BUTUNSiNAVLAR.COM
        Giriş     Üye OL
izolatörler, izolatör çeşitleri, izolatörlerin yapısı, izolatörler ne işe yarar, mesnet tipi izolatörler, zincir izolatörler, geçit izolatörler, izolatör seçimi, çubuk

İzolatörler

1. İZOLATÖRLER

Enerji hatları veya baraları, tespit edildikleri yerlerden toprağa karşı yalıtmak amacıyla izolatörler kullanılır. İzolatörler, yüksek gerilimle enerji iletimi yapan sistemlerde enerji iletim hatlarının yalıtımında, Y.G altındaki iletkenlerin bina içerisine girişlerde harici ve dahili baraların yalıtımlarında, akım ve gerilim transformatörleri ile parafudurlarda yalıtım elemanı olarak kullanılmaktadırlar. İzolatörler elektrik akımına karşı direnci çok büyük ve yüksek derecedeki sıcaklığa dayanıklı malzemelerden yapılır. Bu özelliklere sahip en iyi malzemeler porselen, cam, epoksi reçine ve silikondur. Epoksi reçineden ve silikondan yapılan izolatörler pahalı olduğu için, porselen ve cam izolatörler yaygın olarak kullanılmaktadır. Cam olanlar, adi camdan değil sertleştirilmiş camdan yapılırlar. Aşağıda ilk olarak porselen ve cam izolatörler dayanım bakımından ele alınacaktır.

Porselen izolatörlerin dayanımları;

1. Elektriksel Dayanımı: Ed = 60 ÷ 70 (KV) max /cm

2. Mekanik Dayanımı: Fd = 276 ÷ 550 M.N / cm2

3. Mekaniksel Gerilime Dayanımı: Fg = 10,3 ÷ 86,1 M.N /m2

dir. Bu değerler bir izolatör elemanına ait olup, yüksek işletme gerilimlerinde bir eleman yerine birden fazla elamandan oluşan zincir (seri) izolatörler kullanılır. Porselen izolatörler daha pahalı, elektriksel ve mekaniksel dayanımları daha küçük olduğu için cam izolatörler tercih edilirler.

Cam izolatörlerin dayanımları;

1. Elektriksel Dayanımı: Ed = 140 (KV) max / cm

2. Mekaniksel Dayanımı: Fd  > 550 M.N / m2

3. Mekaniksel Gerilime Dayanımı: Fg = 10 M.N / m2

dir.

Cam izolatörleri, porselen izolatörlerle karşılaştıracak olursak;

a) 
Boşluklar ve homojen olmayan yapısal durum bunlarda da görülebilir.

b) 
Aşırı voltajın sebep olduğu bir delinme söz konusu olduğunda cam izolatörler kırılır, porselen izolatörlerde çatlar. Bu nedenle cam izolatörlerde arızalar fark edilirler. Buna karşın, özellikle yüksek direklerin olduğu yerlerde çatlak porseleni bulmak zordur.

c) 
Cam izolatörlerde çevre sıcaklığındaki değişmelerin yol açtığı iç gerilmeler daha azdır.

d) 
Güneş ışığının çoğunu geçirdiği için cam izolatörler daha az ısınırlar. Bu iç ısınmalar porselen izolatörü içten genleşmeye zorlar. Dolayısıyla kırılma veya çatlama söz konusu olur. Bu özellik nedeniyle çöl gibi güneş ışınının bol ve dik olduğu yerlerde izolatör olarak cam izolatörleri tercih etmek gerekir.

1.1. İzolatörlerin Sınıflandırılması

1.1.1. Yapılarına Göre Sınıflandırma

1. Mesnet Tipi

a) Normal Tip

b) Sis Tipi

2. Askı Tipi

a) Tek Elemanlı Askı Tip

b) Çok Elemanlı Askı Tip (Zincir İzolatörler)

3. Geçit İzolatörleri (Buşingler)

a) Çubuk Tipi

b) Kapasitif Tip

izolatörler

1. Eş potansiyel çizgiler

2. Alan çizgileri

3. Porselen gövde

4. İletken

5. Porselen şapka

6. Demir pim

7. Demir konsol

Şekil 1. İki şapkalı mesnet izolatörü

izolatörler

1. Eş potansiyel çizgiler

2. Demir başlık

3. Porselen veya cam

4. Kılavuz yatak

5. Demir pim

Şekil 2. Askı tip izolatör

izolatörler

1. İletken

2. Porselen veya cam

3. Eş potansiyel çizgiler

Şekil 3. Çubuk izolatör

İzolatör dış yüzeylerinin eş potansiyel çizgi veya yüzeylerde olmasını istememizin sebebi yüzeyin iki farklı noktası arasında potansiyel farkı oluşumunu engellemektedir. Böylece yüzey akımları önlenmiş olur.

Mesnet tipi izolatörler A.G ve O.G ’de iki direk arasında gerilmeye maruz kalan iletkenin gerilme kuvvetlerini direğe aktarma amacıyla kullanılır. Gerilim yükseldikçe eleman sayısını arttırarak, izolatörleri birbirleriyle ardışık olarak bağlayıp bir zincir oluşturulur. Taşıyıcı izolatörlerde izolatör sadece iletkenin etkisinde kalır. Oysa mesnet tip olanlarında izolatörün bir ucu direğe bir ucu da iletkene bağlı olduğu için iletkenin gerilme kuvvetlerini direğe aktarır.

izolatörler

Şekil 4. Trafo binalarında izolatörler

1. Geçit izolatörleri, 2. Mesnet izolatörleri, 3. İletken

izolatörler

1. Porselen gövde

2. İletken

3. Ark boynuzu

4. Trafo kazanı

5. Trafo sargısı

Şekil 5. Trafo kazanında kapasitif geçit izolatörü (buşing)

1.1.1.1. Mesnet İzolatörleri

Mesnet izolatörleri topraktan veya gerilim altında bulunan başka bir bölümden yalıtılmış olan gerilimli bir bölümün rijid olarak tespit edilmesini sağlayan izolatörlerdir. Alet ve bara tipi olmak üzere iki gruba ayrılırlar; uçlarına (başlık ve kaide) metal armatürler yerleştirilmiş, içi dolu veya boş, dış yüzeyi çıkıntılı veya etekli silindir şeklinde porselen cam veya epoksi reçine gövdeden meydana gelirler.

Mesnet izolatörleri 35 kV ’a ve hatta bazı hallerde 110 kV ‘a kadar bir eleman halinde, daha büyük gerilimler için ise birkaç elemandan meydana gelecek şekilde imal edilirler. Dahili ve harici tipleri vardır. Yapı itibarıyla en basit mesnet izolatörleri, 35 kV’a kadar gerilimler için imal edilen dahili tip mesnet izolatörleridir. Bunlarda yalıtkan gövde silindir şeklinde ve içi boş olup, yukarı kısmı doludur. Boş kısım üst başlığa kadar devam etmediği için, burada bir boşalma söz konusu değildir. Porselen veya cam gövdenin alt ucuna dökme demirden bir flanş (kaide) ve üst kısmına da dökme demirden bir başlık, çimento ile yapıştırılmıştır. Bu tip mesnet izolatörleri kapalı yerlerde kullanılmak üzere imal edilir 35 kV ’a kadar olan gerilimler için mesnet tipi hava hattı izolatörleri normal tip (VHD tipi) ve sis tipi olmak üzere iki türde imal edilirler.

İletken izolatörün üst veya yan yuvasına yerleştirilir ve bir telle veya özel bir klemensle izolatörün boynuna tespit edilir. İzolatör direğe, çubuk veya deve boynu şeklindeki bir izolatör demiri ile tespit edilir. İzolatörlerin presle imal edilebilmeleri için etekleri aşağıya doğru yönelmiştir. Yağmurda bütün izolatör yüzeyinin ıslanmaması için eteklerin uygun şekilde yana doğru yönelmeleri gerekir.

VHD tipi izolatörlerde D/H oranı takriben 1, sis tipi izolatörlerde takriben 0,9 dur.

20 kV ’a kadar olan bir parçalı izolatörlerde VHD tiplerinde 3 etek, sis tiplerinde 4 etek, 35 kV ’luk olan iki parçalı izolatörlerde VHD tiplerinde etek, sis tiplerinde de 4 etek mevcuttur.

Orta Gerilim Mesnet İzolatörleri Sipariş Malzeme Listesi

1. Mesnet izolatörü tipi                                                               :

-Standart tanımlama sembolü                                                      :

-Dahili/Harici                                                                              :

-Yalıtım malzemesi (porselen, cam veya epoksi reçine)             :                                            :

2. En yüksek işletme gerilimi                            (kV)                   :

3. Kuruda yıldırım darbe dayanma gerilimi      (kV-tepe)           :

4. Kuruda şebeke frekanslı dayanım gerilimi    (kV-etken)         :

5. Kirlenme düzeyi ve nominal spesifik

kaçak yolu uzunluğu                                      (mm/kV)          :

6.  Mekanik kırılma yükü                                   (kgf)                 :

7.  Tepe ve/veya taban armatöründe

yardımcı delik sayısı                                                              :

8.  Yükselti (1000 m’nin üstünde ise)                 (m)                  :

9.  Miktar                                                                                    :

Orta Gerilim Mesnet İzolatörleri Garanti Edilmiş Özellikler Listesi

İSTENEN                   GARANTİ

EDİLEN

1.İmalatçı                                                                                 :

2.İmalatçı tip işareti                                                                 :

3.Uygulanan standartlar                                                           :

4.İzolatörün tipi

-Standart tanımlama sembolü                                                :

-Dahili/Harici                                                                        :

-Yalıtım malzemesi

(porselen, cam veya epoksi reçine)                                      :

5-Kayıp açısı tan? (20°C’ta)

( Epoksi reçinede)                                                                 :      %2,5

6.Kuruda yıldırım darbe dayanma gerilimi          (kV-tepe):

7.Kuruda şebeke frekanslı dayanma

gerilimi ( Dahili tiplerde )                                  (kV-etken)   :

8. Yaşta şebeke frekanslı dayanma

gerilimi ( Harici tiplerde )                                 (kV-etken)   :

9. Delinme gerilimi (yalnızca “B” sınıfı için)

-Cam ve porselen izolatörlerde                          (kV)           :

-Epoksi reçine izolatörlerde                                (kV)          :

10. Mekanik kırılma yükü                                       (kgf)         :

11. Mekanik kırılma yükünün %20’si ve %50’si

değerindeki yüklere karşılık olan sapmalar

arasındaki en büyük fark                                   (mm)      :

12.En küçük yüzeysel kaçak yolu uzunluğu            (mm)       :

13.İzolatör yüksekliği                                               (mm)       :

14.Net ağırlık                                                             (kg)        :

15.Brüt ağırlık                                                            (kg)       :

16.Yükselti                                                                 (m)        :

1.1.1.2. Zincir İzolatörler

Zincir izolatörler umumiyetle porselen ve camdan yapılırlar. İzolatörleri birbirlerine bağlayan toplu pim ile yuvalı kısım çelik dökümden yapılarak izolatörlere kurşun veya çimento ile tespit edilirler. İzolatörlere dondurulan toplu pim ve yuvalı kısım yardımıyla izolatörler birbirlerine eklendikten sonra, toplu pimin yaylı kısımlardan çıkmaması için ara yerlerine maşalı olarak yapılan normal veya yaylı kopilyalar sokulur. Bu izolatörler birbirlerine zincir gibi eklendikleri için isimlerine zincir izolatörler denilir.

Çeşitli tiplerde imal edilen zincir izolatörlerin kopma mukavemetleri, mesnet izolatörlere nazaran çok büyük oldukları için her türlü dağıtım ve iletim hatlarında kullanılabilirler.

İletkenler, durdurucu direklerdeki zincir izolatörlere tabanca veya pres edilmiş topbaşı klemensler yardımıyla bağlanırlar.

Aynı işletme geriliminde kullanılan gerek mesnet ve gerekse zincir izolatörler, kullanılacakları arazi şekline göre (normal arazilerde normal tip, sisli arazilerde sis tipi olmak üzere) çeşitli boyutlarda imal edilirler. Sisli ve tuzlu yerlerde kullanılan izolatörler normal arazilerde kullanılan izolatörlere nazaran daha büyük ölçülerde yapılırlar.

Enerji nakil hatlarında kullanılan zincir ve mesnet izolatörleri seçerken, aşağıdaki hususların bilinmesi lazımdır.

1- Tesis edilecek enerji nakil hattının işletme gerilimi; (Buna göre izolatör ebatları ve sayıları seçilir.)

2- Enerji nakil hattının geçeceği güzergah; (Buna göre normal tip,sis tipi veya tuz tipi izolatörler seçilir.)

3- Enerji nakil hattında kullanılacak iletkenin kesiti ve kopma yükü; (Buna göre kullanılacak izolatörlerin kopma kuvvetleri seçilir.)

1.1.1.3. Geçit İzolatörleri

Geçit izolatörleri genel olarak aygıt tipi ve istasyon tipti olmak üzere iki gruba ayrılırlar.Aygıt tipi geçit izolatörleri, transformatörlere, yağlı kesicilere, kondansatörlere ve diğer işletme araçlarına gerilim bağlanmasına ve istasyon tipi geçit izolatörleri de bağlama tesislerinde gerilimin duvardan izole edilerek baralara geçmesine yardım ederler.

En basit geçit izolatörü, içinden bir iletken geçen yalıtkan bir borudur. Dış tarafta borunun orta kısmında bir madeni flanş bulunur. Bu flanş yardımıyla boru aygıta veya duvara tespit edilir.

Gerilim ne kadar yüksek olursa, geçit izolatörünün yapımı (konstrüksiyonu ) da o kadar karışık olur. Örneğin 35 kV’un üstündeki gerilimlerde gerekli atlama ve delinme gerilimlerine mümkün olduğu kadar en küçük boyutlarda erişilmesi istenirse, bu durumda geçit iletkeni ile flanş arasındaki elektrik alanına radyal ve eksenel doğrultularda potansiyel düzenlemesi gerekir. Ayrıca porselenden başka ilave sıvı veya katı yalıtkan maddeler kullanılması da zorunlu olur. Bütün bu çarelere rağmen modern geçit izolatörlerinin boyutları ve ağırlıkları büyüktür. Örneğin 400 kV’luk transformatörlerin geçit izolatörleri 6 metreden daha uzundur. Böyle bir izolatörün çapı yaklaşık 1 metre ve ağırlığı 4,5 ton’dur.

Bir geçit izolatörünün boyu, geçit iletkeni ile flanş arasındaki yalıtkan maddenin cinsine hemen hemen hiç bağlı değildir. Çünkü izolatör yüzeyi boyunca atlama gerilimi daha çok izolatörü çevreleyen ortalama ve izolatör yüzeyi boyunca elektrik alanının düzgün olup olmamasına bağlıdır. Buna karşılık izolatör çapı ise, daha çok kullanılan yalıtkan maddenin cinsine bağlıdır. Geçit izolatöründe iç izolasyon olarak hava, yağ ve kağıt kullanılır. Havalı geçit izolatörleri 35 kV’ta kadar gerilimler için, yağlı ve kondansatörlü geçit izolatörleri de daha yüksek gerilimler için imal edilirler. Genel olarak yağlı geçit izolatörlerinin çapları kondansatörlü geçit izolatörlerininkinden daha büyüktür.

İlgili standartlar: TS 76-351-356-556-595-1459-1460

IEC- 168-660-383-433-437-438-471-507-575

VDE. 0111-0675

1.1.2. Kullanıldıkları Yere Göre Sınıflandırma

1. Dahili tip

2. Harici tip

Harici tip izolatörler şemsiyelidirler; böylece gerilimin tırmanma yolu uzatılmış olur.

1.1.3. Koşullara Göre Sınıflandırma

1. Normal hava koşullarına göre

2. Ağır hava koşullarına göre (toz, kir, yağmur, buz, baca gazı, v.s.)

Bunlar tozlu, yağmurlu, baca gazlı yerlerde, nehir ve deniz kenarlarında kirli bölgelerde kullanılan izolatörlerdir. Ağır koşullar altında çalışan izolatörlerin atlama gerilimleri, nominal atlama geriliminin % 30 ÷ 40 ‘ına kadar düşebilir.

1.1.4. Malzemesine Göre Sınıflandırma

1. Porselen izolatörler

2. Cam

3. Epoxy reçineden yapılmış izolatörler

4. Silikondan yapılmış izolatörler

5. Silikon-kauçuk izolatörler

Porselen izolatörler çok eskiden beri enerji nakil hatlarında ve trafo istasyonlarında kullanılmaktadırlar. Cam izolatörlerin mazisi porselen izolatörler kadar eski olmamakla birlikte, son zamanlarda yapılan enerji nakil hatlarında cam izolatörler de kullanılmaktadır. Çöl, buzullu bölge veya ağır kış olan bölgelerde, sisli-tozlu bölgelerde cam tipi olanları tercih edilir.

Porselen ve camdan sonra mekanik tesirlere dayanıklı olan epoksi reçine ve silikon izolatör yapımına başlanmıştır. Diğer izolatörlere nazaran pahalı olduğu için, ülkemizde enerji nakil hatlarında epoksi reçineden yapılan izolatörler henüz kullanılmaya başlanmamıştır. Ancak dahili sistemlerde bara ve ayırıcı mesnet izolatörü olarak kullanılmaktadır.

Mesnet izolatörler iletkeni taşıdığı gibi gerilimleri de durdurur. Yani; iletken mesnet izolatörü ile hareket etmez hale getirilir. Oysa rüzgarın veya buz yükü gibi faktörlerin etkisiyle iletken hareket etmek isteyecektir. Bu hareketi önleyecek olursak iletken kopabilir veya başka bir arıza çıkabilir. Bu nedenle büyük enerji iletim hatlarında Y.G ‘ lerde mesnet izolatörü yerine durdurma işlevi durdurucu askı tip izolatörlerle sağlanır. Askı tip eleman sayısı işletme gerilimine bağlıdır.

1.2. İzolatör Seçimi

İzolatörler yağmurlu, ıslak ortama göre seçilirler. İzolatörlerin atlama gerilimi esas alınarak yapılan seçim için, deniz seviyesi ve oda sıcaklığı için verilen aşağıdaki ampirik bağıntılardan faydalanılır. Bu bağıntılarda:

U : KV olarak faz-faz arası işletme gerilimini gösterir.

U a : KV olarak atlama gerilimini verir.

Herhangi bir basınçta ve herhangi bir sıcaklıkta atlama gerilimi ise U ile hesaplanır. Bu tanımlamalardan sonra uluslar arası normların verdiği ampirik bağıntılar;

IEC   à Uluslararası Elektrik Komisyonu : U a = (2U + 10 )

VDE à Alman Normları : U a =1,1 (2U + 10)

Emniyet payının yüksek olması istenen yerlerde

U a = 1,1 ( 2U + 20)

alınır.

SEV à İsveç Normları : U a= 0,85 ( 2U +10 ) KV

Bu bağıntılarda elde edilen U ise;

U an = U a [ 273 + 20/ 273 + T ] P/ 760

Türkiye’ de uygulanan normlar VDE normlarıdır. Bu bağıntılarda kullanılan büyüklükler;

[ U ] : KV , [ U a ] : KV , [ P ] : mm Hg, [ T ] : oC

birimlerine sahiptirler.

1.3. Kapasitif İzolatörlerde Alan Dağılımı ve Kapasiteler

Geçit izolatörlerinin çubuk tipleri olduğu gibi kapasitif tipleri de vardır. Geçit izolatörlerinin radyal ve eksenel alan zorlamalarını küçük tutmak için cam veya porselen yerine kapasitif tip geçit izolatörleri kullanılır. Normal geçit izolatörleri ile kapasitif geçit izolatörlerindeki gerilim dağılımı karşılaştırıldığında, kapasitif alanda bu dağılım doğrusallaşmaktadır.

izolatörler

Şekil 6. Normal geçit izolatörü (a. Radyal, b. Eksenel yönde) ile kapasitif geçit izolatöründe gerilim dağılımı

1. Flanş, 2. İzolatör, 3. İletken

Kapasitif geçit izolatörlerinin yapısı kondansatörlerin yapısına çok benzer. Eksende akım taşıyan iletken, bunun etrafında silindirik olarak sarılmış ve yağ emdirilmiş kağıt ile iletken folyelerden oluşan katmanlar vardır. En dıştaki silindirik iletken folye topraklanır.

Cam veya porselen izolatörlerde radyal ve eksenel yöndeki alan zorlamalarını önlemek için cam veya porselen tabakayı kalınlaştırmamız gerekir. Bu da izolatörün hem maliyetini hem de ağırlığını arttırır. İşte çubuk tip izolatörler yerine kapasitif tip izolatör kullanmanın yararı  hem maliyeti hem de ağırlığı arttırmadan radyal ve eksenel yönde alan zorlanmalarını küçültmektedir. Hatırlanacağı gibi tek katman yerine çok katman kullanma bize daha büyük bir gerilim uygulama veya aynı gerilimde alan küçültme fırsatı vermekteydi.

izolatörler

Şekil 7. Kapasitif izolatörün radyal kesiti ve eşdeğer devresi

Şekil 7 ‘deki gibi çok katmanlı bir sistemde homojen bir alan dağılımı arzu edilir. Bunu için, yeterli sayıda katman kullanılarak ;

Eort =E1max =E2ma x=……=Eimax                                                               (1)

eşitliğinin sağlanması gerekir. Burada;

Eort = U/a                                                                        (2)

Eimax = U / ri .ln ( ri +ai /ri )                                              (3)

Ayrıca çok katmanlı bir yapıda katmanın kapasitesi;

Ci = 2?.?i. li / ln (ri+ai / r)                                              (4)

olup bu bağıntılarda; katman kalınlıkları eşit alınırsa yani

a1 = a2 = a3 =……= ai

alınırsa

a = n. ai

olur. Burada n katman sayısıdır.

Katmanlar aynı malzemeden yapılırsa;

?1 = ?2 =. = ?i

olur.

Q = Q1 = Q2 =……= Q i

olduğu için;

C1 . U1 = C2 . U2 =…..= C i. U i

elde edilir. Öte yandan;

U =  U1 + U2 + …. + U i

Bu bağıntılar (1) ve (2) ‘de kullanılırsa;

l 1. r1 = l2 . r2  = …….= l i.r i

elde edilir.  Burada, eğer r’ yi bağımsız değişken olarak seçersek uzunluğu artık bağımsız değildir, r ye bağımlı olarak değişir. Bu ilişki gereğince kapasitif bir geçit izolatörü içinde homojen bir alan dağılımı elde etmek için eksen üzerinde bulunan, akım taşıyan iletkenden itibaren radyal yönde ilerledikçe izolatörün boyunun küçülmesi gerekir. Bu nedenle uygulamada kullanılan kapasitif tip geçit izolatörü Şekil 8 ‘deki gibi bir yapıya sahiptir.

izolatörler

1. İletken

2. Yalıtkan malzeme

3. İletken folye

4. Flanj (Metalik kaide)

D: Çap,  ? :boy

Şekil 8. Kapasitif izolatörün eksenel kesiti

1.4. Zincir İzolatörlerde Gerilim Dağılımı ve Eşdeğer Devre

izolatörler

Şekil 9. Zincir izolatör ve eşdeğer devresi

Şekil 9 ‘daki eşdeğer devrede;

C1 : Öz kapasite

C0 : Kaçak kapasite

olarak isimlendirilir.

Şekil 9 ‘daki üç adet zincir izolatörün üzerindeki gerilim dağılımı Şekil 10 ’da verilmektedir.

izolatörler

Şekil 10. Zincir izolatörde gerilim dağılımı

Tek şapkalı (başlıklı) zincir izolatörlerde C1 öz kapasitesi pratik olarak 45 pF ‘ dır. Çift şapkalı olanlarda ise C1  = 6 pF civarındadır. C0 kaçak kapasitesi ise 3 ile 6 pF arasında bir değere sahiptir. k = C0 / C1  oranına ‘ Zincirleme Faktörü ‘ denilir. Bu faktör tek başlıklı zincir izolatörlerde 1/ 10 ile 1/ 12 arasında bir değere sahip iken çok başlıklılarda yaklaşık olarak yaklaşık olarak 1 ’e eşittir.

n : zincirde kullanılan izolatör sayısı, U : iletkenle direk arası gerilim, Un : iletkene bağlı izolatör elemanının uçları arasındaki gerilim olmak üzere ;

? = U/ Un

bağıntısı zincir izolatörün verimini belirler. ? ‘nün 1 ‘ e yakın bir değer alması arzu edilir. Herhangi bir önlem alınmadığı takdirde zincir izolatör üzerinde gerilim dağılımı doğrusal değildir. Direğe en yakın eleman en az gerilim taşırken iletkene en yakın olan en büyük gerilime maruz kalır. Bir başka deyişle, her bir elemanı 50 KV ‘ tu taşımak üzere beş elemandan oluşan bir zincirin taşıması arzu edilen gerilim 250 KV olması gerekirken taşınan gerilim bundan daha azdır. İşte bu doğrusal olmayan dağılımı doğrusallaştırmak amacıyla koruma halkalarına başvurulur. Koruma halkası temelde gerilim dağılımının, doğrusal olmasını sağlarken öte yandan da, atlama söz konusu olduğunda atlamaya yardımcı olarak izolatörün korunmasını sağlar.

izolatörler

Şekil 11. Koruma halkalı zincir izolatörü ve eşdeğer devresi

Şekil 11 ‘de gösterilen ark boynuzu alan dağılımını olumsuz yönde etkilerken koruma halkası alan dağılımının dolayısıyla gerilimin eleman boyunca doğrusal bir biçimde dağılmasını sağlar. Bu bakımdan bazen ark boynuzu yerine, ark boynuzuna göre pahalı olmasına rağmen koruma halkası kullanılır. Örneğin enerji iletim hattının üzerinde herhangi bir aşırı gerilim oluştuğunda koruma halkası – ark boynuzu çiftinden yararlanılır. Aşırı gerilim halkadan ark boynuzuna geçerek kısa devre davranışı ortaya çıkar. Dolayısıyla koruyucu cihazlar çalışarak enerji iletim hattını koruma altına alır.

izolatörler

Şekil 12. Koruma halkalı zincir izolatörde gerilim dağılımı

2. ENERJİ NAKİL HATTI İZOLATÖRLERİ

2.1. Alçak Gerilim İzolatörleri

Alçak gerilim dağıtım enerji nakil hatlarında, iletkenin direğe tespitinde bu izolatörler kullanılır. Bu grupta yer alan alçak gerilim izolatörleri, TSE, DIN ve ANSI standartlarına uygun olarak üretilir.  Bu izolatörler KER 110.1 sert porselenden üretilir. Bu izolatörler, genel olarak aşağıda belirtilen üç alt gruba ayrılır:

-
DIN normuna uygun pin tipi izolatörler

-
DIN ve ANSI normlarına uygun makara izolatörler

-
ANSI normuna uygun gergi izolatörleri

2.2. Pin Tipi İzolatörler

Bu tip izolatörler, orta gerilim dağıtım enerji nakil hatlarında iletkenin direğe tespitinde kullanılır. Bu grup izolatörler IEC-383 de belirtilen B grubu yani delinebilir nitelikte pin tipi mesnet izolatörleridir. Bu izolatörler, DIN 40685’e göre KER 110-1 porselen hammaddeden üretilmektedir.

Kaleseramik firmasının üretim programındaki izolatörler aşağıda gösterilen gruplara ayrılır.

-
En yüksek servis gerilimi 24 kV’a kadar olan ve TSE, DIN normlarına uygun PİN tipi izolatörler.

-
En yüksek servis gerilimi 36 kV olan normal ve kirli bölgelerde kullanılan TSE ve DIN normlarına uygun PİN tipi izolatörler.

2.3. Hava Hattı Mesnet İzolatörleri

Bu tip izolatörler, orta gerilim dağıtım enerji nakil hatlarında iletkenin direğe tespitinde kullanılır. Bu izolatörler IEC-383 de belirtilen A grubu yani delinmez nitelikteki hava hattı mesnet izolatörleridir. Bu tip izolatörlerde kullanılan porselen hammadde, DIN 40685 standardına göre KER 110-1 veya KER 110-2 ’ye uygundur.

2.4. Zincir İzolatörleri (Kep ve Pin Tipi İzolatörler)

Bu tip izolatörler, orta ve yüksek gerilim enerji iletim ve dağıtım hatlarında iletkenin direğe asılarak veya gerilerek tesbit edilmesinde kullanılır. Bu izolatörler aşağıda gösterilen gruplara ayrılır.

-
Top ve yuva mafsallı NORMAL tip zincir izolatörler

-
Top ve yuva mafsallı KİRLİ bölgelerde (sis tipi) kullanılan zincir izolatörler.

Bütün izolatörlerin porselen gövdeleri rutin testlerden geçirilir (Sıcaklık, darbe, hidrolik iç basınç, mekanik kontrol ve elektriki atlama testleri). Aşağıdaki test ve kontroller yapılır:

IEC-383 tip ve numune testleri

IEC-797 kalıcı mukavemet testi

IEC-575 Isıl mekanik dayanıklılık testi

IEC-120 top ve yuva ölçüleri mastar kontrolü

IEC-372 top ve yuva kilitleme ölçüleri kontrolü

ANSİ-C 29.2 çekiç testi

Zincir izolatörlerin tip ve kullanım miktarları, servis voltajı ve ortam kirliliğine göre, 4/1-a,b,c ve d sayfalarındaki tablolar dikkate alınarak belirlenmelidir. Bu izolatörlerde, DIN 40685 standardına göre KER 110.1 veya KER 110.2 porselen hammadde kullanılmaktadır.

2.5. Çubuk İzolatörleri

Havai hat çubuk izolatörleri orta gerilim ve yüksek gerilim enerji iletim hatlarında askı veya gergi olarak iletken ile konsol arasında kullanılan izolatörlerdir. Porselen çubuk izolatörleri kirli bölge ve özellikle deniz kıyısı bölgelerde diğer kep ve pin tipi (K tipi) ve kompozit çubuk izolatörlere göre çok daha iyi işletme şartlarını sağlayan izolatörlerdir. Porselen çubuk izolatörlerinin tercih edilme nedenleri;

-
Metallemede Portland çimento değil daha emniyetli Kurşun Antimuan malzeme kullanılması

-
Kep ve pin tipi (K tipi) izolatörlere göre daha az metal kullanılması

-
Elektriki olarak delinmez bir gövdesi olması

-
Kısa devreye karşı daha dayanıklı olması

-
Yaşlanmaması

-
Yüksek spesifik kaçak mesafesi uygulanabilmesi

-
İşletme ve bakım masrafının yok denecek kadar az olması

-
Bütün izolatörlerin öngörülen min. mekanik değerlerinin %80-%100’üne kadar rutin teste tabi tutulmasıdır.

Kaleseramik havai hat çubuk izolatörleri porselen gövdesi yüksek mekanik mukavemetli Alumina porselenden, DIN 40685 normu, KER 110.2 standardına göre imal edilmiştir.

2.6. Demiryolu İzolatörleri

Bu tip izolatörler, demiryolu cer hatları elektrifikasyonunda kullanılan, genelde 25 kV/faz-nötr işletme gerilim seviyesinde çok yüksek elektriki ve mekanik mukavemetli izolatörlerdir.Bu nedenle, demiryolu izolatörleri, yüksek alumina ihtiva eden KER 110-2 hammaddeden, DIN 40685 normlarına uygun olarak üretilmektedir.

3. CİHAZ İZOLATÖRLERİ

3.1. Dahili Mesnet İzolatörleri

Bu tip mesnet izolatörler, bina içi bara mesnet ve ayırıcı mesnet izolatörleri olarak kullanılırlar. Üretim programımızda yer alan bu tür izolatörler aşağıda gösterilen gruplara ayrılır.

-
DIN 48100- 48102 normlarına uygun dahili mesnet izolatörleri

-
IEC-273 normuna uygun dahili mesnet izolatörleri

-
Dahili tip ayırıcılarda kullanılan itici izolatörleri

Bu izolatörlerde DIN 40685 standardına uygun KER 110.1 ve KER 110.2 porselen hammadde kullanılmaktadır.

NOT: IEC standartlarına uygun dahili mesnet izolatörlerinin kaçak mesafesi, bina içi kullanım amacıyla üretilmiş olmalarına rağmen, 12 mm/kV’dır.

3.2. Harici Mesnet İzolatörleri

Bu tip mesnet izolatörler, orta gerilim bina dışı bara mesnet ve ayırıcı mesnet izolatörü olarak kullanılır.

Üretim yelpazemizde yer alan izolatörler aşağıda gösterilen gruplara ayrılır.

-
Normal ve kirli bölgeler için eğilme dayanımı 4000 N ve 8000 N olan mesnet izolatörü

-
Normal ve kirli bölgeler için ayırıcı itici izolatörü

Bina dışı kullanma maksatlı mesnet izolatörleri, enerji dağıtım hatlarında ve cihazlarda çok geniş bir kullanma alanına sahiptir. Bütün izolatörler dolu tip olup, IEC-273 standardına uygundur.

Bu tip izolatörlerimiz KER 110.1 porselen hammaddeden DIN 40685 standardına göre üretilmektedir.

3.3. Yüksek Gerilim Mesnet İzolatörleri

Bu tip izolatörler, yüksek gerilim bina dışı bara mesnet ve ayırıcı mesnet izolatörü olarak kullanılır. Üretim yelpazemizde yer alan izolatörler aşağıda gösterilen gruplara ayrılır:

- Solid-core tipi yüksek gerilim mesnet izolatörleri (BİL:250,325 ve 550 kV)

- Kolonda tek veya çift üniteli solid-core tipi yüksek gerilim mesnet izolatörleri (BİL: 750 kV)

Diğer gerilim seviyelerine sahip ve daha yüksek kaçak mesafeli olan izolatörler, müşteri isteğine uygun olarak üretilir.Bu izolatörlerde porselen gövde, DIN 40685, KER 110.2 standardına uygundur.

3.4. Transformatör Geçit İzolatörleri

Harici ve dahili tip kullanımlı transformatör buşingleri, orta gerilimli bir iletkenin trafo tankı içine girişinde kullanılan ve iletkeni tanka karşı izole eden izolatörlerdir. Buşing, bir flanş ile tanka tesbit edilir. Üretim yelpazemizdeki buşingler, aşağıda gösterilen gruplara ayrılır:

- DIN 42530 normuna uygun alçak gerilim buşingleri

- DIN 42531, DIN 42532, DIN 42533 normuna uygun orta gerilim buşingleri, bütün orta gerilim buşingleri 20 mm/kV spesifik kaçak mesafesine sahiptir.

Diğer gerilim seviyesinde ve daha yüksek kaçak mesafeli buşingler de müşteri isteğine göre imal edilir.Bu tip izolatörler de KER 110.1 porselen gövde, DIN 40685, standardına uygundur.

3.5. Duvar Geçit İzolatörleri

Orta gerilimde hariçten-dahile veya dahilden-dahile duvar geçit izolatörleri bir iletkenin bina içine girişinde kullanılan ve iletkeni duvara karşı izole eden bir izolatördür. İzolatör, bir flanş ile duvara veya duvardaki saç levhaya tesbit edilir. Bu katalogda servis gerilim seviyesi 10 kV’dan 45 kV’a kadar, nominal akım taşıma kapasitesi 400 Amp’e kadar ve normal tip terminal ile klemens takılabilen tip terminal olmak üzere iki ayrı bağlantı sistemine uygun duvar geçit izolatörlerinin ölçüleri ile tesbit detaylarını bulabilirsiniz. Geçit izolatörleri Aluminyum veya bakır iletkenli tij ile birlikte komple olarak teslim edilir.

Duvar geçit izolatörünün siparişinde, müşterinin, sipariş tip numarası’nı bildirmesi gerekmektedir. Örneğin, 30 kV/36 kV servis geriliminde ve nominal akımı 1000 Amp, olan normal tip terminal bağlantısına uygun, alüminyum iletken tijli hariçten dahile geçit izolatörü sipariş etmek için, 559-1000-AL-N sipariş numarasını bildirmek yeterlidir. 1000 Amp. üzerinde ve daha yüksek kaçak mesafeli duvar geçit izolatörlerin de müşteri isteğine uygun olarak imal edilebilir. Bu izolatörler, DIN 40685 standartlarına uygun KER 110.1 porselenden üretilmektedir.

3.6. Sigorta Boruları ve Tijleri

Sigorta boruları ve tijleri, orta gerilim sigortalarının izole ana gövdesi ve erime teli tespit çubuğu olarak kullanılmak üzere üretilmektedir. Terminal ve diğer akım limitleyici iç malzemeler müşteri tarafından takılır. Borunun iki ucundaki terminal (metal manşon) bağlantı kısımları, müşterinin isteğine uygun olarak sır üzerinde kumlu veya kumsuz olabilir. Müşteri, sipariş sırasında bu isteğini belirtmelidir. Bütün borular rutin olarak 15 Atm. basınç altında kontrol edilir. Sigorta borularında porselen gövde, DIN 40685 standardına göre KER 110.1 veya KER 110.2 ’ye uygundur.

4. İZOLATÖR TESTLERİ

İzolatörler, elektrik hava hatlarında ve tesislerinde iletkenleri taşımaya ve elektriki izolasyonu sağlamaya yarayan porselen, cam veya epoksi reçineden yapılmış araçlardır.

İzolatörler, deşarj ve atlamalar sonucu ortaya çıkan termik zorlanmalara,  açık hava tesislerinde kar, buz ve rüzgarın neden olduğu mekanik kuvvetlere, kirlenme neticesi sis ve çiğin sebep olduğu elektriki izolasyon zayıflamasına maruz kalırlar. Bu nedenle izolatörler üzerinde yapılacak testlerle bu özellikler bakımından yeterli nitelikte olduklarının tahkik edilmeleri gerekmektedir.

Yüksek gerilim enerji nakil sistemlerinin arızalara ve ekonomik kayıplara sebep olmadan emniyetle çalışabilmeleri için uygun bir izolatör koordinasyonuna sahip olmaları gerekir. İzolatör koordinasyonunu planlayan mühendisler bölgelerinin atmosferik şartlarına en elverişli izolatör tipini seçmek isterler. Bunun için de bir izolatörün çeşitli şartlar altında nasıl bir davranış göstereceğinin önceden bilinmesi gerekir. Bu nedenle izolatör imalatçıları, imal ettikleri izolatörleri satışa arzetmeden önce çeşitli testlere tabi tutarlar.

İzolatör testleri çeşitli ülkeler ve milletlerarası kuruluşlarca kabul edilen standartlarda tarif edilmişlerdir. Muhtelif standartlarla farklı ve benzer şekilde tesbit edilmiş olan bu testlerin ortak amacı, izolatörün servis şartlarında karşılaşacağı elektriksel, mekanik, termik vb. zorlanmaları en iyi şekilde laboratuvarlarda temsil edebilmektir.

İzolatörler üzerinde yapılan standart testler imalat ve kalite kontrol vazifesi yanında yeni tiplerin geliştirilmesine de yardımcı olmaktadır. Böylece izolatör alıcısı ile imalatçısı arasında bir anlaşma ortamı da sağlanmış olur.

İzolatörler üzerinde genellikle aşağıda açıklanan standart muayene ve testler yapılmaktadır. Ancak bu testler çeşitli standartlarda ve genellikle faklı şekillerde sınıflandırılmaktadır.

4.1. Gözle muayene

Bu muayene, izolatör imalatının tamamlanmasından ve demirlerinin takılmasından sonra yapılır. Pişirme sırasında izolatörlerin oturduğu kısımlar dışındaki porselen yüzeylerin kaygan, sert, sırlanmış ve çatlak olup olmadığı, herhangi bir alet kullanılmadan gözle kontrol edilir.

Pişirme sırasında izolatörün oturduğu kısımlar ile birbirine ve metal parçalara birleştirilecek sırlanmamış yüzeyler dışındaki sırsız kısımların toplam yüzey alanı, n.d2/2000 veya n/2 cm2 ‘den en büyük olanını geçmemelidir. Burada d en büyük siperin cm cinsinden çapı ve n siperlerin sayısıdır. Sırlama hatalarından hiçbirinin alanı 0.5 cm2 ‘yi geçmemelidir.

4.2. Yüksek Gerilim İzolatör Testleri

4.2.1. İmalat Testleri

4.2.1.1. Mekanik Test

Zincir izolatörleri en az 10 saniye süre ile 24 saatlik mekanik dayanıklılık test yükünün %60 ‘ına eşit bir germe yükü altında tutulur. Massif çekirdekli (tek parçalı) izolatörlerin testinde ise bu yük 24 saatlik mekanik dayanıklılık test yüküne eşit olarak alınır ve 1 dakika süre ile uygulanır.

4.2.1.2. Yüksek Frekans Testi

İzolatörler 10 saniye süre ile sönümlü dalga serilerinden meydana gelen ve frekansı saniyede 100000 ile 300000 periyot olan bir alternatif gerilime maruz bırakılır. Bu dalga serileri saniyede yaklaşık olarak 100 defa tekrar edilmelidir.

4.2.1.3. Şebeke Frekanslı Test

Bu testte izolatörlere şebeke frekanslı (15-100 Hz) gerilim uygulanır. Gerilim, zincir izolatörlerin metal parçaları arasına uygulanır. Fakat istenirse izolatörler baş aşağı olarak ve içinde yan iletken yuvasını örtecek kadar derinlikte su bulunan bir metal kaba yerleştirilir. Gerilim kap ile izolatörün tespit yuvasının hemen hemen tepesine kadar doldurulmuş olan su arasına uygulanır. Porselenin elektriksel dayanımını azaltmamak kaydıyla, su yerine metal elektrotlar da kullanılabilir.

Test gerilimi, izolatörlerden bir tanesinde her 4 veya 5 saniyede bir atlama meydana getirecek değerde olmalıdır. Bu gerilim en az 5 dakika süre ile ve devamlı olarak test edilecek izolatörlere uygulandığında delinme meydana gelmemelidir.

4.2.2. Tip Testleri

Tip testlerinin amacı; izolatörün şekil, büyüklük ve teçhizatının özelliklerini tespit etmektir.

Her tip izolatör için bu tipe ait partide bulunan izolatörler arasından ayrılan sınırlı sayıda izolatörlere uygulanan testlerdir. Bu testlerin sonucuna göre partideki izolatörlerin tümü hakkında karar verilir.

İmalatçı kendi imalatının kontrolü bakımından, tip testlerinden bir veya bir kaçını, testler için yeter sayıda numuneler üzerinde yapmış ve standartlara uygun sonuçlar elde etmiş olmalıdır.

Tip testleri iki grup halinde uygulanır. Birinci gruba giren testlerle izolatörün şekil, büyüklük ve teçhizatının özellikleri; ikinci gruba ait testlerle de bunun dışında kalan özellikleri ve kullanılan malzemenin niteliği doğrulanır.

Tip testleri için numuneler; birinci grup, ikinci grup ve tekrarlanacak testlere ait ve ayrı ayrı olmak üzere üç şekilde alınır.

Birinci grup tip testleri için; izolatör partilerinin yalnız bir tanesinden, bu partideki izolatörlerin %0.15 ‘i oranında ve en az 12 numune gelişigüzel ayrılır. Bu numunelerden boyutların doğrulanması testinde uygun sonuç veren 4 tanesi bu grup testlerden geçirilir ve alınan sonuçlar partinin tümüne uygulanır.

İkinci grup tip testleri için; izolatör partilerinden ayrı ayrı ve partideki izolatör sayısının %0.15 ‘i oranında, en az 12 numune gelişigüzel ayrılır. Her partiden alınan numunelerin hepsine bu grup tip deneyleri uygulanır.

Tekrarlanacak testler için; ikinci grup tip testlerinde numunelerden bir tanesi uygun sonuç vermezse, her partiden ilk alınan numunenin iki katı kadar yeni numune alınır. Bu testlerde yine bir numune uygun sonuç vermezse, izolatör sayısının %1.5 ‘i oranında ayrılacak numunelere tekrarlanacak testler seri halinde uygulanır. Bu testlerde bir tek numune uygun sonuç vermezse parti kabul edilmez. İkinci grup testlerde numunelerin birden fazlası uygun sonuç vermediği takdirde aynı partiden 30 ‘dan az olmamak üzere %1.5 oranında ayrılacak numuneler tekrarlanacak testlerden geçirilir. Bu son testlerde numunelerden bir tanesi dahi uygun sonuç vermezse parti kabul edilmez.

4.2.2.1. Birinci Grup Testler

Bu gruba giren testler, darbe atlama gerilimi testi ile bir dakikalık şebeke frekanslı gerilime dayanma testinin kuru ve yaşta yapılmasından ibarettir.

Bazı standartlarda bu gruba dahil edilen, izolatörün korona durumunu, radyo ve televizyon parazitlerine neden olup olmadığını anlamaya yarayan “görülebilir deşarj testi”, karanlıkta ve izolatör tipine göre standartlarda belirtilen gerilim altında ve sürelerde yapılır.

Testlerden önce izolatörler temiz ve kuru olmalıdır. Test için izolatörün tespiti, ya kullanılacağı yerdeki normal çalışma şartlarına ya da standartlarda belirtilen testlerin yapılmasını sağlayacak özel şartlara uygun olmak üzere iki yöntemle yapılır.

Birinci yöntemde, zincir izolatörlerden taşıyıcı izolatör zincirleri normal çalışma şartlarına uygun olarak metal parça ve kısımları takıldıktan sonra metal bir konsola düşey durumda asılır. Konsol, izolatör zincir boyunun an az 1.5 katı ve zincir ekseninden her iki tarafta bir metreden az olmayan uzunlukta bulunmalıdır. Başka bir cisim, izolatör zincirine bir metreden az olmamak kaydıyla izolatör boyunun 1.5 katı kadar bir mesafeden daha yakında olmamalıdır. Zincirin kullanılacağı işletmedeki iletken çapına yakın çaptaki bir iletken, yatay düzlemde ve ekseni konsol ile 900 ‘lik bir açı yapacak şekilde tesbit edilir. Bu iletken, en az izolatör zincir uzunluğunun 1.5 katı boyunda olmalı ve zincir ekseninden her iki tarafa en az birer metre uzanmalıdır. İletkenin uçlarından konsola atlama olmaması için gerekli tedbirler alınmış olmalıdır. Bu durumda test gerilimi iletken ile konsol arasına uygulanır.

Zincir izolatörlerden gergi izolatör zincirleri, taşıyıcı zincir izolatörlerinde olduğu gibi, normal çalışma şartlarına uygun olarak zincirin metal parça ve kısımları takıldıktan sonra bir ucu topraklanmış metal bir halkaya bağlanır. Diğer ucundaki iletken bağlama klemensindeki iletkene 1000 kg ‘lık bir çekme kuvveti uygulanarak izolatör zinciri  yatay konuma getirilir. Klemense bağlanan iletkenin çapı 10 mm ‘den daha küçük olmamak üzere işletmedeki iletken çapına yakın olmalı ve uzunluğu, zincir uzunluğunun en az 1.5 katı olmalıdır. İzolatör zincirine başka cisimlerin uzaklığı taşıyıcı zincirlerdeki gibi olmalıdır. Test gerilimi iletken ile toprak arasına uygulanır.

Mesnet izolatörleri, kendi mesnetleriyle birlikte normal işletmedeki durumda, yerden en az bir metre yükseklikte bulunan yatay konsola tesbit olunur. Sonra izolatörün iletken yuvasına, çapı 5mm ‘den 10 mm ‘ye kadar olan bir iletken yerleştirilir. Bu iletken, 1 mm çapında ve iletkenin üzerine izolatör üst çapının iki katı uzunluğunda sarılan yuvarlak bir bakır tel ile izolatöre bağlanır. İzolatör yuvasına yerleştirilen iletken mümkün olduğu kadar yatay konumda olmalı ve konsol ile 900 ‘lik bir açı yapmalıdır. Test gerilimi iletken ile toprak arasına uygulanır.

İkinci yöntemde, zincir izolatörü ve izolatör zincirleri mesnetlerine düşey olarak en az bir metre uzunluğunda topraklanmış tel halat veya uygun bir iletkenle asılır. İzolatör zincirine başka cisimlerin uzaklığı, bir metreden az olmamak üzere zincir boyunun 1.5 katından daha yakın olmamalıdır. İzolatör zincirinin iletken bağlanacak tarafına yatay düzlemde tesbit olunacak boru veya çubuk şeklindeki iletkenin üst yüzeyinden alt izolatörün en yakın kenarına kadar olan mesafe, alt izolatör çapının %50 ‘si ile %70 ‘i arasında olmalıdır. İletkenin çapı kuruda ark mesafesinin %1.5 ‘i civarında ve en az 25 mm olmalıdır. İletken uzunluğu, izolatör veya zincir boyunun 1.5 katından küçük olmamak üzere, izolatör ekseninden her iki tarafa en az birer metre uzanmalıdır. İletkenin uçlarından herhangi bir atlama olmaması için gerekli tedbirler alınmalıdır. Test gerilimi iletken ile toprak arasına uygulanır.

Mesnet izolatörleri, düşey durumda ve topraktan en az bir metre yüksekte bulunmak üzere topraklanmış olmalıdır. İzolatör tesbit demirine takıldıktan sonra izolatörün iletken yuvasına, çapı 5 mm ‘den küçük olmayan ve izolatör ekseninden her iki tarafa izolatör boyunun en az iki katı kadar uzanan bir iletken yerleştirilir. Bu iletken izolatöre, 1 mm çapında ve iletkenin üzerine izolatör üst çapının iki katı uzunluğunda sarılan yuvarlak bir bakır tel ile bağlanır.

a) Darbe atlama gerilimi testi : Darbe gerilimi testi, darbe (şok) generatörü ile yapılır. Darbe testinde, test şartlarında ölçülen gerilimlerin standart atmosfer şartlarına çevrilmesi gerekir. Bunun için, rutubet yönünden izolatör cinslerine göre seçilen eğrilerden bulunacak “rutubet düzeltme katsayısı” ile, havanın yoğunluğu yönünden d=0.386.b/(273+t) formülünden hesaplanacak d izafi hava yoğunluğuna bağımlı olarak standart çizelgeden bulunan k düzeltme katsayısı çarpılmalıdır. Formülde b mmHg cinsinden atmosfer basıncı, t ise 0C cinsinden ortam sıcaklığıdır.

Tablo 1. Hava yoğunluğu düzeltme katsayısı

Nisbi Hava Yoğunluğu (d) Düzeltme Katsayısı (k)
0.70 0.72
0.75 0.77
0.80 0.82
0.85 0.86
0.90 0.91
0.95 0.95
1.00 1.00
1.05 1.05
1.10 1.09
1.15 1.13

Test, tercihen normal rutubetli (beher m3 havada 11 gram su) atmosferde yapılmalıdır. Bunun mümkün olmadığı hallerde rutubet düzeltme katsayısı hesaba katılmalıdır. Rutubet düzeltme katsayısı bütün izolatör tiplerine uygulanmak üzere tek bir eğri ile gösterilemez. Çünkü bir izolatörün biçim ve büyüklüğü ile de değişmektedir.

Test sırasında ölçülen mutlak rutubet, normal değerinden (beher m3 havada 11 gram su) farklı ise, bu eğrilerde gösterilen düzeltme katsayıları ile atlama gerilimleri çarpılarak normal rutubet şartına irca olunur. Bu eğriler standartlarda; normal frekansta atlama gerilimi için ve %50 atlama darbe geriliminin, 1.2/50 pozitif değerleri için hazırlanmış olup atlama geriliminin 1.2/50 negatif değerleri için pozitif değerlere tekabül eden düzeltme katsayılarının %85 ‘i alınabilir. Bu düzeltme katsayıları sadece havanın nisbi rutubeti %95 ‘i geçmediği hallerde uygulanır. Nisbi rutubet %95 ‘in üstünde ise, test mahali ısıtılmak, havalandırılmak suretiyle veya başka uygun bir yöntem ile, bu değerin %95 ‘in altına düşürülmesi yoluna gidilir.

İzolatör zinciri, zincir izolatörü veya mesnet izolatörü yukarıda bahsedilen şartlar altında kuru olarak testten geçirilir. Darbe generatörü 1.2/50 pozitif yarı dalga verecek şekilde ayarlanır ve gerilim %50 darbe atlama gerilimi değerine yükselinceye kadar artırılır. Bu değer en az 20 darbe uygulanarak doğrulanır. Gerilim ölçüldükten sonra polarite değiştirilerek yukarıdaki işlem tekrarlanır. İzolatörler bu teste, delinme veya kırılma gibi herhangi bir hasar göstermeden dayanabilmelidir. %50 atlama geriliminin standart atmosfer şartlarına irca olunan pozitif ve negatif polarite değerlerinin, beyan edilen değerlerinin altında olup olmadığına bakılır.

b) Şebeke frekanslı test : Test geriliminin frekansı 15-100 Hz arasında bulunmalı ve gerilim dalgasının şekli yaklaşık olarak sinüs eğrisi biçiminde olmalıdır. Gerilim değeri, küresel elektrodlar kullanılması  yoluyla veya bu yolla bulunan değere göre %3 ‘den fazla fark göstermeyen başka bir yöntemle tesbit edilir. Gerilimin bu suretle tesbit olunan tepe değerini

izolatörler

‘ye bölmekle bu test için gerekli gerilimin efektif değeri bulunur. Ölçülen gerilimin standart atmosfer şartlarına tekabül eden değerinin bulunmasında daha önce verilen düzeltme katsayıları kullanılmalıdır. Testler tercihen normal rutubet (beher m3 havada 11 gram su) şartlarındaki atmosferde yapılmalıdır. Rutubet şartları değişik bulunduğu takdirde, normal değere irca edilmelidir. Endüstriyel frekansta kuruda atlama testi havanın nisbi rutubeti %55 ‘i aştığı zaman yapılmamalıdır. İzolatör kısa devre durumunda iken ve devrede önceden tesbit olunan test gerilimi meydana geldiği zaman, devreden geçecek alternatif akımın değeri 0.1 amperden az olmayacak şekilde transformatör ve test devresi ayarlanmış olmalıdır. İzolatörün kısa devre durumunda, devreden geçecek akımın ölçülmesi sırasında devrelerdeki cihazların tahrip olma tehlikesinin bulunduğu hallerde, transformatörün baştaki maksimum geriliminin 1/10 ‘undan az olmayan düşük gerilimler ile ölçüler yapılarak enterpolasyon yoluyla bu akımın tesbiti mümkündür.

c) Kuruda bir dakikalık test : İzolatöre kuruda bir dakika süre ile uygulanacak test gerilimi, kuruda bir dakikalık beyan edilen normal frekanslı test geriliminden atmosfer şartları gözönünde bulundurularak elde edilir. Bulunan test geriliminin yarı değeri ani olarak izolatöre uygulanır ve 10 saniyeden az olmayan bir süre içerisinde bu gerilim test gerilimi değerine yükseltilir. Bu değerdeki test gerilimi bir dakika süre ile izolatöre uygulanır. İzolatörde herhangi bir atlama meydana gelmemelidir.

İzolatörün kuruda atlama gerilimi, kuruda bir dakikalık test geriliminin %75 ‘inin 5-30 saniye içerisinde ve değişmeyen bir hızla atlama gerilimine yükseltilmesi suretiyle elde edilir. Kuruda atlama gerilimi, atmosfer şartlarına göre düzeltilmek suretiyle birbirini izleyen 10 gerilim değerinin okunması ve kaydedilmesi suretiyle tesbit olunur.

d) Yaşta bir dakikalık test : İzolatör zinciri, zincir izolatörü veya mesnet izolatörü düzeltilmiş test gerilimi altında, gerilim uygulanmasından önce 5 dakika süre ile ve teste başlandıktan sonra test süresince aşağıda özellikleri gösterilen suni yağmur altında bırakılarak yaşta bir dakikalık şebeke frekanslı testten geçirilir.

Suyun anma şiddeti:             3 mm/dakika ± %10

Suyun doğrultusu:                 Düşey ile yaklaşık 450 açı

Suyun özdirenci:                   10000 ohm-cm ± %10

Su sıcaklığı:                          İzolatör sıcaklığından 10 0C ‘den fazla farklı olmamalıdır.

10000 ohm-cm ± %10 özdirencinde su elde etmek için saf su veya yağmur suyuna bir miktar musluk suyu karıştırılır. Her iki suyun da temiz olması ve içinde yabancı maddeler bulunmaması gerekir. Suyun elektriksel direnci taksimatlı bir tüp içerisine konulan numune üzerinde Kohlrausch köprüsü kullanılarak yapılmalıdır. Su direncini ölçmek için içerisinde platinden veya nikelden pul şeklinde yapılmış, genişlikleri tüpün d (cm) iç çapına eşit ve aralarındaki mesafe a (cm) olan iki elektrodu bulunan taksimatlı bir tüp kullanılır. Tüpün d çapı ile elektrodlar arasındaki a mesafesini birbirine bağlayan formül a=p.d2/4 ‘dür. Bu şartlara uygun tüp içindeki a (cm) su sütununun ohm cinsinden direncinin rakam olarak bulunan değeri, ohm-cm cinsinden özdirence eşit olmaktadır.

Suni yağmur izolatörden en az 3,5 m uzaklığa yerleştirilen ve suyu izolatörün üzerine yağdıran püskürtücüler yardımı ile sağlanır. Suni yağmurun yağış şiddetini ölçmek için 25-30 cm çapındaki yağış ölçme kabı veya yağmur şiddetini ölçme cihazı kullanılır. Ölçü kaplarının ağzı izolatör veya izolatör zincirinin ortasından geçen yatay düzlemde bulunacak tarzda yerleştirilir. Test edilen izolatörün boyu bir metreyi geçtiği takdirde, bu işlem izolatörün her iki uç noktası için de yapılmalıdır. Bu üç ölçünün ortalaması anma yağmur şiddetine göre %10 ‘dan fazla fark göstermemeli ve ölçülen değerlerden hiçbirisi ortalama değerden %25 ‘den fazla farklı olmamalıdır.

Atmosferik şartlara göre düzeltilerek bulunan test geriliminin yarı değerine eşit bir gerilim izolatöre uygulanır ve sonra 10 saniyeden az  olmayan bir sürede bu gerilim test gerilimi değerine yükseltilir. Test gerilimi bir dakika süre ile izolatöre uygulanır.

İzolatör yaşta atlama gerilimi, yaşta bir dakikalık test geriliminin %75 ‘inin 5-30 saniye içerisinde ve değişmeyen bir hızla atlama gerilimine yükseltilmesi suretiyle elde edilir. Yaşta atlama gerilimi, atmosfer şartlarına göre düzeltilmek suretiyle birbirini izleyen 10 gerilim değerinin okunması ve kaydedilmesi suretiyle tesbit olunur.

4.2.2.2. İkinci Grup Testler

İmalat testlerinde olumlu sonuç alınan izolatörlerden ayrılacak numuneler sırayla; boyutların doğrulanması, sıcaklık değişimi, 24 saatlik mekanik dayanıklılık, kısa süreli elektromekanik kırılma yükü, mekanik kırılma yükü, delinme, gözeneklilik (porozite), galvanizlenme niteliği testlerine tabi tutulur.

Zincir izolatörlerinden alınan numune grubu birbirine yakın eşitlikte üç kısma bölünür. Bunların hepsine boyutların doğrulanması, sıcaklık değişimi testleri uygulanır. Bundan sonra birinci kısma 24 saatlik mekanik dayanıklılık, kısa süreli elektromekanik kırılma yükü testleri, ikinci kısma mekanik kırılma yükü, gözeneklilik testleri, üçüncü kısma delinme, galvanizlenme niteliği testleri uygulanır.

Mesnet izolatörlerinden alınan numune grubu birbirine yakın eşitlikte iki kısma bölünür. Her iki kısma boyutların doğrulanması, sıcaklık değişim testleri uygulandıktan sonra, birinci kısma mekanik kırılma yükü, gözeneklilik testleri, ikinci kısma delinme ve galvanizli parçalar varsa galvanizleme niteliği testleri uygulanır.

a) Boyutların doğrulanması : Gerekli ölçü aletleri ile izolatör numuneleri boyutlarının ait oldukları imalat resimlerindeki boyutlara uyup uymadıkları kontrol edilir. Boyutların toleransı ± (0,03.d+0,3) mm ‘yi geçmemelidir. Burada d izolatörün mm cinsinden boyutlarıdır.

b) Sıcaklık değişimi testi : Zincir izolatörleri sabit metal kısımları ile birlikte, mesnet izolatörleri ise iletkensiz ve tesbit demirsiz olarak, musluk suyu sıcaklığından 70 0C daha fazla bir sıcaklıktaki su banyosuna, başka bir ara kap kullanılmaksızın hızla tamamen daldırılır ve T dakika süre ile bu suyun içinde bekletilir. Bundan sonra hızla çıkarılan izolatör bekletilmeden, içinde musluk suyu bulunan soğuk banyoya tamamen daldırılır, yine T dakika bekletilir. Burada T=(15+0,7 m) dakika olup m izolatörün kg cinsinden ağırlığıdır. Bu ısıtma ve soğutma işlemi arka arkaya beş defa tekrarlanır. Bir banyodan diğer banyoya geçiş süresi 30 saniyeyi aşmamalıdır. Banyolardaki su miktarı izolatörün tamamının daldırılmasına ve su sıcaklığının 5 0C ‘den fazla değişmemesine yetecek kadar bol olmalıdır.

İzolatörler, 5. defa soğuk banyodan çıkarıldıktan sonra muayene edilerek çatlamadıkları ve sırlarında herhangi bir bozulma olmadığı tesbit edilmelidir. Bundan sonra massif çekirdekli olmayan izolatörlere imalat testlerinden endüstriyel frekans testi, massif çekirdekli izolatörlere ise mekanik test uygulanır. İzolatörler, porseleni veya sırı çatlamadan, delinme olmadan ve mekanik kırılma meydana gelmeden bu testlere dayanmalıdır.

c) 24 saatlik mekanik dayanıklılık testi : Bu test sadece zincir izolatörlerine uygulanır. İzolatörler 24 saat süre ile eksenlerine uygulanan “24 saatlik beyan edilen mekanik test yükü” ne eşit bir gerilme yüküne tabi tutulur. Bu testten sonra izolatörler, bir dakika süre ile imalat testlerinden, endüstriyel frekans testine delinmeden ve kırılmadan dayanabilmelidir.

d) Kısa süreli elektromekanik kırılma yükü testi : Bu test sadece zincir izolatörlere uygulanır. İzolatörlerin metal kısımları arasına şebeke frekanslı gerilim ile mekanik gerilme yükü aynı anda uygulanır. Uygulanan test gerilimi, test şartları altında kuruda atlama geriliminin %90 ‘ına eşit olup bu değer bütün test süresince muhafaza edilir. Gerilme yükü, beyan edilen elektromekanik kırılma yükünün %20 ‘si oranında ve düzgün bir hızla, izolatörde hasar veya kırılma meydana gelinceye kadar artırılır. Beyan edilen yükten daha aşağı bir değerde delinme veya kırılma meydana gelmemelidir.

e) Mekanik kırılma yükü testi : Zincir izolatörlerine beyan edilen mekanik kırılma yükünün yarısına eşit bir gerilme yükü uygulanır. Bu gerilme yükü metal kısımlar arasına uygulanarak dakikada beyan edilen mekanik kırılma yükünün %20 ‘si oranında, düzgün bir hızla kırılma hasıl oluncaya kadar artırılır.

Mesnet izolatörleri; test sırasında uygulanan yükle, farkına varılabilir bir şekil değişmesi meydana gelmeden dayanabilen sabit bir mesnede tesbit edilmelidir. Beyan edilen mekanik kırılma yükünün yarısına eşit bir yük, mesnedin eksenine dikey olarak, izolatörün yan iletken yuvasının yüzeyinde bu yuvayı saran bir tel halat ile uygulanır. Bu gerilme yükü, dakikada beyan edilen mekanik kırılma yükünün %20 ‘si oranında, düzgün bir hızla kırılma oluncaya kadar artırılır. Beyan edilen mekanik kırılma yükünden aşağı bir değerde kırılma meydana gelmemelidir.

f) Şebeke frekanslı delinme testi : İzolatörler temizlenip kurutulduktan sonra, atlamayı önleyecek uygun bir yalıtkan madde ile dolu kabın içerisine tamamen daldırılırlar. Kap metal ise, bu kabın boyutları, izolatörün herhangi bir parçası ile kabın yan yüzeyleri arasındaki en kısa mesafe, izolatörün en büyük siper çapının 1.5 katından az olmayacak büyüklükte seçilmelidir.

Test gerilimi, zincir izolatörlerinde metal bağlantı parçaları arasına, mesnet izolatörlerinde ise metal mesnet ile izolatörün iletken yuvasına bağlanan iletken arasına uygulanır. Gerilim hızla, beyan edilen kuruda 1 dakikalık şebeke frekanslı test gerilimine çıkarılır. Sonra saniyede 1000 V ‘luk düzgün bir artışla izolatör delininceye kadar bu gerilim yükseltilir. Bulunan delinme gerilimi beyan edilen gerilim değerinden az olmamalıdır.

g) Havada aşırı gerilim darbesi testi : İstenildiği takdirde şebeke frekanslı delinme testi yerine bu test yapılabilir. İzolatör devreye bağlanmadan önce, darbe generatörü, cephesi beyan edilen diklikte bulunan pozitif bir gerilim dalgası verecek şekilde ayarlanmalı ve bu dalganın tepe değeri beyan edilen darbe gerilimi değerine eşit olmalıdır. İzolatöre 20 darbe uygulanmalı ve bu test sırasında izolatör delinmemelidir.

h) Gözeneklilik (porozite) testi : İzolatör kırıkları, 1 gram fuksin ‘in 100 gram etil alkoldeki çözeltisinde en az 150 kgf/cm2 basınç altında ve test basıncı ile saat olarak bekletilme süresi çarpımı 1800 ‘den az olmamak üzere hesaplanacak süre kadar bekletilir. Bu şekilde bekletilen izolatör kırıkları, yıkanıp kurutulduktan sonra tekrar kırılarak renkli fuksin çözeltisinin porselen içine veya sır ile porselen arasına sızıp sızmadığı, rengin yayılıp yayılmadığı kontrol edilir.

i) Galvanizlenme niteliği testi : İzolatörlerin metal kısımları benzin veya diğer uygun yağ eriticilerine daldırılarak temizlenir, temiz ve yumuşak bir bezle kurulanır. Sonra %2 sülfürik asit çözeltisine daldırılarak 15 saniye bekletilir. Bu metal parçalar temiz su ile iyice yıkanıp, yumuşak bir bezle kurulanır.

Bundan sonra her metal parça, filtre edilmiş ve yoğunluğu 20 0C ‘de 1,170 ± 0,01 olan bakır sülfat çözeltisine 4 defa birer dakika süreyle tamamen daldırılır. Test sırasında bakır sülfat çözeltisinin sıcaklığı 18 0C ‘den aşağı düşmemeli ve 22 0C ‘den yukarı çıkmamalıdır. Bu testte çözelti ve metal parçalar hareket ettirilmemelidir. Bakır sülfat çözeltisi, 35 gram bakır sülfat kristalinin 100 cm3 saf suda çözelmesi suretiyle hazırlanır. Çözeltinin nötrleştirilmesi için, beher litreye 1 gram bakır karbonat veya bakır hidrat ya da siyah bakır oksit ilave edilir.

Galvanizlenme niteliği testine tabi tutulacak yüzeyin beher cm2 ‘si için en az 6 cm3 çözelti bulundurulmalıdır. Numunenin herhangi bir parçası ile kabın yan yüzeyleri arasındaki en kısa mesafe 2,5 cm ‘den az olmamalıdır. Her daldırıştan sonra numune yıkanmalı ve akar su altında fırçalanmalıdır. Son daldırış hariç olmak üzere dikkatlice kurulanan bu parçalar çözeltiye tekrar batırılmalıdır. Dördüncü daldırıştan sonra deney parçaları yüzeyine yapışmış ve akar su altında fırça ile giderilmeyen kırmızı metal bakır kalıntıları bulunmamalıdır. Üçüncü veya dördüncü daldırışlardan sonra keskin açılarda görülebilecek kalıntılar dikkate alınmaz.

4.2.2.3. Tekrarlanacak Testler

Boyutların doğrulanması, sıcaklık değişimi, 24 saatlik mekanik dayanıklılık, kısa süreli elektromekanik kırılma yükü, mekanik kırılma yükü, delinme, gözeneklilik, galvanizlenme niteliği testlerinde olumsuz sonuç alınması halinde, tekrarlanacak testler için alınacak numune sayısına uygun şekilde tekrar numune ayrılır ve testler yeniden uygulanır.

“Anma gerilimi 1000 V ‘tan daha yukarı olan elektrik hava hatları için porselen ve cam izolatör testleri” konulu 383 no.lu IEC yayını, yük ve sıcaklık değişimi altında izolatörlerin aldığı durumu araştırmaya yarayan herhangi bir testi kapsamamaktadır. Oysa işletmedeki izolatörlerin güvenilirliği açısından birinci derecede önemi olan bu bilgiyi, uygulanan uzun süreli testler veya dayanıklılık testleri verebilmektedir.

575 no.lu IEC yayını, izolatörler için termik-mekanik tipte bir tip testi önermektedir. Ayrıca, bir numune testi olarak önerilen, yük değişimiyle birlikte yürütülen mekanik bir testi de kapsamaktadır.

a) Termik-mekanik dayanıklılık testi : Bu testin ilk bölümünde sıcaklık değişim deneyi ile birlikte mekanik yükleme ve yük sıfırlama, son bölümünde ise izolatörün kırılma testi yer almaktadır. Son bölüm elektromekanik veya mekanik kırılma yükü testinin aynısıdır. Böyle bir kırılma yükü testi, test sonuçlarını değerlendirmede termik-mekanik dayanıklılık testinin temelini oluşturur. Testin ilk bölümünde; izolatör elemanlarına 24 saatlik dört çevrim halinde soğutma ve ısıtma işlemleriyle birlikte, beyan edilen elektromekanik veya mekanik kırılma yükünün %60 ‘ına eşit bir gerilme yükü uygulanır. Gerilme yükü, izolatöre oda sıcaklığında ve ilk ısıl çevrime başlamadan önce uygulanır.

Aksi söz konusu olmadıkça, 24 saatlik ısıl çevrim; sıcaklığın -30±5 0C ‘ye düşürülmesi ve +40±5 0C ‘ye yükseltilmesi şeklinde olur. Sıcaklık değerleri çevre hava sıcaklığını göstermektedir. İşlem; önce soğutma, sonra ısıtma biçiminde yapılır. Test cihazları birbirini takip eden en düşük ve en yüksek sıcaklıkların herbirini en az 4 saat süreyle sağlayabilmelidir. Sonuncu ısıtma işlemi dışında, her ısıtma işlemi sonuna doğru gerilme yükü tümüyle sıfırlanır ve yeniden uygulanır. Dördüncü 24 saatlik çevrimin tamamlanmasından ve sıcaklığın oda sıcaklığına düşmesinden sonra gerilme yükü sıfırlanır. Bu yükün sıfırlanmasından sonra, aynı gün izolatörler üzerinde tek tek elektromekanik veya mekanik kırılma yükü testi uygulanır. Elde edilen kırılma yükü değerleri ve kırılma biçimleri, termik-mekanik dayanıklılık deneyinin son bölümünde alınan test sonuçlarıyla karşılaştırılarak izolatörlerin dayanıklılığı karara bağlanır.

b) Mekanik dayanıklılık testi : Bu test, IEC standardından kaldırılmış olan 24 saatlik mekanik test yerine geçmek üzere ve numune testi taleplerini karşılamak amacıyla daha basit bir dayanıklılık testi olarak eklenmiştir. Önemli imalat hataları söz konusu olduğunda bu mekanik dayanıklılık testinin, bilinen elektromekanik veya mekanik kırılma yükü testinin ötesinde bir etkinliği olduğu görülmektedir.

Bu testin ilk bölümünde mekanik yükleme ve yük sıfırlama, son bölümünde ise izolatörün kırılma testi yer almaktadır. Sonuç bölümü bilinen elektromekanik veya mekanik kırılma yükü testinin aynısıdır. Böyle bir kırılma yükü testi, test sonuçlarını değerlendirmede mekanik dayanıklılık testinin temelini de oluşturur. Testin ilk bölümünde; izolatör elemanlarına beyan edilen elektromekanik veya mekanik kırılma yükünün %60 ‘ına eşit bir gerilme yükü uygulanır. Aksi söz konusu olmadıkça gerilme yükü ani olarak dört defa arka arkaya uygulanır ve sıfırlanır. Aynı gün yükleme ve yük sıfırlama işleminden sonra izolatörler üzerinde tek tek bilinen elektromekanik veya mekanik kırılma yükü testi uygulanır. Elde edilen kırılma yükü değerleri ve kırılma biçimleri, termik-mekanik dayanıklılık testinde alınan sonuçlarla karşılaştırılarak izolatörlerin dayanıklılığı karara bağlanır.

5. KİRLENME ŞARTLARINA GÖRE İZOLATÖRLERİN SEÇİM KRİTERLERİ

İşletmede ve pek çok deney sonuçlarında, tabii veya yapay kirlenme şartlarında kazanılan deneyimlere dayanan bilgiler ve kirli şartlarda yeterli performansı verecek izolatör seçimine yardım eden basit genel kurallar, genellikle izolatörün kendi tasarımını sınırlamayan diğer bir kaç geometrik parametre ile en küçük yüzeysel kaçak yolu uzunluğu şartlarına dayandırılır. Böylece, izolatörlerin tesis edilecekleri yerlerde önceden verilen zorluklara dayanarak izolatör seçimi için kolay bir yöntem sağlanır.

5.1. Kirlenme Şiddeti Seviyeleri

Standartlaştırma amacı ile, nitelik olarak hafif kirlenmeden çok ağır kirlenmeye kadar kirlenmenin dört seviyesi belirtilmiştir. Tablo 2 ‘de çeşitli kirlenme seviyeleri için örnekler verilmiştir. Tablo 2 ‘de belirtilen her bir kirlenme seviyesi için uygulanan en yüksek gerilim ile ilişkili minimum anma özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu Tablo 3 ‘de verilmiştir.

Tablo 2. Kirlenme şiddeti seviyeleri ve örnekler

Kirlenme seviyesi Tipik çevre örnekleri
Hafif -
Sanayi tesisi bulunmayan ve ısıtma tesisleri ile donatılmış, mesken yoğunluğu az olan alanlar

-
Sanayi tesisleri ve mesken yoğunluğu az olan, ancak sık sık rüzgara ve/veya yağmura maruz kalan alanlar

-
Tarım alanları

-
Dağlık alanlar

(Bütün bu alanlar denizden en az 10-20 km uzaklıkta olmalı ve denizden gelen rüzgarlara açık olmamalıdır).

Orta -
Özellikle kirletici duman oluşturmayan sanayi tesisleri ve/veya ısıtma tesisleri ile donatılmış, mesken yoğunluğu ortalama değerde olan alanlar

-
Mesken ve/veya sanayi tesisi yoğunluğu yüksek, ancak sık sık rüzgara ve/veya yağmura maruz kalan alanlar

-
Denizden gelen rüzgarlara açık, ancak sahile çok yakın olmayan alanlar (en az bir kaç km uzaklıkta)

Ağır -
Kirlilik üreten ısıtma sistemlerinin yüksek yoğunlukta olduğu büyük şehirlerin banliyöleri ve sanayi tesisleri yoğunluğu yüksek olan alanlar

-
Denize yakın veya denizden gelen oldukça kuvvetli rüzgarlara açık olan alanlar

Çok ağır -
İletken tozlara ve özellikle kalıcı iletken birikintiler oluşturan endüstriyel dumana maruz kalan, genellikle ılımlı uzantısı olan alanlar

-
Sahile çok yakın ve deniz püskürtmesine veya denizden esen çok kuvvetli ve kirletici rüzgarlara açık olan alanlar, genellikle ılımlı uzantısı olan alanlar

-
Kum ve tuz taşıyan kuvvetli rüzgarlara açık olan, düzenli yoğuşmaya maruz kalan ve yağmur düşümü uzun periyotlarla nitelenen çöl alanları

Tablo 3. Yapay kirlenme seviyelerine göre minimum anma özgül yüzeysel kaçak yolu uzunlukları

Kirlenme seviyesi Minimum anma özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu (mm/kV)
Hafif 16
Orta 20
Ağır 25
Çok ağır 31

Kirlenmenin belirli çeşitleri için özel olarak şekillendirilmiş bazı izolatörler, işletmede istenilen yeterlikte performans göstermelerine rağmen, bu şartları sağlamayabilirler.

İşletme tecrübesine bağlı olarak çok hafif kirli alanlarda 16 mm/kV ’dan daha küçük anma özgül yüzeysel kaçak yolu uzunlukları kullanılabilir. 12 mm/kV alt bir sınır olarak görülebilir. İstisnai kirlenme şiddeti durumunda, 31 mm/kV ’luk bir anma özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu yeterli olmayabilir. İşletme deneyimine ve/veya laboratuvar deney sonuçlarına bağlı olarak, özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğunun daha yüksek bir değeri kullanılabilir.

Faz-toprak arasına tesis edilen bir izolatörün anma yüzeysel kaçak yolu uzunluğu, tesis yerindeki kirlenme seviyesine göre aşağıdaki ifade ile belirlenir.

En küçük anma yüz.kaç.yolu uzun. = En küçük özgül yüz.kaç.yolu uzun. * kD

Burada kD, çaptan kaynaklanan düzeltme faktörüdür. İzolatörler fazlar arasında kullanılırsa, yüzeysel kaçak yolu uzunluğu üç fazlı sistem için

izolatörler

ile çarpılmalıdır.

5.2. Özgül Yüzeysel Kaçak Yolu Uzunluğu Kavramının Uygulanması

Özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu kavramını başarılı bir şekilde uygulamak için, izolatörü nitelendiren belli boyutsal parametreler göz önüne alınmalıdır. İşletme deneyimlerine ve laboratuvar deneylerine dayalı olan bu parametreler izolatörün profiline, çapına ve konumuna bağlıdır. Göz önüne alınması zorunlu aşağıdaki parametreler, izolatör tasarımının geleceğe yönelik gelişimini sınırlamayı amaçlamaz. Bu parametreler, işletmede yeterli bir performans sağlamak için esnek olarak yorumlanması gereken bazı şartları basit bir şekilde verir. Deneyimlere dayanılarak elde edilen önemli parametreler aşağıda verilmiştir.

5.2.1. Profili Nitelendiren Parametreler

Bir izolatör profili aşağıdaki parametreler vasıtasıyla nitelendirilir.

-
Aynı çaplı komşu etekler arasındaki uzaklık (c)

-
Etek adımının etek derinliğine oranı (s/p)

-
Yüzeysel kaçak yolu uzunluğunun yalıtma aralığına oranı (ld/d)

-
Değişken etekler

-
Eteklerin eğimi

-
İzolatörün tamamını niteleyen parametreler


Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu


Profil faktörü

5.2.2. İzolatör Konumunun Etkisi

İzolatörler eğimli ve yatay konumda kullanıldıklarında, düşey konumda kullanılmak üzere tasarlanmış olan izolatörlerin kirlenme performansında normal olarak bazı değişiklikler olur. Genel olarak bu değişiklikler performansın iyileştirilmesi içindir. Ancak bazı durumlarda yoğun yağmurun kaskat etkisinden dolayı performansta bir azalma olabilir. Önemli derecede iyileştirilmiş performans, belirli veriler ile elde edilmedikçe, konumdan kaynaklanan performanstaki herhangi bir değişiklik ihmal edilmelidir. İzolatörler eğimli veya yatay bir konumda kullanım içim tasarımlanmışsa, kirlenme şartlarındaki performans, bunların tasarımlandığı konumlarda laboratuvar veya işletmedeki deneyler ile kontrol edilebilir.

5.2.3. Çapın Etkisi

Ortalama çapın artmasıyla, mesnet ve oyuk izolatörlerin kirlenme durumundaki azalan performansını göstermek üzere çeşitli laboratuvar deneyleri yapılır. kD faktörü, Dm ortalama çap (mm) olmak üzere yüzeysel kaçak yolu uzunluğunu artıran bir faktör olarak önerilmiştir.

-
Dm < 300 mm ise kD=1

-
300 < Dm < 500 mm ise kD=1.1

-
Dm > 500 mm ise kD=1.2

seçilebilir. Bununla birlikte bu değerler, çalıştırma yeri sonuçlarına veya laboratuvar deneylerine göre farklı olabilir. Bu nedenle, bu faktör dikkatle kullanılmalıdır.

Verilen bir profil için ortalama çap, aşağıdaki formülle hesaplanır.

izolatörler

(5.1)

Burada ; lt izolatörün toplam yüzeysel kaçak yolu uzunluğu ve D(l) bir elektrottan ölçülen, l yüzeysel kaçak yolu uzunluğundaki çap değeridir. (5.1) denklemi genel olarak, aşağıdaki basit bağıntılar ile yaklaşık olarak hesaplanabilir.

1)

Düzenli etekler için, (Şekil 13.a)

izolatörler

(5.2)

2)

Değişken etekler için, (Şekil 13.b)

izolatörler

(5.3)

izolatörler

(a)                                             (b)

Şekil 13. (a) Düzenli etekler                     (b) Değişken etekler

5.3. Kirlenme Şiddetinin Değerlendirilmesi

Kirlenme şiddetinin değerlendirilmesi,

-
Tablo 2 ‘de verilen göstergelerden niteliksel olarak,

-
Uzmanların değerlendirme yapabilmesi için, kullanılmakta olan hatlardan ve merkezlerden alınan izolatörlerin davranışları ile ilgili bilgilerden,

-
Tesis yerindeki ölçmelerden

yapılabilir. Tesis yerindeki ölçmelerde genellikle farklı metotlar kullanılır. Bunlar,

1)

Yönlendirilmiş ölçü aletleri vasıtasıyla toplanan kirlilik için hacimsel öz iletkenlik metodu.

2)

İzolatör yüzeyi üzerinde birikmiş eşdeğer tuz yoğunluğu (ESDD-Equivalent Salt Density Deposit) metodu.

3)

Çeşitli uzunluklardaki izolatör zincirlerinin toplam atlama sayısı.

4)

Numune izolatörlerin yüzey iletkenliği.

5)

İşletme gerilimine maruz kalan izolatörlerin kaçak akımı (ardışık zaman aralıkları sırasındaki en yüksek akım değerleri).

İlk iki metot pahalı donanım gerektirmez ve kolaylıkla yapılabilir. Hacimsel öziletkenlik metodu, doğal bir tesisteki kirlenme olaylarının şiddeti ve sıklığı hakkında doğrudan bilgi vermez. ESDD metodu, tesis yerindeki kirlenme şiddetini niteler. Islaklıkla ilgili bilgiler ayrıca elde edilmelidir.

Bu metotların doğruluğu, ölçmenin sıklığına bağlıdır. Bununla birlikte ESDD metodunda otomatik bir ölçme sistemi geliştirilmiştir. Böylece kirlenme şiddeti (mesela yıkamanın uygun bir zamanlamasını bulmak için) sürekli olarak ölçülebilir.

Toplam atlama sayısına dayalı metot pahalı deney tesislerini gerektirir. Güvenilir bilgi, sadece gerçek uzunluğa çok yakın bir uzunluğu olan ve işletme gerilimine yakın bir gerilimde atlama yapan izolatörler için elde edilebilir.

Bir güç kaynağı ve özel bir kayıt cihazını gerektiren son iki metot, kirlenme etkilerinin sürekli olarak izlenmesi gibi bir üstünlüğe sahiptir. Bu teknikler, kirlenme oranının ve sonuçlarının değerlendirilmesi için geliştirilmiştir ve kirlenmenin işletme çalışması için hala bilinen bir güvenlik seviyesinde olduğunu veya yıkama veya yeniden yağlamanın gerekli olduğunu göstermek için kullanılırlar.

Tablo 4 ‘de, IEC 507 ‘de belirtilen deney işlemlerine göre yapılan bazı yapay kirlenme deneylerinden elde edilen değerler aralığı, her bir kirlenme seviyesi için verilmiştir.

Tablo 4. Yapay kirlenme deneylerine ilişkin faz-toprak geriliminde dayanım şiddeti değerleri

Özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu (mm/kV) Yapay kirlenme deneyleri

Faz toprak gerilimine dayanma şiddeti değerleri

Tuzlu sis metodu (kg/m3) Katı kir tabakası metodları
Tuz birikintisi yoğunluğu (mg/cm2) Kir tabakası öziletkenliği (mS)
16 5 – 14 0.03 – 0.06 15 – 20
20 14 – 40 0.10 – 0.20 24 – 35
25 40 – 112 0.30 – 0.60 36
31 >160 - -

5.3. İzolatör Profilini Niteleyen Parametreler

Bu parametreler, düşey konumda tesis edilmiş olan izolatörlerle ilgilidir.

a)
Etekler arasındaki minimum c mesafesi : c, en üstteki eteklerin dış çıkıntılarının en alçak noktasından, aynı çaplı eteğin altına bir dik çizilerek ölçülen aynı çaplı komşu etekler arasındaki en kısa uzaklıktır (Şekil 14). Bu uzunluk, yağmurlu şartlarda, ardışık iki etek arasında köprülenmeyi önlemek için önemlidir. 30 mm ‘lik veya daha fazla c değeri, bu şartı yerine getirir. Dıştan dışa uzunluğu 550 mm ‘den küçük veya eşit olan izolatörlerde veya etek derinliği küçük olan izolatörlerde, c değeri 20 mm olarak kabul edilebilir. c değeri, başlıklı ve kaideli, mesnet ve çan (pin) tipi izolatörlere uygulanmaz.

b)
Eteklerin eğimi : Eteklerin eğimi, izolatörlerin kendini temizleme özellikleri için önemlidir. Minimum etek eğimi açısı, eteğin tepesinde, 50 ‘den daha büyük olmalıdır (Şekil 15). Eteğin alt bölümünde minimum açı belirtilmez. Bununla birlikte, bu alt bölüm dalgalanmasız ise, 20 ’lik minimum bir eğim uygun olur.

izolatörler

Şekil 14. Etekler arasındaki minimum c uzaklığı

izolatörler

Şekil 15. Eteklerin eğimi

c)
Adımla etek derinliği arasındaki s/p oranı : s/p oranı, ya etek derinliğinin fazlaca büyütülmesi ya da etek sayısının gerekirse arttırılmasıyla keyfi olarak çok yüksek yüzeysel kaçak yolu uzunluğunun sağlanmasına ilişkin sınırları gösterir. Bu oran, izolatörlerin kendiliğinden temizlenme özellikleri için önemlidir. s/p oranı, 0.8 ‘e eşit veya daha büyük olmalıdır. İşletme tecrübesi bu değerin, düz etekli olması durumunda (dalgalanmasız) 0.65 ‘e kadar azaltılabileceğini göstermektedir. s, ardışık eteklerin benzer iki noktası arasındaki düşey uzaklıktır. p, en büyük etek derinliğidir (Şekil 16-19).

d)
Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu ve yalıtma aralığı arasındaki ld/l oranı : ld/l oranı, yerel kısa devrelerden kaçınmak için, yüzeysel kaçak yolu uzunluğunun kullanılmasını açıklar ve 5 ‘den küçük olmalıdır. ld/l oranı, herhangi bir bölümdeki en elverişsiz durum için (mesela, sis tipi izolatör profilinin alt kenarında) kontrol edilmelidir. d, yalıtkan bölüm üzerinde bulunan iki nokta arasında veya yalıtkan bölümün üzerinde herhangi bir nokta ile bir metal bölüm üzerindeki diğer bir nokta arasında ölçülen havadaki doğrusal uzaklıktır. ld/l, yukarıdaki iki nokta arasında ölçülen yüzeysel kaçak yolu bölümüdür.

e)
Değişken etekler : Ardışık iki etek derinliği arasındaki (p1-p2) farkı, yağmurlu koşullarda kısa devreden kaçınmak için önemlidir (Şekil 2.17). p1 en büyük eteğin, p2 ise en küçük eteğin etek derinliğidir. p1-p2 farkı, genellikle 15 mm ‘ye eşit veya daha büyük olmalıdır.

izolatörler

Şekil 16. Normal etekler

izolatörler

Şekil 2.18. Çan (kep) tipi izolatör

izolatörler

Şekil 17. Değişken etekler

izolatörler

Şekil 2.19. Alt kısmı dalgalı etekler

5.4. İzolatörün Tamamını Niteleyen Parametreler

İzolatörler kirlenme şartlarındaki performanslarına göre farklı biçimlerde tasarlanabilirler. Kirlenme şiddeti arttığında, özgül yüzeysel kaçak yolu uzunluğu kriterini yeterli hale getiren çözüm, izolatörün sızma uzunluğunun artırılmasıdır. Bununla birlikte bu çözüm, kirlenme şiddetinin çok yüksek olduğu durumlarda uygulanmayabilir veya ekonomik olmayabilir. Bu nedenle belirtilen kirlenme şiddetinin bulunduğu durumlara uygun farklı profillere sahip izolatörleri tasarlamak gerekebilir. Yukarıda belirtilen farklı parametreler bir profilin yerel bölümlerini niteler. Buna rağmen yüzeysel kaçak yolu uzunluğu faktörü ve profil faktörü ile izolatörün tamamen nitelenmesi gereklidir. Bu iki faktör, kirlenme şiddetine bağlıdır. Profil faktörü, deneyimlerden elde edilen ampirik bir büyüklük olmasına rağmen, yüzeysel kaçak yolu uzunluğu faktörünün teorik ve bilimsel bir anlamı bulunmaktadır. Profil  faktörü, çan tipi izolatör (Şekil 2.18) ve başlık ve kaideli mesnet tipi izolatörlere (Şekil 2.20) uygulanmazken, yüzeysel kaçak yolu uzunluğu faktörü izolatörlerin bütün tiplerinin profillerinin nitelendirilmesinde kullanılabilir.

izolatörler

Şekil 2.20. Başlıklı ve kaideli mesnet tipi izolatör

a) Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu : Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu faktörü, lt/st ‘ye eşittir. Burada; lt, bir izolatörün toplam yüzeysel kaçak yolu uzunluğu, st ise gerilimin normal olarak uygulandığı metal bölümler arasında, ark boynuzlarını hesaba katmaksızın, izolatörün dışında hava içindeki en kısa uzaklık olan ark uzunluğudur. Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu faktörünün hafif ve orta kirlenme seviyelerinde <= 3.5, ağır ve çok ağır kirlenme seviyelerinde <= 4 olarak korunması tavsiye edilir.

b) Profil faktörü : Profil faktörü; basitleştirilmiş yüzeysel kaçak yolu uzunluğunun, s adımını tanımlayan iki nokta arasında ölçülen gerçek yalıtkan yüzeysel kaçak yolu uzunluğuna oranı olarak tanımlanır. Basitleştirilmiş kaçak uzunluğu, şekil 2.16 ve şekil 2.19 ‘daki izolatörler için, 2p + s ‘in ve şekil 2.17 ‘deki izolatörler için, 2p1 + 2p2 + s ‘in toplamıdır. p, p1, p2 ve s Şekil 2.16-2.20 ‘de gösterilmiştir. Böylece, profil faktörü, Şekil 2.16 ‘da ve Şekil 2.19 ‘daki izolatörler için

izolatörler

‘ye, Şekil 2.17 ‘deki izolatörler için de

izolatörler

‘ye eşittir. Burada; l, s ‘yi tanımlayan iki nokta arasında ölçülen yalıtkan kaçak yolunun yüzeysel kaçak yolu uzunluğudur. Profil faktörünün, hafif ve orta kirlenme seviyeleri için 0.8 ‘in, ağır ve çok ağır kirlenme seviyeleri için 0.7 ‘nin üstünde korunması tavsiye edilir.

TÜM DERS NOTLARI İÇİN TIKLAYIN
YORUMLAR

YORUM YAZ
Yorum yazabilmek için sağ üstten giriş yapmanız gerekir.
  Üye değilseniz,üye olmak için
 TIKLAYIN.
Lütfen sorularınızı yukarıdaki SORUSOR sekmesinden sorunuz
Buradan sorularınıza admin tarafından CEVAP VERİLMEYECEKTİR.
Max. 1000 karakter.
Sinavlara hazirlik