Elektriksel kısmi boşalmaların bilgisayar destekli ölçülmesi

Abstract

İki elektrot arasında bulunan bir yalıtkanın yanlızca bir bölümünde olan ve elektrotları köprülemeyen yerel elektriksel boşalmalara kısmi boşalmalar denir. Kısmi boşalmalar enerji sistemlerinde kullanılan yalıtkanların ömrüne etki eden en önemli olaylardan biridir. Elektriksel kısmi boşalma deneyleri kısmi boşalma varlığının belirlenmesi, ölçülmesi, yerinin bulunması ve zarar ya da tehlikelerinin anlaşılmasının sağlayan yüksek gerilim deneyleridir. Bu tez çalışmasında kısmi boşalmalar hakkında genel bir bilgi verilmiş, daha sonra kısmi boşalmaların oluşumu, ilgili büyüklükleri ve ölçülmesi anlatılmıştır. Kısmi boşalma ölçümünde kullanılan ve elektriksel veya elektriksel olmayan bir çok yöntem vardır. Bu ölçmeler, geliştirilmiş değişik bir çok analog ve dijital ölçme sistemi ile yapılmaktadır. Bu tezde yeni bir dijital ölçme sistemi oluşturmak amacıyla kısmi boşalma büyüklüklerini ölçmek ve hesaplamak için MS Visual Basic 5.0 görsel programlama dilinde, çalışmada KBAS (Kısmi Boşalma Analiz Sistemi) adı verilen bir program yazılmıştır. Elektriksel ölçme devresinden HP54600B marka osiloskoba alman veriler RS232 seri veri kablosu ve HP ara birim kartı üzerinden bilgisayara aktarılarak, bu program yardımı ile kısmi boşalma büyüklükleri bulunabilmektedir. Geliştirilen program ile osiloskobun istenilen kanalından, istenilen sayıda veriyi, bilgisayarın istenilen bağlantı noktası yardımı ile alıp işlemek mümkündür. Ayrıca bilgisayarların olanaklarından yararlanarak bu veriler saklanabilmekte ve yazdınlabilmektedir. Programın çalışmasını sınamak için, ölçme düzeneği olarak, kısmi boşalma ölçümüne tabi tutulacak yalıtkan ile ölçme empedansının seri olarak bağlandığı direkt ölçme devresi tercih edilmiş ve kısmi boşalma kaynağı olarak ta sivri ucu 0. 1 mm yançaplı bir sivri uç-yarıküre elektrot sistemi kullanılmıştır. Bu sistemle yapılan yüksek gerilim deneylerinde kısmi boşalma büyüklükleri ölçülmüş, kaydedilmiş ve standartlardaki değerlerle karşılaştmlmıştır. Sonuç olarak kullanımı kolay, doğruluğu yüksek, hızlı ve bilgisayar destekli bir kısmi boşalma ölçme sistemi geliştirilmiş ve gelecek çalışmalara altyapı sağlanmıştır.

Electrical discharges that do not completely bridge the electrodes are called partial discharges. Partial discharges are one of the most effective factors that effects the lifetime of the insulation materials that are used in energy systems. Electrical partial discharge tests are high voltage tests, that help to detection, measurement, location, harm and dangers of partial discharges. In this thesis, a general overview of partial discharges has been introduced; its evolution, parameters and measurement has been discussed. There are many electrical and non-electrical methods to measure partial discharges. These measurements can be done through various analog or digital measurement systems. In this thesis, a program called PDAS (Partial Discharge Analysis System) has been developed by using MS Visual Basic 5.0. This program obtained a new system to measure the magnitudes of partial discharges digitally. The way the magnitudes are measured is as follows: Data has been transferred from an electrical measurement circuit to the HP54600B type oscilloscope, then through RS232 serial cable and from an HP interface card to the computer. Finally, the program (PDAS) measured the partial discharge parameters. With the help of the developed program, it is possible to transfer as much amount of data from any channel of an oscilloscope through any serial port of the computer. Then the data can be analyzed. Of course, the computer is the best device to save and print the data, too. To test the program developed; a direct measurement circuit has been preferred, which the measurement impedance is connected with the test object serially. A point- hemisphere electrode system with a radius of 0.1 mm has been used as the source of partial discharge. The high voltage experiments that have been conducted measured the magnitudes of partial discharges. Their values has been saved and later on compared with standards. As a result, an easy-operated, fast and reliable measurement system for partial discharges has been developed; that produces highly consistent and accurate results, too.