Yüksek Gerilim Tekniğinde Genetik Algoritma Uygulamaları

Abstract

Genetik algoritma (GA) bir optimizasyon yöntemidir. Doğadaki evrim kurallarının yapay sistemlere uygulanması ile ortaya çıkan bu yöntem, rastlantısal geçiş kurallarını araç olarak kullanır. Mühendisliğin çeşitli alanlarında kullanılan bu yöntemin, yüksek gerilim tekniği uygulamaları ile henüz karşılaşılmamaktadır. Bu tezde, yüksek gerilim tekniğinde karşılaşılan birçok problem genetik algoritma yardımıyla çözülmüştür. Bu amaçla GA yöntemi tanıtılarak, tek amaç fonksiyonlu, tek değişkenli GA’ya dayanan, MS Visual Basic programlama diliyle yazılmış özgün bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılımla eş merkezli küresel ve eş eksenli silindirsel elektrot sistemlerinin maksimum ve minimum alan şiddetleri; bu elektrot sistemlerinin tasarımında delinme ve ekonomik bakımından en uygun sistemlerin yarıçapları; yalıtkan ağırlığını minimum yapan yarıçaplar ve minimum ağırlıklar; üzerinde pürüz bulunan elektrot sistemlerinde maksimum elektrik alan şiddetleri; Townsend teorisine göre minimum delinme gerilimleri, kritik basınç ve kritik elektrot açıklıkları ve salınımlı darbe akımlarının tepe değer hesapları yapılmıştır. GA ile bulunan çözümler, analitik yöntemlerle bulunanlarla karşılaştırılmış ve yüksek doğruluklu sonuçlar elde edilmiştir.

Genetic algorithm (GA) is an optimization method. This method which has been designed with simulating the natural evolutionary process in artificial systems uses random choice as a tool to guide a highly exploitative search. This method has been used in different areas of engineering, but applications of GA in high voltage techniques has not been seen in the literature yet. In this thesis, a lot of problems in high voltage technique were solved by using genetic algorithm. For this purpose, GA was introduced and a new software based on GA with single objective function and with single variable was prepared using MS Visual Basic language. By using this software, maximum and minimum electric fields of concentric spherical and coaxial electrode systems; radius of most suitable system by breakdown voltage or most suitable system by economically in the design of the cylindrical or spherical systems; minimum mass of insulating material and its radius; maximum electric fields on electrodes with protrusion; minimum breakdown voltage, critical gas pressure and critical electrode gap according to Townsend theory and peak value of the oscillating impulse current were determined. Results of the GA and solutions of analytical methods were compared and the results obtained was highly accuracy.