Zamanla Hızlı Değişen Gerilimlerde Boşalma Olaylarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, zamanla hızlı değişen (darbe) gerilimler karşısında dielektrik malzemede oluşan boşalma olayları incelenmiştir. Bu amaçla öncelikli olarak deneysel çalışmada kullanılabilecek özellikte bir darbe üreteci tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Tek katlı Marx yapısındaki üreteç çıkışında yaklaşık 50ns’de tepe değerine ulaşan ve toplamda 1μs süren, 10 kV genlik değerine ulaşabilen bir darbe gerilimi üretilmiştir. Daha sonra, FR4 dielektrik malzemeden yapılmış elektronik devre kartı üzerine, elektronik devrelerde sıkça rastlanan yedi farklı geometride akım yolu hazırlanmış, yapılan üreteç ile çeşitli genliklerde darbe gerilimleri uygulanmıştır. Akım yolu iletkenlerinde meydana gelen boşalmalar gerilim genliği, boşalma noktası ve boşalma sayısı bakımından incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışma “sonlu elemanlar yöntemi” kullanılarak sayısal analiz ile desteklenmiştir. Yapılan deneysel çalışmanın elektromanyetik girişim etkisi (EMI) ölçülmeye çalışılmıştır.

In this study flashover characteristics of a dielectric material under fast transient (pulse) voltages is observed. First of all, an impulse generator with suitable properties for the test is designed and constructed. The generator has an output pulse voltage upto 10 kV, with a risetime of 50 ns and total duration of 1 μs. An electronic circuit board of FR4 is prepared with most widely used seven different current way geometries on it. Pulses of different voltage level are applied on the board prepared. The flashover on the current way conductors is observed, and voltage level, flashover point and flashover amount characteristics are evaluated. The test performed is supported by numerical analysis using finite elements method. EMI of the test setup is studied.