. Kir birikimi başlıca, bölgenin tereceğinin önceden bilinmesi gerekir. Bu »eden-
kirlenme derecesi ve atmosferik şartları ile izo- le İzolatör lmalcilert, imal ettikleri izolatörleri
latörün profili, konumu ve servis gerilimine bağ- satışa arzetmeden önce çeşitli testlere tabi tu-
lıdır. İzolatör yüzeyindeki kir tabakası kuru kal- tarlar. Bu testler çeşitli ülkeler ve milletler ara-
dığı müddetçe herhangi bir problem bahis konu- sı kuruluşlarca kabul edilmiş standartlarda tarif
su değildir. Ancak, kir tabakasının sis, rutubet edilmişlerdir. Muhtelif standartlarla farklı ve
ve hafif yağmur altında ıslanarak iletken hale benzer şekilde tesblt edilmiş bulunan bu testle-
gelmesi sonucu yüzey l.-oyunca enerji kaybına yol rin hepsinin ortak gayesi, izolatörün servis şart-
açan kaçak akunlar akar. İzolatör yüzeyinde ge- larında karşılaşacağı elektriksel, mekanik, ter-
rilim dağılımı çok düzensiz hale gelir. Enerji mik v.s. zorlanmaları en İyi şekilde laboratuvar-
yoğunluğunun büyük olduğu noktalarda kir ta- larda temsil edebilmektir. Standart testler ima>
bakası kuruyarak «kuru band» denilen bölgeler lât VÖ kalite kontrol vazifesi yanında yeni tip-
lerin geliştirilmesine de yardımcı olmaktadır.
Böylece izolatör alıcı ve satıcısı arasında bir an-
• 10.2.1972 tarihinde EİE İdaresi Balonunda
verilmiştir. laçma ortamı da sağlanır [2, 3, 4].
Elektrik Mühendisliği 186
2. YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖR TEST- 2.3. Tip testleri:
LERİNİN SINIFLANDIRILMASI
Tip testlerinin gayesi izolatörün şekil, büyük-
izolatörlerle ilgili testler çeşitli standartlarla lük ve teçhizatının özelliklerini tesbit etmektir.
genellikle farklı şekillerde gruplandırümaktadır. Bu testler şunlardjr:
İngiliz standardı ES. Io7 : 1960, yüksek gerilim
a. Görülebilir deşarj testi : izolatörün ko-
cam ve porselen izolatörlerle ilgili testleri aşa-
rona durumunu ve radyo ve televizyon parazit-
ğıdaki şekilde üç ana grupta sınıflanmaktadır.
leri neşredip etmediğini anlamaya yarıyan bu
test karanlıkta ve izolatör tipine göre standart-
2.1. Numune (Sample) testleri: larda belirtilen gerilim altında ve sürelerde yapı-
lır. Bu testin geliştirilmesine çalışılmaktadır.
Bu testlerden maksat İzolatörün bazı özel-
liklerinin tahkiki ve kullanılan malzemenin ka- b. Darbe testi : izolatöre pozitif ve negatif
lite kontrolüdür. Bir grup İzolatörden rastgele polariteli standart (1/50) darbe gerilimi tatbik
seçilen belli sayıda izolatör üzerinde yapüjr. Bu edilerek kuru şartlarda ölçülen darbe dayanım
gruptaki testler : ve % 50 darbe atlama gerilimleri belirtilen de-
ğerlerde olmalıdır, izolatörler bu testiler sonucu
a. Boyutların tahkiki: izolatör boyutları-
tahrib olmamalıdır. Bu testlerle İzolatörlerin ku-
nın belirli toleranslar arasında kalıp kalmadığı-
ru şartlarda atmosferik aşırı gerilimler altında
nın tahkik edilmesidir.
davranışları tesfoit edilmek istenir.
b. Sıcaklık testi: izolatör önce sıcaklık de-
c. Kuruda, şebeke frekanslı gerilim altında
ğişmesine ve ardından elektriksel zorlanmaya ta-
testler : Uygun tarzda düzenlenmiş İzolatör,
bi tutularak termik zorlanmalara karşı dayanım
standarda belirtilen gerilim altında bir dakika
derecesi tesbit edilir.
müddetle atlama yapmadan veya tahrlb olmadan
c. Mekanik veya elektro - mekanik yüklenme dayanabilmelidir. Ayrıca •% 50 atlama gerilimi
testi: Bu testin gayesi izolatörün mekanik zor- tayin edilmelidir. Bu testlerin gayesi kuru şart-
lanmalara karşı dayanma durumunu tesbit et- ılarda izolatörlerin şebekede belirecek dahili aşı-
mektir. rı gerilimler altında dayanım dereceleri tesbit
olmaktadır.
d. Aşırı gerilim testi : Bu test yağ v.s. gibi
yalıtkan bir ortam içindeki İzolatöre şebeke fre- d. Yaşta, şebeke frekanslı gerilim altında
kanslı gerilimin, sıfırdan standartla belirtilen de- testler : Bu testlerin gayesi, izolatörün kirli şart-
ğere süratle yükseltilerek, tatbik edilmesi ha- larda davranışını tesbit olıup, eaas konumuzu teş-
linde delinme olup olmadığını tesbit eder. Test kil ettiğinden aşağıda etraflıca incelenmiştir.
standart darbe gerilimi altında da ayrıca yapı-
labilir.
3. İZOLATÖR ARIZALARI
e. Gözeneklilik (porözlte) testi: Porselen
izolatörlerde kısa devreye yol açan arızalar
izolatörün imalât kalitesini tesblte yarayan bu
başkca üç nedenle meydana gelmektedir.
testle kırılmış bir İzolatörün porselen tabakası-
na, boyamışı bir sıvının nüfuz edebilme derecesi a. izolatörün delinmesi : izolatör elektrik,
İle tayin edilir. mekanik ve termik zorlanmalar sonucu normal
fonksiyonunu yapamaz hale gelebilir. Dielektrik
f. Termik şok testi: Cam İzolatörler için
delinme olarak bilinen bu tür arıza daha çok ima-
bahis konusu olan testte İzolatör belirli sıcaklık
lât hatası ile ilgili olup seyrek meydana gelir.
değişmelerine maruz bırakılarak çatlayıp çatla-
madığı tesfbit edilir. b. Aşırı gerilim atlamaları: Yıldırım ve di-
ğer nedenlerle oluşan aşırı gerilimler İzolatör-
g. Galvanizleme niteliği testi: izolatörün
lerde atlamalar yaparlar. Bu tür arızalar alçak
galvanizi erimiş metal kısmının galvanizlenme ka-
ve orta gerilim sistemlerinde önemli olup, geri-
litesini tesbit etmeye yarıyan bu testle, metal kı-
lim, dolayısıyla izolasyon seviyesi, arttıkça azal-
sımlar çeşitli kimyasal çözeltilerin etkisine ma-
maktadır.
ruz bırakılarak incelenir.
o. Kirlenme atlaması: Bir izolatörde kir-
2.2. Sıra (matine) testleri : lenme atlamasının meydana gelişi 1. kısımda kı-
saca anlatılmıştır. Kirltenme atlamaları, aşırı ge-
Bu grup testlerin gayesi kusurlu İmal edil- rilim atlamalarının tersine, gerilim arttıkça önem
miş izolatörlerin tesbiti olup, her izolatör üzerin- kazanmaktadır. Bu tür arızalar bilhassa endüst-
de yapılır. Porselen ve cam izolatörler, standart- riyel ve sahil bölgelerindeki yüksek gerilim izola-
la tarif edilen elektriksel ve termik nitelikli test- törlerinde sık sık görülmektedir. Enerji nakil ge-
lerle burulma testlerine tabi tutulurlar. rilimlerinin süratle yükselmesi, endüstrileşme so-
88 Elektrik Mühendisliği 183
nucu kirli bölgelerin çoğalması ve sahil bölgeler- olarak kaydedilmekte ve uzun zamandan beri
de santral ve enerji nakil sistemlerinin yapılması kullanılagelmektedir. Teste tabi tutulacak izola-
nedenleriyle izolatörlerde kirlenme atlamasj cid- törler önce yıkanır, kurulanır ve standartların
di bir problem olarak belirmektedir [1]. koyduğu kayıtlar dahilinde servis şartlarına en
Bu durum karşısında bir yandan arızaları ön- uygun tarzda düzenlenir. Bu şekilde düzenlenen
leyici geçici tedbirler (izalatorleri yıkama, izo- izolatöre homojen tarzda ince yağmur püskürtü-
latör yüzeylerini gres cinsinden maddelerle kap- lür. Düşey zincir halinde püskürtme 45° lik açı
lama v.s.) aJırırken, diğer taraftan kirli şartlar- altında, yatay zincir halinde püskürtme düşey
da daha iyi davranış gösterecek İzolatörlerin ya- doğrultuda yapılır (Şekil la, b).
pımına çalışılmaktadır [5]. İzolatör imalinde is-
tenen mekanik ve termik özelliklerin sağlanması Yağmur suyunun direncinin atlama gerilimi
zor olmamaktadır, önemli olan kir altında iyi üzerinde oldukça etkisi vardır. Kullanılan suyun
davranış sağlıyan uygun izolatör tasarımı ve se- spesifik iletkenliği, oda sıcaklığında 10000 ft/cm
çüen tasarımın bu durumunun önceden teabit ip % 10 ve yağmur düşme oranı dakikada 3 mm
edilmesidir. Bu tesbit, kolay ve pratik olarak, :+: % 10 olmalıdır. Düşme oranının ölçmesi için
bu nedenle, seçilen laboratuvar testinin pratik Standard meteorolojik kaplar kullanılabilir, izo-
şartları mümkün olduğu kadar ve en iyi şekilde latör zinciri uzunsa ölçmenin uç bölgelerinde ve
laboratuvar testleri yardımı ile olmaktadır. Bunu birçok noktalarda yapılması ve bulunan değer-
temsil edebilmesi şarttır. lerin % 25vden fazla farklı olmaması gerekir.
Bu şartlar altında izolatöre standardla belirtilen
yaşta test geriliminin önce 2 dakika süre ile ya-
4. KİR ALTINDA YÜKSEK GERİLİM İZO-
rısı, müteakiben 10 saniye içinde tam değere yük-
LATÖR TEST METODLARI
soltiten. test gerilimi bir dakika süre ile tatbik edi-
Kirli şartlar altında izolatör davranışını en lir. İzolatör bu test altında delinmemeli ve at-
iyi şekilde ölçmeyi sağlıyacak çeşitli test metod- lama olmamalıdır. Bu testten sonra izolatöre,
larının geliştirilmesine çeşitli ülkelerde yıllardan 1 dakikalık yaşta test geriliminin % 75 değerin-
beri çalışılmaktadır. Kullanılmakta olan izolatör de bir gerilimden başlayarak kademe kademe
kirli test metodları «sun'i» ve «tabii» olarak iki- artırılan gerilim allama oluncaya kadar tatbik
ye ayrılabilir. edilir. Gerilimin tatbik süresi 5 saniyeden az ol-
mamalı ve test 10 defa tekarlanarak ortalama
4.1. Sun'i kir kaplama test metodları : yaşta atlama gerilimi hesaplanmalıdır.
Laboratuvar testileri olarak da bilinen bu test-
Atlama gerilimi ve deşarjın yüzey boyunca
lerin başlıca faydaları ucuz, çabuk ve tekrarlana-
gelişmesi, yağmurun şiddetine, iletkenliğine ve
bilir olmaları ve tenkid edilen tarafları ise servis
izolatörün boyut ve konumuna bağlıdır [6]. Dü-
şartlarının laboratuvarda temsil edilemeyişi,
şey zincirde şemsiyeden akan su iplikçileri nede-
test geriliminin bazı hallerde servis geriliminden
niyle deşarj BB' yolunu takip edebilir, yağmur
farklı olması hususlarıdır. \ Suni test metodla-
suyu iletkenliği artınca deşarj ABC boyunca ya-
rının başlıcalan aşağıda incelenmiştir.
yılmaya meyleder (Şekil la).
4.11. Yağmur testi:
Aynı izolatör zinciri yatay konumda teste ta-
Yaşta atlama deneyi olarak da bilinen bu test bi tutulursa farklı davranış gösterir. Bu hale izo-
hemen hemen bütün standartlarda mecburi test latörün şemsiye altındaki kısımları düşey konuma
S
u
(a) (b)
Şekil 1. Yağrnur altında izolatör testi
Elektrik Mühendisliği 185 89
.nazaran daha kolaylıkla ıslanır ve deşarj ABC düşük spesifik iletkenliği haiz (50O ^S/cm'den
yolunu takibe meyleder. Yağmur iplikçikleri etek- az) su ile iyice çalkalanır. Temizlenmiş İzolatör
ler arasını birleştireceğinden deşarj şemsiye al- önce 60 - 80°Cye kadar ısıtılır. Yukarıda belirtil-
tındaki oyuklardan çok, etekler arasında hava- diği tarzda hazırlanmış sun'i kir gayet ince (ato-
dan su iplikçiklerini takip eder (Şekil lb). mize) hale getirici püskürtücülerle ısıtılmış İzo-
latör yüzeyinde homojen halde püskürtülür. Yü-
Yukarıda detaylı olarak açıklanan yağmur
zey sıcak olduğundan püskürtülen suni kir kısa
deneyi ile izolatörün kiril şartlar altında davranı-
zamanda kuruyarak izolatör yüzeyini kuru bir
şı ölçülmek istenir. Ancak yağmur testi pratik-
tabaka halinde kaplar. Kir tabakasının kalınlığı
teki şartları yeterince temsil edemez. Servis şart-
kolayca ayarlanabilir. Homojen bir kir kaplama
larındakl bir izolatör yüzeyinde biriken kir ta-
temini için izolatörün simetri ekseni boyunca
bakasının dağılım ve karakteristikleri, yağmur
döndürülmesi tavsiye edilir. Kuru kir tabakası
altında izolatör yüzeyinde oluşan iletken elektro-
ile kaplanmış izolatörün ıslatılması ve deneyin
litik tabakanın dağılımı ve özelliklerinden çok
bundan sonraki safhası, SSW ve SfH metodla-
farklıdır. Devamlı izolatör yüzeyinde açığa çıtan
rında farkla şekilde yapılmaktadır.
ısıyı uzaklaştırarak ıslak (iletken) tabakayı ye-
nilerken, pratikte kirli izolatör yüzeyi boyunca SSW metodunda kuru kir tabakası ile kaplan-
kaçak akımlar nedeniyle açığa çıkan enerji, kir mış izolatör önce soğuk bir odaya ve arkasından
tabakasında birikir ve değişmelere yol açar. Bun- yüksek sıcaklıkta ve nemli bir odaya alınarak
lardan başka yağmur altında başarılı davranış «kondanse» suretiyle kir tabakası nemlendirilir.
gösteren bir çok izolatör tiplerinin işletme şart- Kir tabakasının İletkenliği artarak bir doyma
larında tamamen ters sonuç gösterdiği tesbit İletkenliğine erişir. Kir tabakası iletkenliği alçak
edilmiş bulunmaktadır. Bu nedenlerle şebeke fre- gerilim altında ölçülerek doyma İletkenliği, G
kansında yaşta atlama testinden vazgeçilmesi ve tesbit edilir. Doyma iletkenliğine erişme süresoi
standardlardan çıkarılması fikri gittikçe yaygın- 15 dakikadan az olmamalıdır. Kir tabakasının ısı-
laşmaktadır [7, 8, 9, 10, 11]. tılması buharla veya su püskürtülerek de yapı-
labilir.
4.1.2. Kizelgur ve metilen testleri :
Doyma iletkenliğine varıldıktan sonra dayan-
Kirlenme atlamalarının ciddi bir işletme prob- ma gerilimine yakın değerde şebeke frekanslı
lemi olarak belirmesi ve yağmur testinin tat- sinusoidal bir gerilim izolatöre aniden tatbik edi-
minkâr sonuç vermemesi kargısında araştırıcılar lir. SfH metodunda ise nominal gerilim nemlen-
daha uygun test metodlarının geliştirilmesine ça- direne başlamadan veya nemlendirme sırasında
lışmışlardır. Bu maksatla kurulan test merkez- tatbik edilir. Test geriliminde düşme beher am-
lerinde yapılan araştırmalar sonucu yeni bir çok per yük akımı başına % 4'den fazla olmamalıdır.
metodlar ortaya ç'kmıştır Bunlar arasında en Test gerilim kaynağının kısa devre akımının de-
çok ilgi toplıyan, Almanya'da geliştirilen «Kizel- ğert önemli olup standardla belirtilen değerden
gur» ve «Metilen» metodları aşağıda incelenmiş- (genellikle 10-20 A) az olmamalıdır. Deney sü-
tir. Her İki metodun ortak tarafı izolatörün suni resince test gerilimi ve akım, kaydedicilerle (os-
kirle homojen olarak kaplanmasıdır. iloskop, v.s.) kaydedilmelidir. Bu tarzda, ve-
rilen bir doyma iletkenliği İçin dayanım gerilim',
•rKlzelgur deneyi» diye bilinen bu testin gaye-
(atlama yapmayan maksimum gerilim) teabit ed<.
si, endüstriyel tür kir altında çalışan hat ve ci-
lir. Hazırlanmış bir izolatör üzerindeki kir taba-
haz izolatörlerinin davranışların* tesbit etmek-
kası yenilenmeden, ıslatma yenilenerek deney en
tir. Kizelgur deneyinin iki çeşidi Almanya'da
fazla dört defa tekrarlanabilir. 4 defa da atlama
Studiengesellsohaft für Höchstspannungsanlagen
olmazsa izolatör temizlenir ve yeniden kir taba
(SfH) ve Siemens Sohuckert Werke (SSW) ta-
kası ile kaplanır. Deney, farklı doyma iletkenlik-
rafından geliştirilmiştir. Kizel'gur testi 1963'den
leri için tekrarlanır. Deney sonuçlan dayanım
beri Almanya'da standard test olarak kabul edil-
gerilimi (V, kV - effektif), yüzeysel iletkenlik
miş ve alman normlarına (BDE 0448/1 - 63) alın- s
er,- /I.S) eğrisi şeklinde gösterilir. Yüzeysel ilet-
mıştır [11, 12, 13, 14, 15].
kenlik a,' doyma iletkenliği G ve izolatörün
Q
Kullanılan suni kir 10 birim damıtık su, 1 bi- form faktörü F yardımı ile hesaplanır.
rim kizelgur ve 0,1 birim dekstrin karışımıdır. <v = <VP
Dekstrin çözeltiye yapışkanlık özelliği verir. Ar-
Form faktörü F, izolatör boyutlarına bağlı, aşa-
zulanan spesifik iletkenlik, karışıma yeterli mik-
ğıdaki formül yardımı ile grafik veya nümerik
tarda sofra tuzu katılarak sağlanır. 1000 gram
usullerle bulunur.
damıtık su başına 1-35 gram tuz katılması ha-
linde elde edilecek spesifik iletkenlikler yakla- L
şık olarak 1900 - 40000 ^S/cm olur.
İzolatör önce gres cinsinden yapışkan kirleri "-
giderici bir çözücü ile İyice temizlendikten sonra
80 Elektrik Mühendisliği İRS
Bu bağıntıda L: toplam sızma boyunu.dl: sız- kadar ıslatıcı bir madde (Photo-Flo-600>- karı-
ma yüzeyi boyunca uzunluk elemanını, D : dPye şımı kullanılmaktadır, izolatör alçak basınçlı
tekabül eden İzolatör çapmı göstermektedir. V püskürtücülerle bu tür suni kirle kolayca kapla-
s
(oy) eğrisi, verilen bir kirlenme derecesi için izo- nabllmektedir. Test ger; İlmi kirlendirmeyi müke-
latörde atlama yapan ve yapmayan gerilim sını- akip 3-5 dakika içinde tatbik edilmelidir [17,
rını gösterir. 18].
AEG tarafından geliştirilen ve «Metilen Me Almanya'da yapılan çalışmaUrda çeşitli tip
todu» denen bir metodda suni kir 1 litre damıto"< izolatörlerin V (<j,« ) grafikleri hazırlanmig
s
suya, 30 gram metil selüloz, 25 gramı tebeşir to- bulunuyor. Bir bölgede kullanılacak izolatörün
zu katılarak yapılır [16]. Karışım iki gün bek- seçiminde, önce bu bölgede yapılan ölçmelerle
letilmelidir. Tebeşir tozu, solüsyona renk vermek kirlenme derecesi (kir yüzeysel iletkenliği , )
a>
ve tuz İletkenlik sağlamak içindir, izolatör bu tesbit edildikten sonra V (a,- ) grafikleri yar-
s
kirle daldırma veya püskürme ile homojen ola- dımıyla dayansm gerilimleri bulunarak izolatör
rak kaplanmaktadır. îstenen kir iletkenliği, ta- seçimi yapılmaktadır.
baka kalınlığı ve tuz miktarı değiştirilerek ko-
layca sağlanmaktadır. Kizelgur metodunda ol-
4.1.3. Tuzlu sis testi :
duğu gibi izolatör soğutma-ısıtma ameliyesine,
tabi tutmaksızm seçilen deney gerilimi izolatöre Kizelgur veya diğer suni kir kaplama me-
iletkenlik ölçüldükten sonra tatbik edilir ve ben- todlan endüstriyel bölgelerde kullanılacak izo-
zer tarzda dayanım gerilimi tayin edilir. Gerili- latörlerin davranışlarım yeterli sayılabilecek
min tatbikinden sonra en az 5 dakika beklenmeli şekilde tesbit edebildikleri halde, tuzlu deniz
ve her gerilim tatbikinden sonra İzolatör temiz- alsi etkisinde kalan sahil bölgelerde , kullanıla-
lenerek yeniden kirle kaplanmalıdır. Her iki cak izolatörlerin davranışlarını tatminkâr ola-
metodla bulunan sonuçlar arasında uygunluk rak tesbit edememektedirler. Sahil bölgelerde
sağlanmaktadır (Şekil 2). Metilen metodunun atlamaya yol açan kirlenme durumu endüstri-
yel ıbölgelerden farklı olanaktadır. Endüstriyel
bölgelerde izolatör yüzeyine biriken kir bileşimi
v çok çeşitlidir. Sahil bölgelerdeki kir bileşimi ise
s
(kV) genellikle tuzdan ibarettir. Temiz bir izolatör
200 sis veya bir fırtına anında denizden esen rüzga-
HHzelour rın etkisi ile iletken tuz çözeltisi ile kaplana-
— _ Metilen rak atlama yapabilir. Bu tür atlamaları labora-
150 tuvarda en iyi şekilde temsil etmek üzere tuzlu
sis testi geliştirilmiştir [10, 19, 20, 21]. .c
•V Tuzlu sis testi ilk defa İngiltere Elektrik
100
İdaresi Araştırma Laboratuvarlannda (CERL)
yapılan çalışmalarla geliştirildi ve 1964 yılında
^ — -. açıklandı. Test sonuçlarının uygunluğu karşı-
50 ı ı sında 1965 yılında İngiliz (CEGB), Franjsız
r
o ıo 20 30 40 C^( (EdF) ve İtaüyan (ENEL) MJUi Elektrik Ku-
rumları arasında resmi işbirliği yapılarak me-
Şekü 2. 1 VKL İzolatörünün kizelgur ve meti-
todun geliştirilmesine çalışıldı. •
len metodlan ite bulunan dayanım gerilimi
iletkenlik eğıüeri.
Bu testte, temizlenmiş izolatörler, .sis oda-
sında servis gartlanndaki konumlarına "en. uy-
Kizelgur metoduna göre üstünlüğü soğutma ve gun tarzda düzenlenir. (Şekil 3) bir sis odasında
ısıtmayj gerektirmediğinden daha az ekipmanla, izolatör test düzenini temsil etmektedir. • Sis
daha çabuk ve kolay şekilde sonuç vermesidir.
odası tuzluluk derecesi bilinen sisle "- dolduru-
Ayrıca, kirin izolatöre tatbiki ve temizlenmesi
lur. Teste tabi tutulan izolatörün yüzeysel ilet-
çok daha kolay olmakta ve püskürtülme sırasın-
kenliği kullanılan tuz çözeltisinin tuzluluk de-
da püskürtücülerde bir tıkanıklık olmamakta-
recesi ile kabaca orantılı olur. Şekil 4'te tuz çö-
dır. (Metilen metodunda izolatör kirle kaplan-
zeltisinin 20°C'de spçaifik iletkenliğinin • tuzlu-
dıktan sonra bekletilmeden teste tabi tutul-
luk derecesi (birim hacminde tuz miktarı) ile
maktadır. Kuruma halinde kir tabakasınla hig-
değişimi çizilmiştir. Bu eğri yardımj ile istenen
roskopik olmayışı nedeniyle tekrar ıslatılması
iletkenlikteki çözelti kolayca hazırlanabilir [22].
zor olmaktadır.
Test servis gerilimi altında yapılır. Deney bir
En son olarak geliştirilen diğer bir metodda saat sürer. Bu süre İçinde atlama, yapmayan
ise, sun'l kir olarak 1 litre damıtık suya katılmış maksimum tuzluluk derecesine «dayanımı tuz-
20 gram sillka parçacıMan (cab-o-sil) ve 1 gram luluk derecesi» denir, ve bu izolatör davranışı
Elektrik Mühendisliği 185
4.2: . Tabii testler : - ., - >. :
^ cözeltiV^havâ
- 'Suni testler, kolay ve çabuk sonuç vermele*
1 % — •
rirıe' karşılık servis .şartlarını laboratuvarda ye-
gezer vihc. -«jsl
terince temsil edememekle tenkid edilirler. Suni
testler altında başarılı davranışı teıibit edilen
.sızma 'v.B .'..' bir izolatör hakkımda son karar servis şartlan
J?bkım . I/
altında işleyişine bakılarak verilir. Bu halde
esas kriter İzolatörün belli bir sürede yapacağı
atlama sayısıdır.
„" fzolatörün bir bölgedeki davranışını direkt
[•M test HBBİ •* olarak ölçmek ve daha emin bir sonuca varmak
L" (ZotatöriiBS M
için "tabii test metodlan geliştirilmiştir. Tabii
testler suni testlerin geçerliliğini tesbit bakı-
mından da gereklidir. "Bu maksatla mnüıtelif
sis yapıcılar ^ 3® ,^-*"V -sfs ülkelerde yıllardan' beri faaliyette bulunan test
>/^ ^ı ydpıcılar
merkezleri kurulmuştur. Bunlar içinde' en
"önemlileri İngiltere'deki Croydon ve Brighton
yükse».
geriitm V ile Almanya'daki Friesenheimer Insel ve Ickern
test merkezleridir. Tabii testlerin başlıca fay-
dası izolatör davranışının işletme şartlan altın-
Şekil 3. Bir sis odasında İzolatör test düzeni
da ve 'daha doğru olarak tesbitine imkân ver-
mesi, mahzurları ise testin pahalı oluşu, uzun
sürmesi, deney şartlarının tekrarlanamamasl
-| - ve varılan sonuçların • farklı atmosferik ve kir-
fâoo lenme şartlarını haiz başka bir bölgeye tatbik
edilemeyişidir. ~
k Otuz yıla askın bir zamandan beri İngiltere1
enli de kullanılan tabii test 1 metodunda, davranışı
k
et ölçülmek istenen izolatörler, seçilen bir bölgede,
il İşletme gerilimi altında tecrübe veya gerçek
1 enerji nakil hatları üzerinde incelenmeye tabii
tutulmaktadır. Belirli bir süre içinde meydana
•g'00 / '" -' gelen atlama sayısı izolatörün iyilik derecesini
tayinde esas kriter olarak alınmaktadır. Ayrıca
0
°o / meteorolojik durum, genliği belli değerleri aşan
İM (25, 50 ve 150 mA) kaçak akım • sayılan kay-
- . . '. " ._
dedilir. Kaçak akım sayıları izolatör davranışını
0 .100 200 ölçmede yeterli bir kriter olmaktan ziyade, izo-
1 > ^ ^ — ^.. _ 1 / 1 M _ t J \ latörün kirlenme derecesini tayinde faydalı ol-
maktadır. Bunlara İlaveten; korana kayıplari,
Şekil 4. Toz çözeltisi İletkenliğinin tuzluluk
derecesi |Ue değişim*. . kaçak akımların dalga şekli ve faz açısı, izola-
;
tör boyunca potansiyel dağılımı radyo ve
için bir kriter olarak alınır. Bu test yardımı lîe televizyon interferens (parazit) seviyeleri gibi
İzolatörler birbirleri ile mukayese edilebilir ve faydalı ölçmeler yapılabilir [24].
iyilik derecelerine göre sınıflandırılabilirler^ Almanya'da LrUdKvigshafen a.R-. yakınındaki
, Kizelgur metodu ve. tuzlu ata metodu1 en çok tnsel test merkezinde izolatörlerin ağır endüs-
İlgi çeken iki suni test metodudur. İngiliz Elek- • triyel kir -ve sds altında davranışları incelenmek-
trik Kurumu tuzlu sia testinin yağmur testi yeri- tedir. - Burada kullanılan test metodu f arklıldur.
ne Standard test olarak kabulü için gerekil spe- Belirli bir sürede daha fazla sayıda atlama
sliikasyonu hazırlayarak İngiliz Standardlar olmasını sağlamak için test gerilimi normal
Enstitüsünün kabulüne sunmugtur [23]. Diğer servis geriliminden daha yüksek seçilmektedir.
ülkelerde de aynı arzu ve benzer hazırlıklar gö- Mesela 110 kVluk izolatör 125 kVda'. denen-
rülmektedir. İtalyan, Fransız ve İngiliz araş- mektedir. Test geriliimlnin işletme geriliminden
tırıcıları bir spfesifikasyon hazırlayarak CIGRE farklı olması atlama sayılarını etkilemekle be
izolatör komitesine aunmuglardir [20]. Tuzlu raber, izolatörlerin istatistik! değerlendirilmesi
Bis testinin milletlerarası Standard test olarak ve birbirleri ile mukayesesi bakımından mahzur
kabul edilmesi kuvvetle muhtemel görülmekte- teşkil etmez. Değerlendirme kriteri, bir izola-
dir. Bu nedenle ve konu ile ilgileneceklerin ya- tördeki atlama sayısının bütün izolatörlerdekl
rarlanmaları yönünden •• bahis ' konusu 'sp'esifl- toplam atlama sayısına bölünmesi İle hesaplan-
kasyonun tercümesi ekte. veriimiştir. _ maktadır.
Elektrik Mühendisliği 185
Reverey ve Verma tarafından geliştirilen bu
metodda, izolatörler Şekil 5'de görüldüğü tarz-
da düzenlenmektedirler [25]. Herhangi bir test
izolatöründe atlama olması halinde ilgili sigor-
ta atarak askı izolatörü seri devreye sokulmak-
ta ve zincir boyu % 30 kadar arttırılmaktadır
Atlamayı takiben gerilim otomatik olarak 3 da-
kika süre Ue kesilir ve bu süre içinde izolatör
dirençleri ölçülür. Her atlama ve atlama zama-
nı kaydedicilerle kaydedilir. 3 dakika sonra ge-
rilim 45 kV'tan başlıyarak 125 kVa kadar oto-
matik olarak arttırtfır. Atlamanın meydana gel-
diği izolatör boyu % 30 arttırılmış olduğundan Şekil a. İDsed test merkezinde izolatör test
bu izolatörde tekrar atlama olmaz. Yanan sigor- düzeni.
talar, peryodik aralıklarla değiştirilerek atlama
yapan izolatörler tekrar deneylere dahil edilmig Şekilö geıriaük olarak benzer diğer bir test
olurlar. devresini göstermektedir. Görüldüğü gibi test
y y y y yy y / y y y y y s s y yy s y s y s s s s s s
Askı X X X X X
Ölçme dev-
izolatörü
releri
IV
Sigortalar
Şekil 6. izolatör dayanım boya teati.
6 V
izolatörü muhtelif bölümlere aynlmıg ve her Bu kriterler yönünden çeşitli suni testler ara-
bölüm sigorta ve ölçme devresi üzerinden top- sında «Kizelgur» ve tuzlu sis metodlan en uy-
raklanmıştır. 1. kısımda bir atlama olmasi ha- gun iki suni test olarak ilgi görmüş ve beynel-
linde 1 no.lu sigorta atarak test izolatörünün milel çalışmalara konu olmuştur. 5 numaralı
boyunu arttırlar. Beher atlamada İzolatör boyu CIGRE İzolatör Komitesince seçilen 6 tip izo-
artar. Bu ameliye deney şartları altında izola- latör üzerinde (Şekil 7) ingiltere ve Almanya'da
tör boyu atlama yapmayacak bir değere (daya- yapılan tabii ve suni test sonuçları Tablo l'de
nım boyu) erişinceye kadar devam eder. Bu verilmiştir. Görüldüğü gibi tuzlu sis ve kizelgur
metod, verilen şartlarda atlama yapmıyan mi- test sonuçlan tabii test sonuçlarına oldukça uy-
nimum izolatör boyunu tesblte yarar [26]. maktadır [11, 13].
Hebert ve Çausse tabii şartlar altında ve ser-
vis geriliminde tutulan izolatörlerin gerilimle- 5.2. KizeJgur ve tuzlu sis test nıetodlannm
karştlaştcnimasr •
rini atlama oluncaya kadar yavaş yavaş yük-
selterek (takriben 6 dakika) atlama gerilimini
Her iki metod İzolatörlerin atlama petforman-
Çayin ediyorjar [27, 28]. Şekilde izolatörlerin
sını farklı yaklaşımlarla ölçmeğe çalışmaktadır.
birbirleri ile karşılaştırılması yapiimaktadır.' Bu
metod orta gerillan "için geçerli olabilir? Meto- Tuzlu sis metodunda temiz haldeki izolatör
dun başlıca mahzurları sık sık tekrarlanan at- sisli ortamda şekil ve profiline bağlı olarak ıslak
lama nedeniyle kir tabakasının bozulması ve kirle kaplanmaktadır. Bu nedenle, farklı şekil
sürekli olarak ayarlanabilir bir gerilim kayna- profilli izolatörlerin kirlenme durumlan birbirle-
ğını gerektirmesidir, ' , riyle karşılaştmlabllir. Ancak izolatör yüzeyin-
de kir birikimi pratikte olduğu gibi oluşmaz. Sis
Templaar benzer bir usul, kullanmaktadır
su damlacıkları halinde yüzeyde birikir ve akar.
[29]. 100 kV servis ' gerilimi altında bulunan
Yüzeyde katı kirler olmadığından pratikteki gibi
izolatörlerin gerilimi her 10 dakikada bir ka-
kalın ve yaygın bir ıslak kir tabakası teşekkül
deme kademe 165 kVa kadar yükseltilirken, sız-
etmez. Kizelgur metodunda ise izolatör suni ola-
ma akımı ve atlama sayıları tesbit edilmek-
rak ve homojen tarzda önceden kirle kaplanıp
tedir. Bu metodun gayesi, bir faz toprak atıza-
sonra ıslatüdığından, şekil ve profilin kirlenme,
eı halinde izolatörlerin davranışım ölçmektir.
dolayısıyla atlama üzerine tesiri ile servis şart-
Yukarıda izah edilen testler dışında teklif lan yeterince temsil edilemez.
edilmiş başka test metodlan bilinmekle beraber
Tuzlu sis metodu izolatörleri davranışlarına
bunlar pek ilgi görmemişlerdir [30]. Pek tu-
göre derecelendirirken, Kizelgur metodu dayanım
tunmıyan bu metodda izolatörler, servis şart-
gerilimini kirlenme derecesinin (yüzeysel kir
ları altında kirlendirildikten sonra laboratu-
iletkenliğinin) fonksiyonu olarak eğri şeklinde
vara nakledilerek nemlendirilip test» tabi tutul-
verir. Birinci metod sahil, ikinci metod ise en-
maktadır. Tabii ve suni metodun bir kombinas-
düstriyel bölgelerde kullanılacak izolatörlerin se-
yonu olan bu metodla izolatör yüzeyindeki kir
çiminde kullanılmaktadır. Ancak, bir bölgenin kir-
tabakasının servis şartlan altındaki gibi olug-
lenane derecesi çok çeşitli faktörlere bağlı oldu-
ması sağlanır. Ancak bu metod zaman ateı ve
ğundan kesinlikle ölçülemez. Gözönüne alman bir
pratik değildir.
bölgede kullanılacak, izolatörlerin seçimi için test-
lerde dikkate alınacak kirlenme derecesi ne ol-
5. SUNt KÎE KAPLAMA TEST METODLA- malıdır? Tablo 2 bu konuda yaklaşık bir fikir
KININ DEĞERLENDİRİLMESİ : vermektedir [32].
6.1. Değerlendirme kriterleri : Ekonomik yönden her iki metod fazla farklı-
İzolatörlerin kirlenme atlaması davranışını lık azetmemektedir [32]. Tablo 3 her türlü testi
ölçmeye yarıyan hJerhangi bir suni kir kaplama yapabilecek kapasitede tuzlu sis ve Kizelgur test
test metodu aşağıdaki kriterlerle değerlendirile- tesislerinin tesis ve işletme yönlerinden yakla-
bilir: şık ekonomik karşılagtmlmalannı göstermekte-
dir. Bina ve gerilim kaynağı toplam yatırımın
1. Çabuk sonuç vermeli ve kolay olmalıda1. 3/4 kadarını teşkil etmektedir. Tablo 3'de veri-
2. Tabii şartlan taboratuvarda en iyi şekil- len rakamlar yaklaşık değerler olmakla beraber
de temsil edebilmelidir. , tekabül eden değerler arasındaki oranlar gerçe-
3. Tekrarlanabilir sonuçlar vermelidir. Baş- ğe oldukça uymaktadır.
ka laboratuvarlarda da aynı sonuçlar bulunabil- Tabii ve suni testler zaman alıcı, masraflı ve
melldir. oldukça pahalı tesisleri gerektirmektedir. Bu ne-
4. Test sonuçları oldukça değişik kirli şart- denle, bir izolatörün kirlenme atlaması' davranı-
larda geçerli ve tabii teat sonuçlarına uygun ol- şını analitik mietodla ölçme fikri ortaya atılmıştır.
malıdır. Analitik usulde kirli izolatör yüzeyinde tutu-
Elektrik Mühendisliği IV
mm.
Ul-CT ELCER1001
1270
mm.
mm
II-CT BM 247M
130mm.
150mm. 155mm.
mm.
1-BULLERS T 9336 IV V
NVKL * SVKL
75/22 75/22u
Şekil 7. Cigire izolatörleri.
Tablo 1.
Tabii ve suni testlere tabi tutulan CIGRE izolatörlerinin gösterdikleri davranışa göre iyilik dereceleri :
tzalatör Almanya tn gl1 ter e
Sızma TabH Test
YüksekBk Suni Test Tabii Test * Suni Test
Tip No Marka Boyu (Brighton Test
(Kizelgur) (Ickren Test Mer.)
(mm)
- ı
I 9 Bullers 3760 1260 1 1 1 1
T 9336
n 8CTBM 2810 1360 2 2 2 2 2
247 M
m 10 CT
Elcer 1001 2560 1300 4 4 3 3 3
IV t NVKL 2770 1270 3 3 4 4/5 5
76/27
V 1 SVKL 2950 1270 5 6 6 4/5 4
75/22u
•s %
VI 1 KVL 1850 1270 6 5 5 6 6
?~
.75/14
• îkl test serisi
Elektrik Mühendisliği 185 30
Tablo 2.
İzolatörün ku3anilacaği bölgeye göre servis gerilimi altında teşt için seçilecek
minimum kirlenme dereceleri ,.
v
TıızUı sis testi minimum dayanım
minimum dayanım
Kir kaplama testi
tuzluluk derecesi
İzolatörün Kullanılacağı Bölge (gram/litre) kir iletkenliği
1 Ağır. K.irlı Bölge . 80 40
(Deniz sahili, kimyasal vs ağır
endüstri bölgeleri ile termik
santral civarı)
2 Orta Kırlı Bölge : 20 -20
(Orta'derecede kirli" endüstriyel
bölge) . . "
3. Hafif Kirli Bölge : 1 10
(Hafif endüstriyel vo .ziraat
bolgelerij . ,.
TABLO 3.
Tuzlu sis've suni kir kaplanla testlerinin ekonomik kaif.ıla.ştiı-ilması ($):
(
1. Tesis : Tuzlu sis Suni kir
>•
Bina ve teşt odası (ısıtma, taşma
tesisleri v.s. dahil) 55.000 50.000
50 Hz test gerilim kaynağı 95.000 110.000
ölçme araçları 13.000 13.000
Elektriksel yardımcı ve kontrol
devreleri 8000 8000
•Basınçlı hava tesis 5000 1500
- Tuz çözeltisi İçin tank ve karıştırıcı 8000
Püskürtücüler ı 8000 3500
Kir kanlama ve yıkama araçları 1 12.000
(
Toplam •192.000'
2. İşletme :
Yıllık Ibakım masrafı 5000 4000
Yılhk sarf masrafı 3000 1000
Bir izolatör için :
a) Gereken test süresi 16 saat 10 saat
b) Gereken insan sayısı 3 3
şan degarjlarjn atlama yapabilme şartları mate- rıca izolatör geliştirme ve tasarımında süratli
matiksel bağıntılar yardımı ile incelenebilmekte- bir gelişmeye yol açabilecektir. Ancak, analitik
dir. Verilen bir kirlenme derecesi için izolatörün metod üzerinde çalışmalar halen devam etmekte-
dayanım gerilimi komputer kullanılarak hesapla- dir. Bu nedenle tabii ve suni test'metodlannin
nabilmektedir. Analitik metodun sağlıyacagı en daha bir müddet kullanılmaları ve geligti.tUnıe-
önemli faydalar ucuzluk ve sürat olacak ve ay- leri gerekmektedir.
86 Elektrik Mühendisliği 183