Gençlere değer katacak içeriklere Google Haberler'den abone olmak ister misiniz?.Google Haberlere Abone Ol. Gençliğe değer katma arzusuyla..

İçindekiler

Herkese selamlar bu yazımda sizler için yüksek gerilim laboratuvarlarının öneminden, yapılan testlerden tutunda kullanılan ekipmanlara kadar yüksek gerilim laboratuvarı hakkında her türlü kavramdan bahsedeceğim. Keyifli okumalar dilerim.

Yüksek Gerilim Laboratuvarlarına İhtiyaç Duyulmasının Sebepleri

Yüksek Gerilim Laboratuvarları, hava hatlarındaki izolatörlerden rüzgar türbini kanatlarına, katı ve sıvı yalıtım malzemelerine kadar, her türlü elektrik yalıtım malzemesinin ve elektrik şalt tesis malzemelerinin yüksek gerilim ve akıma karşı dayanımını test etmek için Yüksek gerilim laboratuvarlarına ihtiyaç duyarız.

Yüksek Gerilim Laboratuvarlarında Dikkat Alınması Gereken Hususlar

Yüksek gerilim laboratuarlarının tasarımında dikkat edilmesi gereken hususları iki grupta inceleyebiliriz;

Yüksek Gerilim Laboratuarlarının Sınıflandırılması

Yüksek Gerilim Laboratuarlarının amaçlandıkları amaca ve mevcut kaynaklara (finansman) bağlı olarak sınıflandırılması dört tipte sınıflandırılabilir:

  • Küçük laboratuarlar
  • Orta boy laboratuarlar
  • Büyük genel amaçlı laboratuarlar
  • UHV (ultra high voltage) laboratuarları.

Bu çeşitli laboratuar türlerinin bazı belirgin özellikleri aşağıda incelenmektedir.

Küçük Laboratuarlar

Küçük bir laboratuvar dc veya 10 kW / 10 kVA’dan daha düşük güç frekansı test ekipmanı ve yaklaşık 10 kJ veya daha az enerji sınıfına sahip dürtü ekipmanı. Voltaj değerleri a.c., tek ünite veya 500 ila 600 kV ac için yaklaşık 300 kV olabilir. Kaskad üniteleri için ± 200 ila 400 kV dc ve 400 kV’dan daha düşük darbe gerilimi olabilir. Normalde ekipman, 15 m x 10 m x 8 m boyutlarındaki bir odaya veya salona yerleştirilmek içindir. Bazen ekipman derecelendirmeleri, yalnızca 5 m ila 6 m yüksekliğinde bir odaya yerleştirilebilecek şekilde sınırlıdır.

Bu tür laboratuarlar, yüksek voltaj testleri veya araştırma yapmak veya eğitim vermek için küçük kaynaklarla böyle bir tesis kurmaya karar veren mühendislik kolejleri ve üniversiteler içindir. Böyle bir durumda, mühendislik yüksekokulunun veya üniversitesinin yerel bir endüstri veya AR-GE organizasyonu ile birleşmesi tercih edilir. Test tesislerinin ve zamanın nasıl paylaşılabileceğine ilişkin tarafların sorumluluklarını belirlemek ve tanımlamak önemlidir.

Başka bir fikir üniversitenin laboratuara tam olarak sahip olmaya karar vermesini sağlamak, ancak müşteriler için düzenli teknik eğitim ve yüksek gerilim testi tesislerini açmaktır. Burada birçok yüksek gerilim laboratuarı sınıflandırması probleminin orta gerilim seviyelerindeki testlerle çözülebileceği söylenebilir. Bu tür laboratuarlar 180 bin ila 900 bin tl yatırımla inşa edilebilir.

Orta Büyüklükte Laboratuar – Endüstriyel Laboratuar

Orta büyüklükteki laboratuarlarda ana işlevleri rutin testler yapmak olacaktır. Gelecekteki testlere ve test kaynaklarına olan talep, gelecekteki üretim hedefleriyle aynı ölçüde bilinecektir. Bu tür laboratuarların dikkatli planlanması şunları içermelidir [9]:

  • kara taşımacılığı,
  • vinç gibi taşıma ekipmanları,
  • aletleri kolayca erişilebilir hale getirerek test prosedürlerinin rasyonelleştirilmesi ve
  • maksimum voltaj değerini arttırmak için yer sağlamak vb.

Böyle bir laboratuar başlangıçta kablolar, transformatörler gibi imal edilen ve test edilmesi önerilen ekipmanın boyutlarına ve boyutuna bağlı olarak 200 ila 600 kV arasında bir güç frekansı test tesisi içerebilir, ancak kVA derecesi çok daha yüksek (100 ila 1000 kVA). Gereken impuls voltaj üreteci 20 ila 100 kJ veya daha yüksek bir değere sahip olacaktır. Aşırı gerilim arestörlerini test etmek için darbe akımı jeneratörü ve dc kabloları ve kapasitörleri test etmek için test tesisleri de kullanılabilir. Endüstriyel laboratuarlarda genellikle araştırma çalışmaları için fazla bir vurgu yapılmaz ve yeni ekipmanların dahil edilmesi için çok az esneklik mevcut olabilir.

Büyük Boy Laboratuarlar

Bu tip laboratuarlar, öngörülen testleri yürütmek ve araştırma çalışmaları yapmak için tasarlanmıştır ve hemen hemen tüm yüksek gerilim laboratuarları sınıflandırması ve yüksek akım test ekipmanları ve tesislerini içerecektir. Mevcut temel tesisler;

  • Bir veya daha fazla saat test salonları,
  • Korona ve kirlilik test odaları,
  • Büyük boyutlu ekipman, iletim hatları ve kuleleri vb. Testler için dış mekan test alanı,
  • Kontrollü atmosferik test odaları / odaları,
  • İyi ofis olanaklarına sahip bilgisayar tesisleri, konferans salonları, kütüphane vb.
  • Geceleme testleri ve kalış için hazırlık.

Test ekipmanının boyutu ve dereceleri oldukça büyük olacaktır. Bina ve ekipman atölyeyi, vinçler, merdivenler, hava yastığı platformları vb. gibi malzeme taşıma ekipmanlarını ve büyük kontrol ve elektrik tedarik tesislerini (birkaç kVA veya MVA’ya kadar) içerir. Böyle bir laboratuara bağlı personel, araştırma, test, ölçümler, elektronik ve bilgisayar tesisleri vb. İçin ayrı olarak bir yönetmen veya yönetici, birkaç grup lideri ve bölüm başkanları içerecektir. Buna ek olarak, test mühendisleri, teknisyenler, kütüphanecilerden oluşan destek personeli, ofis personeli, vasıflı ve yarı vasıflı işçiler olacaktır.

UHV Laboratuarları

UHV laboratuarları, 765 kV ve üstü voltaj değerlerinin deneysel iletim hatlarının temel tasarımında yardımcı olan testlerin yapılması ve iletkenlerin ve yalıtım yapılarının tam ölçekli dış mekan testleri için tasarlanmıştır. Buna ek olarak, temel araştırmalar yapmak için bir kapalı laboratuar bulunmalıdır. Bu nedenle bir UHV laboratuvarı şunları içermelidir;

  • Korona ve titreşim çalışmaları için açık hava deney hattı,
  • Bir açık hava korona test kafesi,
  • Bir kirlilik test odası ve
  • Temel araştırmalar için kapalı laboratuarlar.

Darbe Test Laboratuvarlarının Topraklanması

Bir topraklama veya topraklama sistemi, normalde sıfır olarak kabul edilen sabit bir kararlı referans potansiyeli anlamına gelir. Darbe test laboratuarlarının üç tip topraklaması vardır:

  • İdeal zemin,
  • Tek nokta topraklama (Şekil 1.a) ve
  • Otobüs zemini (Şekil 1.b).
Nokta Topraklama ve Otobüs Zemini
Nokta Topraklama ve Otobüs Zemini

Yüksek gerilim darbe testleri birkaç kiloamperin yüksek akımlarına yol açar ve akımların değişme hızı 107 ila 109 A / s arasında değişir. Uygun bir özen gösterilmezse, vites değiştirme veya donanımın kontrolünde hasar ve insanlarda yaşam riski oluşabilir. Bu zorluklardan kaçınmak için, darbe test laboratuarlarının topraklama devresindeki endüktansı en aza indirmek için yuvarlak iletkenler yerine bakır şeritler kullanılır. İkincisi, beton bir zemine gömülü metal ızgara, toprak devresinde daha az direnç ve endüktansa neden olur. Zemin yalnızca büyük boyutlu şeritler yakın aralıklarla kullanıldığında etkilidir. Topraklama sistemi aşağıdaki koşulları sağlamalıdır.

  • Kusurlar, ölçüm kablolarının kılıfları boyunca, ölçümlerde hatalara neden olacak aşırı döngü akımlarına neden olur,
  • Topraklama sistemi, topraklama sistemi boyunca voltaj düşüşü, bir döngüdeki voltaj ve döngülerdeki sirkülasyon akımlarından kaçınılacak şekilde olmalıdır.
  • Topraklama şebekesi ile kablolar arasında nötr endüktans etkisini önlemek için ölçüm ve kontrol kablolarında metal borular kullanılmalıdır.

Tipik bir iyi topraklama sistemi, darbe test alanı çevresinde zemin seviyesinin altına yerleştirilmiş ve iyi bağlanmış 1 m genişliğinde ağlara sahip bakır bir ağdan oluşur. Bu ağ, test transformatörleri, şarj h.v. doğrultucu seti, test bölmesi, vb. Izgara, tüm metal çerçevelere ve beton duvarlardaki takviye demirlere ve binanın alt noktalarındaki sütunlara elektriksel olarak bağlanmalıdır. Darbe test alanı, impuls jeneratörünün yüksekliğine eşit bir derinliğe kadar toprağa sürülen Darbe Test Laboratuarlarının Topraklanması ile yaklaşık 2 mm kalınlığında bir yayılmış, gerilmiş veya genişletilmiş bakır ızgara ile donatılmalıdır.

Çubuklar, iç bakır ızgaraya ve yüzey bakır ızgarasına kaynak yapılır. En kısa elektrotun laboratuvar içindeki herhangi bir konumdan kullanılabilmesi için her 16 metrekarelik alan için toprak bağlantı tesisi sağlanacaktır. İyonizasyon ölçümleri yapılacaksa, topraklama sistemi RIV seviyesini dış kaynaklardan en düşük değere tutmalıdır. Ayrıca, darbe testleri sırasında üretilen yüksek frekanslı enerji, test alanı çevresinde herhangi bir soruna neden olmamalıdır. Eğer bu karşılanacaksa, tüm laboratuar Faraday kafesine yerleştirilmelidir.

Yüksek Gerilim Laboratuvarlarında Elektromanyetik Koruyucu ve Toprak Dönüşü

Küçük, orta veya büyük boyutlu yüksek voltajlı bir laboratuarda elektrostatik ve elektromanyetik alan parazitine karşı bir tür tarama bulunmalıdır. Laboratuarda kısmi deşarj ölçümleri yapılacaksa tarama şarttır. 1 MHz frekans aralığındaki elektrik sinyallerinin zayıflaması için 40 db’den az bir zayıflama gerekirken, elektromanyetik sinyaller için daha düşük bir zayıflama gerekir. Daha büyük test laboratuarlarında parazit nedeniyle zayıflama seviyeleri daha yüksektir ve çoğunlukla kusurlu tarama nedeniyle ortaya çıkar.

Taramanın kontrol edilmesinin bir yolu, taşınabilir bir cep radyosunu ayarlamak ve radyoyu 500 kHz ila 10 MHz arasındaki farklı frekanslara ayarlayan laboratuarda dolaşmaktır. Sinyal duyulmamalıdır. Bununla birlikte, bir kablo veya elektrik prizinden geçildiğinde sinyal seviyesinin önemli ölçüde arttığı görülür. Mümkünse, aynı ses seviyesi otomatik ses kontrolü (kazanç kontrolü) bağlı değilken de yapılabilir. Laboratuarlardaki rahatsızlık kaynakları;

  • Asansörler veya vinçler, transformatörler vb. yüklerin açılması veya kapatılması nedeniyle geçici geçişler,
  • Doğrultucu devreler ve -dış sinyaller için anten görevi yapan blendajlı kablolar

Yukarıdakilerin önlendiğine dikkat edilmelidir. Çatı, duvarlar ve döşeme alanı genişletilmiş metal tel örgü ile taranır ve birleştirilirse en iyi tarama elde edilir. Ayrıca, tüm elektrik iletkenleri, zemin metal ağının altından geçen metal kanallarda tamamen elenir. Ölçüm amacıyla, test devresindeki bir test nesnesinin tabanı veya bir impuls voltaj jeneratörü gibi bir noktaya, darbe test laboratuarlarının topraklanması veya sıfır potansiyel noktası yapılmalıdır.

Bu genellikle impuls testi sırasında transformatörlerde arıza göstergesi, doğranmış dalgalarla yapılan testler vb. ölçümlerde rahatsız edilir, çünkü çalışmayı taşıyan impuls test alanından kontrol odasına giren düşük voltaj iletkenleri nedeniyle sivri test devrelerine sokulur. impuls jeneratörü, küre boşlukları, vb. bu farklılıklar hatalı sonuçlar verecek ölçüm cihazına taşınır. Bu voltaj farklılıkları, test devresinin darbe test laboratuarlarının topraklama tarafındaki empedansını azaltarak azaltabilir. Gerilim farklarını azaltmak için en etkili yöntem, dönüş iletkeninin zeminin üstüne yerleştirilmiş bir metal levha formunda olmasını sağlamaktır. Bazı laboratuarlar kaba bakır ağlar veya alüminyum ağlar veya alüminyum levhalar kullanılır, ancak çok etkili değiller. Yüksek voltaj laboratuarı topraklanmalıdır.

  • Ekipmanı yıldırım çarpmalarına karşı korumak ve
  • Ekipmanı laboratuar içindeki kısa devrelerden, güç kaynağı kaynağından korumak için.

Doğru şekilde topraklanmazlarsa, bunlar laboratuardaki farklı noktalarda farklı olan potansiyellere yol açarak insan hayatı için gereksiz tehlikeye ve ekipmanın hasar görmesine neden olur. Binanın akustik zayıflaması da önemlidir. Büyük laboratuarlarda, laboratuarın farklı yerlerindeki kişiler arasında rahat ve net bir iletişim kurmak gerekir. Laboratuar içindeki yankılanmadan kaçınılmalıdır. İstenen etkiyi elde etmek için, laboratuarda delinmiş delikler ve fiberglas veya duvarlara sabitlenmiş böyle bir malzeme olmalıdır. Yukarıdaki hususlar, yüksek voltajlı bir laboratuarın tasarımında dikkatle düşünülmelidir.

Yukarıda bahsetmiş olduğum hususlardan farklı olarak yüksek gerilim laboratuvarı kurarken uyulması gereken bazı standartlar mevcuttur. Bu standartlardan bazıları şu şekildedir; TS EN/IEC 60060-1 Yüksek gerilim deney teknikleri- Bölüm 1: Genel tarifler ve deney kuralları, ile yüksek gerilim ürünlerinde dielektrik kontrolleri yapılması esnasında yapılması gerekenleri anlatır.

Yıldırım darbe deneyi ve şebeke frekanslı gerilim deneyleri esnasında dikkat edilmesi gereken kurallardan bahseder. Bu deneyler de kullanılması amaçlanan deney cihazlarında olması gerekli teknik şartları belirtir. Bu deneyler esnasında, deneyin hangi şartlar altında olumsuz olduğu veya hangi şartlarda deney numunesinin deneyi olumlu tamamladığını açıklar.

TS EN/IEC 60243-1 Yüksek gerilim deney teknikleri- Bölüm 1: Genel tarifler ve deney kuralları, dielektrik deneyleri yapılırken yapılması gerekenleri ve deney düzenekleri hakkında gerekli bilgileri anlatmaktadır. İmalatçı ile deneyi gerçekleştirecek laboratuvar arasındaki anlaşmaya göre, standartta belirtilen gerilim arttırma metotlarından beyan alınan metoda göre uygun elektrot ile deney işlemi gerçekleştirilir.

Yüksek Gerilim Laboratuvarında Kullanılan Cihazlar

Bir yüksek gerilim laboratuar ekipmanları aşağıdaki gibi sıralanabilir;

  • Transformatörler,
  • Paratonerler,
  • İzolatörler ve devre kesiciler,
  • Farklı tip yalıtkanlar,
  • Kablolar,
  • Kondansatörler,
  • Hat donanımı ve aksesuarlar,
  • Reaktörler ve -Yardımcı ekipmanlar

Transformatörler

600 kV Test Transformatörü ve Ekipmanları Gücü

2 MVA nominal gücüne rağmen 0,5 MVA ile sınırlıdır. Transformatörün ağırlığı, 6 ton yalıtım yağı içeren 36 tondur. Birincil voltajı 50 Hz’de 0-6.3 kV, ikincil voltaj 0-300 / 600 kV’dir.

250 kV Test Transformatörü ve Endüksiyon Voltaj Regülatörü

250 kV transformatör, çeşitli öğrenci ölçümleri için uygulanmaktadır (Elektroteknik, Güç Sistemi Mühendisliği, Malzeme Bilimi, laboratuvar ölçümleri, laboratuvar gösterileri, Proje Laboratuvarı, Diploma Tez Tasarımı). 250 kV test transformatörü, laboratuvarın lateral geçişinde kontrol masasından kontrol edilir. 3 ton yağ içeren 5 ton ağırlığındadır. İndüksiyon voltaj regülatörü, birincil voltajı üreten Yüksek Voltaj Laboratuvarında bulunur. 250 kV test transformatörü ve ekipmanları, Yüksek Gerilim Laboratuvarı’nın ilk ekipmanıydı.

200 kV Yalıtım Muhafazalı Test Transformatörü ve Besleme Regülatörü

Transformatörü 200 kV yalıtım gövdesi trafosu, çoğunlukla 250 kV test transformatörü gibi çeşitli ölçümler, sunumlar ve incelemeler sırasında çalışır.

100 kV, 35 kV ve 10 kV Transformatörler, Gerilim Transformatörleri

35 kV ve 10 kV test transformatörleri, voltaj transformatörleri ve diğer ekipmanların yardımıyla çeşitli elektrik olayları ve gösterileri sunulmaktadır. Yalıtımların incelenmesi, arızalar diğer cihazlarla yapılabilir.

Impulse Jeneratörleri

750 kV İmpuls Jeneratörü

Çeşitli öğrenci ölçümleri için günlük uygulamadadır (Elektroteknik laboratuvarı, Malzeme Bilimi ölçümleri, laboratuvar gösterileri, Proje Laboratuvarı, Diploma Tez Tasarımı). Ar-Ge faaliyetlerinde de sıklıkla kullanılır. Voltaj, laboratuvarın kontrol masasından ayarlanabilir. Başlıca aksesuarları: voltaj regülatörü, deneysel elektrot kurulumu, dengelenmiş impuls voltaj bölücü.

1OG İmpuls Jeneratörü ve Ekipmanları

AEG tarafından üretilen 1 MV impuls jeneratörünün sekiz aşaması vardır. 1.2 / 50 µs impuls üretebilir ve Greinacher bağlantılı bir DC güç kaynağı ile beslenir. AEG tarafından üretilen 1 MV impuls jeneratörünün ana parçaları şunlardır: DC güç kaynağı, voltaj çoğaltıcı, kontrol masası, topraklama ve kısa devre ünitesi, manuel topraklama çubuğu. DC güç kaynağının temel amacı voltaj çarpanına çeşitli doğrudan akımlar sağlamaktır. Voltaj çarpanı belirtilen darbe voltajını sağlar.

Yüksek Gerilim İmpuls Akım Jeneratörü

Darbe akımı jeneratörü, aşırı gerilim koruma cihazlarında kullanılan varistörleri araştırmak için tasarlanmıştır. IEC 60099-4 standardına göre, ekipmanla aşağıdaki araştırmalar yapılabilir:

  • Referans voltajın ölçülmesi: 50 Hz’de 1 mA akımın (RMS) iletimi sırasında araştırılan cihazın ölçülebilir voltajı,
  • Artık voltajın ölçülmesi: 8/20 µs impuls akımının iletimi sırasında araştırılan cihazın ölçülebilir voltajı, Çalışma gerilimi: Nominal çalışma geriliminden 1,2 kat daha yüksek olan impuls voltajlarını araştırılan cihaza değiştirmek,
  • Uzun dalga stresi: 75 5 kA varistör durumunda 1 ms için impuls akımı, 10 kA varistör durumunda 2 ms için standart tanımlı impuls akımı.

Daha Küçük Voltaj Jeneratörleri

Önceki ekipmanın yanı sıra, Laboratuvar birçok küçük voltaj jeneratörüne sahiptir, yalıtım teknolojisi, elektrostatik ve EMC gibi alanlarda onlarla çeşitli ölçümler yapılabilir:

  •  30 kV DC ve impuls jeneratörü, bilgisayar tarafından düzenlenen 25 kV AC gerilim jeneratörü,
  • 12 kV AC, DC ve impuls jeneratörü – Bozulmamış çıkış sinyaline sahip 600 V geniş bant genişliği impuls jeneratörü

Diğer Yardımcı Ekipmanlar

Yapay yağmurlama düzeni (Yapay yağmurlama deneyleri için),

Bu düzen, 7 kademeli fıskiye düzenine, 0-6 atmosfer basınçlı su püskürtme özelliğine, birer tonluk 2 su deposuna sahiptir.

Laboratuar zemininde özel su kanalları ile çevrilmiş 10 m2’lik bir yapay yağmurlama alanı bulunmaktadır.

  • 2 m çapında, tavana asılı, 8 m aşağıya uzayabilen teleskoplu merkezi bağlantı küresi,
  • 2 m çapında, gezer Faraday kafesi,
  • Açık hava deney alanına gerilim bağlantısı amacıyla 750 kV alternatif, 1100 kV darbe gerilimi için duvar tipi geçit izolatörü

Ayrıca;

  • 12 m yüksekliğe çıkabilen ve 4 m yana açılabilen konsollu hidrolik merdiven,
  • Laboratuar tavanında 2,5 tonluk tek raylı vinç tesisatı,
  • Laboratuar tavanında 10 adet 350 kg’lık vinç tesisatı bulunmaktadır.

Deney alanına kolay ulaşım için kumanda odası zeminde yapılmıştır. Kumanda odasının üst kısmında deneyleri izlemek için bir izleme balkonu bulunmaktadır.

Yüksek Gerilim Laboratuvarında Alınması Gereken Güvenlik Önlemleri

Kapsam

Yüksek voltaj uygulamaları ve ölçümleriyle uğraşan tüm personele dikkat çekmek ve elektrik tehlikeleriyle ilgili önerilen güvenlik uygulamalarını sağlamak amacıyla IEEE 510-1983

Standardından alıntılar bu bölümde listelenmiştir. Elektrik testinde güvenlik hususları sadece personel için değil, test edilen ekipman ve cihaz veya test edilen sistem için de geçerlidir. Bu önerilen uygulamalar genellikle laboratuarlarda, sahada ve yüksek voltajlı güç kaynakları, vb. içeren sistemlerle bağlantılı güvenlikle ilgilidir. Bu önerilen uygulamaların amaçları için, yaklaşık olarak 1000 voltluk bir voltaj, minimum olarak kabul edilmiştir. bu tür testler için. Daha düşük voltajların veya özel risklerin söz konusu olduğu durumlarda, bu önerilen uygulamaların gerekliliklerinin geçerli olup olmadığına karar vermek için bireysel muhakeme gereklidir.

  1. Test ekipmanının veya test edilen aparatın topraklanmamış tüm terminalleri enerjili olarak kabul edilmelidir.
  2. Ortak toprak bağlantıları hem test setine hem de test örneğine sağlam bir şekilde bağlanmalıdır. Minimum olarak, topraklama kablolarının mevcut kapasitesi, mümkün olan maksimum topraklama akımını taşımak için gereken kapasiteyi aşmalıdır. Direnç nedeniyle toprak potansiyel artışının etkisi ve toprak bağlantısının reaktansı dikkate alınmalıdır.
  3. Canlı terminallerin personel tarafından kazara temasını önlemek için, ya canlı terminalleri ekranlayarak ya da alanın etrafına bariyerler sağlayarak önlemler alınmalıdır.
  4. Devre, test voltajlarını göstermek için enstrümantasyon içermelidir.
  5. Güvenlik amacıyla test devrelerinin derhal enerjisinin kesilmesi için uygun anahtarlama ve uygun olduğunda bir gözlemci sağlanmalıdır. DC testleri durumunda, yüklü terminallerin boşaltılması ve topraklanması ve destekleyici izolasyon için hükümler de dahil edilmelidir.
  6. Yüksek Gerilim ve yüksek güç testleri kalifiye personel tarafından yapılmalı ve denetlenmelidir.

Test Alanı Güvenlik Uygulamaları

  1. Uygun uyarı işaretleri, örneğin “TEHLİKE- YÜKSEK GERİLİM”, giriş kapılarının üzerine veya yanına asılmalıdır.
  2. Pratik olduğu sürece, enerjilerinin kesilmesinden sonra yüksek voltajlı devrelerde görünür bir topraklama uygulamak için otomatik topraklama cihazları sağlanmalıdır. Bazı yüksek voltaj devrelerinde, özellikle de elemanların bir kurulumdan diğerine asıldığı devrelerde, bu mümkün olmayabilir. Bu durumlarda, operatör uygun şekilde yalıtılmış bir sap kullanarak yüksek voltaj terminaline bir topraklama yapmalıdır. Seri olarak bağlanmış birkaç kapasitör olması durumunda, yalnızca yüksek gerilim terminalinin topraklanması her zaman yeterli değildir. Açıkta bulunan ara terminaller de topraklanmalıdır. Bu özellikle, kapasitörlerin jeneratör üzerinde çalışmadan önce ve çalışırken kısa devre yapılması ve topraklanması gereken impuls jeneratörleri için geçerlidir.
  3. Enstrümantasyonun güvenli topraklanması, personel güvenliğini sağlamak için başka özel önlemler alınmadıkça, uygun sinyal topraklamasından önce gelmelidir.

Kontrol ve Ölçüm Devreleri

Elektrotlar, topraklanmış bir metalik kılıfta bulunmadıkları ve topraklı bir metalik muhafazada sonlandırılmadıkları veya personelin güvenliğini sağlamak için başka önlemler alınmadıkça bir test alanından çalıştırılmamalıdır. Kontrol kabloları, sayaç bağlantıları ve osiloskoplara giden kablolar bu kategoriye girer. Metreler ve erişilebilir terminalleri olan diğer cihazlar normalde izleme pencereli bir metal bölmeye yerleştirilmelidir.

Geçici Devreler

  1. Geçici ölçüm devreleri tamamen test alanı içine yerleştirilmeli ve çitin içinden izlenmelidir. Alternatif olarak, sayaçların ve alanın dışındaki kabloların topraklanmış metalik muhafazalara kapatılması şartıyla sayaçlar çitin dışına yerleştirilebilir.

Geçici kontrol devreleri, ölçüm devreleriyle aynı şekilde ele alınmalı ve tüm kontroller toprak potansiyelinde erişilebilir olan topraklı bir kutuya yerleştirilmelidir.

Güvenlik Kuralları

  1. Laboratuar veya test tesisleri için bir dizi güvenlik kuralı oluşturulmalı ve uygulanmalıdır.
  2. Bunların bir kopyası, bir test alanında çalışmak üzere görevlendirilen her kişiye verilmeli ve onlarla tartışılmalıdır. Bu kuralların operatörlerle periyodik olarak gözden geçirilmesi için bir prosedür oluşturulmalı ve uygulanmalıdır.

Güvenlik Denetimi

Test alanlarının periyodik muayenesi için bir prosedür oluşturulmalı ve gerçekleştirilmelidir. Bu denetimlerin tavsiyelerine, güvensiz ekipman veya gerekli düzenlemelere uymayan uygulamalar için düzeltici eylemler uygulanmalıdır.

NOT: Döndürme esasına göre atanmış birkaç operatörden oluşan bir güvenlik komitesinin, yalnızca denetim açısından değil, aynı zamanda tüm personelin güvenlikten haberdar edilmesinde etkili olduğu kanıtlanmıştır.

Topraklama ve Kısalama

Geçici kabloların döşenmesi ve bağlantıları, personel veya ekipman için tehlike yaratabilecek kazara kesintilere karşı güvenli olacak şekilde olmalıdır.

  1. Yalıtım için katı veya katı / sıvı dielektriğe dayanan cihazlar, kullanılmadığında tercihen topraklanmalı ve kısa devre yaptırılmalıdır.
  2. İyi güvenlik uygulamaları kapasitif nesnelerin aşağıdaki durumlarda kısa devre    yapmasını gerektirir.
  3. Kullanılmayan ancak bir DC elektrik alanının etkisi altında olabilecek herhangi bir kapasitif cisim, açıkta kalan yüksek voltaj terminaline topraklanmalıdır. Bu önlemin alınmaması, alan tarafından kapasitif nesneye dahil edilen bir voltaja neden olabilir.
  4. Katı bir dielektriğe sahip kapasitif nesneler DC geçirmezlik testinden sonra kısa devre yapılmalıdır. Bu önlemin alınmaması, dielektrik emiliminin dağılmasından veya nesne bir devreye yeniden bağlanana kadar nesne üzerinde voltaj birikmesine neden olabilir.

NOT: Tüm kapasitif cihazların kullanılmadığında kısa devre kalması iyi bir uygulamadır. Herhangi bir açık devre kapasitif cihaz, personel tarafından temas ettirilmeden önce kısa devre ve topraklanmalıdır.

Aralık

  • Zemin potansiyelindeki tüm nesneler, her 7.500 Volt için minimum 1 inç (25.4 mm) mesafedeki tüm açık yüksek voltaj noktalarından uzağa yerleştirilmelidir; 50 kV, en az 171 mm (6,7 inç) gerekir.
  • Yüksek voltaj noktalarına temas eden izolatörler için her 7.500 Volt için 1 inçlik (25.4 mm) bir kayma mesafesine izin verilir.

Yüksek Güç Testi

  1. Yüksek güç testi, akım seviyesinin çok yüksek olması nedeniyle özel bir yüksek voltaj ölçümü tipini içerir. Bu nedenle yüksek güçlü testler için güvenlik önlemlerine dikkat edilmelidir. Test numunesinin patlayıcı niteliği, laboratuvardaki güvenlikle ilgili özel endişe de getirir.
  2. Koruyucu göz ve yüz ekipmanı, yüksek güç testi yapan veya gözlemleyen tüm personel tarafından, bu ekipman tarafından göz veya yüz yaralanmasının önlenmesi olasılığının makul olduğu durumlarda giyilmelidir.

NOT: Yüksek güçlü test alanlarında bulunan tipik göz ve yüz tehlikeleri arasında yoğun ışık (ultraviyole dahil), kıvılcımlar ve erimiş metal bulunur. Emici lens içeren güvenlik gözlükleri, elektrik arkı beklenmediğinde bile yüksek güç testine tabi tutulan tüm personel tarafından takılmalıdır. Lensler darbeye dayanıklı olmalı ve çalışma alanının ortam aydınlatma seviyesiyle tutarlı olmakla birlikte, herhangi bir yanlışlıkla elektrik arkından dolayı tehlikeli radyasyona karşı koruma sağlayabilen renk tonlarına sahip olmalıdır.

Atlama Gerilim Mesafeleri
Atlama Gerilim Mesafeleri

Un: Anma gerilimi (fazlar arası),

Um: İzin verilen en yüksek sürekli işletme gerilimi (fazlar arası),

ao: Gerilim altındaki parçalarla topraklanmış bölümler arasındaki en küçük açıklık olup, bu açıklık (a= 7,5 Um + 50mm.)dir.

a: Gerilim altındaki parçalar arasındaki (fazlar arası) en küçük açıklık

(a = 1,2 ao)

H: Geçitler üzerinde gerilim altındaki korunmamış tesis bölümlerinin zeminden en küçük yüksekliği (H = ao + 2300 mm, en az 2500mm.)

A: Açık ya da her tarafı örtülü tesislerdeki dolu duvar ve kapılar için güvenlik açıklıkları

A1: İletken olmayan örtüler (sert kâğıt vb.) için A1 = a,

A2: En az 1800 mm yüksekliğinde iletken örtü (saç vb.) ya da “C”de açıklandığı gibi hücre kapısının arkasında ayrıca tel kafes ya da çıta bulunursa A2 = a + 30 mm,

B: En az 1800 mm yüksekliğinde tel kafes düzenler ve tel kafes kapılar kullanılırsa güvenlik açıklıkları (B = a + 100 mm),

C: En az 1000 mm yüksekliğinde demir parmaklık ya da yüksekliği 1800mm’den küçük tel kafes ve kapı düzenleri kullanılırsa güvenlik açıklıkları (C = a + 200 mm, en az 500 mm.)

Genel

  1. Tüm yüksek voltaj üreten ekipman, acil durumlarda ekipmanı kapatmak için tek bir belirgin kontrole sahip olmalıdır.
  2. Tüm yüksek voltaj üreten ekipmanın, yüksek voltaj çıkışının etkin olduğunu gösteren bir göstergesi olmalıdır.
  3. Tüm yüksek voltaj üreten ekipmanların, açık olduğunda yüksek voltaj kaynağının kapatılmasına neden olan harici bağlantılar (kilitleme) için hükümleri olmalıdır. Bu bağlantılar, bariyerlerde harici güvenlik kilitleri veya ayak veya elle çalıştırılan bir güvenlik anahtarı için kullanılabilir.
  4. Herhangi bir yüksek voltaj test ekipmanı parçasının tasarımı, devrenin veya bağlı olduğu numunenin herhangi bir arızasının operatör için tehlikeli bir durum yaratıp yaratmayacağını belirlemek için bir arıza analizi içermelidir. Büyük başarısızlık, büyük başarısızlığın sonucu olarak fazla vurgulanacak maddelerin başarısızlık olasılığını içerecek şekilde yorumlanacaktır. Analiz, büyük hatanın operatöre açık olması şartıyla, bir seferde bir büyük hatanın etkisi ile sınırlı olabilir.

Yüksek Gerilim Laboratuvarında Yapılan Testler

Yıldırım Darbe Test Sistemi

Darbe yüksek gerilimi, tek kutuplu, kısa süreli ve yüksek frekanslı bir doğru akım yüksek gerilim çeşidir. Bu gerilimler, kendi aralarında ikiye ayrılırler: yıldırım darbe ve anahtarlama darbe yüksek gerilimler. Yüksek gerilim teknolojisinde darbe yüksek gerilimler, şu amaçlar için gerekmektedir.

  • İç (anahtarlama) ve dış (yıldırım) aşırı gerilimlerin neden olduğu zorlanmaları, yüksek gerilim testlerinde temsil etmek,
  • Malzemelerin yüksek gerilime dayanım sistemlerini araştırmak, • Üretilen elektromekanik ürünlerin ulusal ve uluslararası standartlar ile uyumlu olup olmadığını test etmek.

Anahtarlama Darbe Test Sistemi

Anahtarlama impuls testi trafo yalıtımının dayanması sırasında meydana gelen aşırı gerilimlere karşı anahtarlama. Anahtarlama darbesi gerilim testi sırasında sargılar ile sargı ve toprak arasındaki yalıtım ve farklı terminaller arasındaki dayanım kontrol edilir.

Anahtarlama darbesi testinin amacı olarak özel test sargılar arasındaki, sargılar ve toprak arasındaki, hat terminalleri ile toprak arasındaki ve farklı terminaller arasındaki yalıtımların aşırı gerilim anahtarlama hizmette ortaya çıkabilir.

Anahtarlama impuls voltajı, laboratuvarlardaki geleneksel impuls voltaj jeneratörlerinde üretilir.

Gerilimin polaritesi negatif ve gerilim dalga biçimi normalde T olmalıdır 1/ Td/ T2 Göre

20/200/500 μS (fiigure 2) IEC 60076-3.

Çekirdeğin aşırı doygunluğu nedeniyle Anahtarlama darbesi testi, birkaç düşük genlikli, ters kutuplu (örneğin pozitif) darbeler, her çekiş darbesinden sonra trafo çekirdeğini başlangıç durumuna sıfırlamak için (manyetikten arındırılmış) uygulanır. Bu şekilde, bir sonraki darbe voltajı dalga formu uygulanır. Test sırasında transformatörün kademe konumu, test koşullarına göre belirlenir.

Çekirdeğin aşırı doygunluğu nedeniyle Anahtarlama darbesi testi, birkaç düşük genlikli, ters kutuplu (örneğin pozitif) darbeler, her çekiş darbesinden sonra trafo çekirdeğini başlangıç durumuna sıfırlamak için (manyetikten arındırılmış) uygulanır. Bu şekilde, bir sonraki darbe voltajı dalga formu uygulanır. Test sırasında transformatörün kademe konumu, test koşullarına göre belirlenir.

Ultra Yüksek Gerilim Laboratuvarı

Darbe Testi
Yıldırım darbesi: 3.5 MV
Anahtarlama darbesi: 2 MV
Darbe Testi
AC testi
Kuru: 1.5 MV, 50 Hz
Islak: 1.5 MV, 50 Hz
Kısmi deşarj ve RIV testi: 1.5 MV, 50 Hz-120 Hz
Kapasitans ve tand testi: 1.2 MV, 50 Hz-120 Hz
AC Testi

Yüksek Gerilim Laboratuvarı

Darbe Testi
Yıldırım darbesi: 1.8 MV
Anahtarlama darbesi: 1.1 MV
Yüksek Gerilim Laboratuvarı | Darbe Testi
DC testi
Kuru: 100 kV
Islak: 100 kV
DC Testi
AC testi
Kuru: 550 kV, 50 Hz
Islak: 550 kV, 50 Hz
Kısmi deşarj ve RIV testi: 300 kV, 50 Hz
Kapasitans ve tand testi: 550 kV, 50 Hz
Yüksek Gerilim Laboratuvarları | AC Testi

DC Yüksek Gerilim Test Sistemi

Kısa Devre Testi

Test düşük voltajlı (LV) yan veya ikincil kısa devre transformatörün yüksek gerilimi (HV)tarafında gerçekleştirilir. Bir wattmeter primere bağlanır. Bir ampermetre primer sargısına seri olarak bağlanır. Uygulanan voltaj voltmetre okuma aynı olduğu için bir voltmetre isteğe bağlıdır. Transformatörün AG tarafında kısa devre. Ampermetre HV tarafında beyan akımına eşit okuma verir kadar Şimdi variac uygulanan gerilimin yardımıyla yavaşça artar.

HV tarafında ve nominal akımda ulaştıktan sonra, her üç alet (voltmetre, ampermetre ve Watt-sayaç okumalarını) okuma kaydedilmektedir. Ampermetre okuma tam yük akımı IL birincil eşdeğerini verir. Transformatörün kısa devre testinde tam yük akımı için uygulanan voltaj, transformatörün anma birincil voltaj karşılaştırıldığında oldukça küçük olduğu için, transformatöre demir kayıpları burada göz ardı edilebilir olarak alınabilir.

Kısa Devre Test Hücresi
Kısa Devre Test Hücresi

Elektrik Alan Ölçümü

Ölçümleri, “İnsanların Elektrik, Manyetik ve Elektromanyetik Alanlara (0 Hz – 1 Mhz) Maruz Kalması İle İlgili Ölçmeler ve Hesaplama İşlemlerine Ait Temel Standard (TS EN 50413)” kapsamında gerçekleştirilmelidir. Olumsuz sağlık etkilerini de düşünürsek, elektromanyetik alan ölçümü yaptırılarak ev, okul, hastane, işyerleri vs. yerlerdeki maruziyet seviyesinin belirlenmesi ve sonuca göre önlemlerin alınması gereklidir.

 İş sağlığı ve güvenliği kapsamında ofislerde, fabrikalarda vs. çalışma alanlarda, çalışanların maruz kaldıkları elektromanyetik alan ölçümü yapılması Avrupa Birliği iş sağlığı ve güvenliği direktifi olan 2013/35/EU yönetmeliği kapsamında bir zorunluluk olmuştur.

Standartlar
Standartlar

Elektromanyetik alan şiddeti yukarıdaki tabloda belirtilen standartlara uygun olmalıdır.

İzolasyon direnci testi

Dielektrik İzolasyon Güç Testi (Breakdown)

Bu test” Dayanıklılık” testidir. Kullanma voltajının üstünde bir gerilim belli bir süre boyunca uygulanır. Test edilen nesnenin dayanması gerekir. Bu yöntemle direnç değeri (Ω) ölçülmez.

Yüksek Gerilim İzolasyon Testi

Kabloya zarar vermeyecek bir gerilim seçilir. İzolasyon Direncini öğrenmek için yapılır. Gelişmiş cihazlarda farklı analiz araçları vardır.

Dünyadaki ve Ülkemizdeki Yüksek Gerilim Laboratuvarlarının Tanıtılması

Türkiye

İTÜ FUAT KÜLÜNK YÜKSEK GERİLİM LABORATUVARI

Bu laboratuvar İTÜ Elektrik- Elektrik Fakültesi’nin kurucu profesörlerinden ve laboratuvarın kurulması için ilk adımları atmış, değerli öğretim üyesi, rahmetli Prof. Fuat Külünk’ün anısına verilmiş olan İTÜ Fuat Külünk Yüksek Gerilim Laboratuvarı adını taşımaktadır. 4000 m2’lik bir alan üzerinde kurulmuş olan bu laboratuvar A, B ve C olarak adlandırılan üç bloktan oluşmaktadır:

A blokunda orta gerilim deney laboratuvarları ve büro odaları, B blokunda 420 kV’luk tesislere ilişkin yüksek gerilim deneylerini yapabilecek kapasitede aygıtlar, C blokunda ise B blokundaki aygıtların besleme grupları ve panoları bulunmaktadır.

A BLOK

A blok, 42 x 15 m2’lik bir alanı kaplayan 3 katlı bir binadır. İnşaatına 1961 yılında başlanan ve 1963 yılında tamamlanan bu blok, 1964 yılında işletmeye girmiştir. Bu blok içinde aşağıda belirtilen laboratuvarlar, deney düzenleri ve donatılar bulunmaktadır;

1000 kV’luk Darbe Gerilimi Laboratuvarı

Boyutlar: 10 m x 16 m x 6,5 m (yükseklik).

Yüksek gerilim kaynağı:

Darbe gerilimi üreteci (1000 kV, 10 kJ, 6 katlı).

Donatılar;

  • Kumanda masası,
  • Darbe osiloskobu,
  • Darbe voltmetresi,
  • Ölçü küreleri (50 cm çaplı).

Bu laboratuvarın C bloku terasına açılan 2 x 3,5 m boyutunda kapısı ve C bloku terasında da sökülüp takılabilen 1,5 ton’luk bir calaskal düzeni vardır. Laboratuvar zemini 4 ton/m2, teras zemini 7 ton/m2 yüke dayanabilecek şekilde inşa edilmiştir. Bu özelliği ile orta gerilim aygıtlarının laboratuvara taşınması kolaylaşmaktadır.

300 kV’luk Alternatif Gerilim Laboratuvarı

Boyutlar: 10 m x 13 m x 6,5 m (yükseklik).

Yüksek gerilim kaynağı: Yüksek gerilim transformatörü (300 kV, 50 Hz, 50 kVA). [2]

Donatılar:

– Kapasitif gerilim bölücü (300 kV),

– Elektrostatik voltmetre (100 kV),

– Elektrostatik voltmetre (30 kV),

– Ölçü küreleri (50 cm çaplı),

– Yüksek gerilim Schering köprüsü,

– tand ölçmeleri için 100 kV, 100,47 pF’lık basınçlı gazlı etalon kondansatör,

– İzolatörlerin mekanik ve elektromekanik deneyleri için 20 tonluk mekanik koparma düzeni,

– Uzun süreli deneyler için 2 tonluk mekanik yükleme aygıtı,

– İzolatör zincirlerinde gerilim dağılımı ölçmeleri için hava hattı direk modeli

– 1 m çapında Faraday kafesi

100 kV’luk Ekranlı Deney Odası

Bu laboratuvar kısmi boşalma ve korona deneyleri için öngörülmüştür. Bu nedenle odanın zemin, tavan ve duvarları 0,5 mm kalınlığında bakır levhalarla kaplanarak elektromanyetik alanlara karşı ekranlanmış, odanın elektrik beslemesi filtre üzerinden yapılmıştır.

Boyutlar: 6 m x 6 m x 3 m (yükseklik).

Yüksek gerilim kaynağı:

100 kV, 50 Hz, 20 kVA’lık bir fazlı kısmi boşalma deney transformatörü

(100 kV’ta kısmi boşalma düzeyi < 1 mV)

Donatılar;

  • Kapasitif gerilim bölücü (100 kV),
  • Kuplaj kondansatörü (100 kV, 2,5 nF),
  • Dar bandlı kısmi boşalma ve korona ölçü aletleri,
  • Kısmi boşalma ölçü aleti (mV-metre)
  • Band genişliği: 9 kHz,
  • Ölçme frekansı: 1,9 MHz.
  • Radyo girişim gerilimi ölçü aleti (RIV-metre)
  • Band genişliği: 9 kHz,
  • Ölçme frekansı aralığı: 0,3 kHz – 30MHz.
  • Geniş bandlı kısmi boşalma ölçü aleti (pC-metre)

Transformatör Yağı Deney Odası

Donatılar;

  • 90 kV’luk otomatik kumandalı yağ deney aygıtı,
  • 50 kV’luk elle kumandalı yağ deney aygıtı,
  • Yağların fiziksel özelliklerini araştırmak için viskozitemetre,
  • Yağ yaşlandırma (eskitme) aygıtı,
  • 150oC’lik vakum fırın
  • 10-4 mmHg’lik vakum pompası
  • Kayıp faktörü ölçme kabı.

A Bloku Bodrum Kat Laboratuvarı

A bloku bodrum katında 10 x 16 m2 (yükseklik 4 m) olan bir oda öğrenci deneyleri ve bilimsel araştırmalar için öngörülmüştür. Burada yüksek alternatif, doğru ve darbe gerilimlerinin üretilmesi ve ölçülmesi olanağını veren Messwandler Bau marka bir yüksek gerilim deney seti bulunmaktadır. Setle aşağıdaki düzenler kurulabilmektedir.

  • Alternatif gerilim üreteci (transformatörü) (100 kV, 5 kVA),
  • Doğru gerilim üreteci (140 kV, 20 mA (tek katlı) veya 280 kV, 15 mA (iki katlı)),
  • Darbe gerilimi üreteci (140 kV, 90 Ws (tek katlı) veya 280 kV, 180 Ws (iki katlı)).
  • 10 cm çaplı, taşınabilir, gerilim ölçü küreleri
  • 25 cm çaplı, gezer, gerilim ölçü küreleri
  • 30 kV’luk elektrostatik voltmetre
  • A blokunda katlar arasında 2,5 tonluk bir yük asansörü çalışmaktadır.

B BLOK

26 m genişliğinde, 35 m boyunda, 20 m yüksekliğinde, kumanda ve çalışma odaları ile birlikte yaklaşık 1200 m2’lik bir alanı kaplayan büyük bir laboratuvardır. Laboratuvarın, deney cisimlerinin araç üzerinde içeriye girmesine de izin veren 4 m genişliğinde, 6 m yüksekliğinde dışa açılan bir kapısı bulunmaktadır. Laboratuvar bakır levha ekranlamaya ve çok düşük topraklama direncine sahiptir. Laboratuvar, 420 kV’luk yüksek gerilim araçlarına ilişkin yüksek gerilim deneylerini yapabilecek kapasitede aygıtlarla donatılmıştır.

Üç Katlı Kaskad Deney Transformatörü
Üç Katlı Kaskad Deney Transformatörü
1200 kV, 50 Hz, 1000 kVA’lık Üç Katlı Kaskad Deney Transformatörü

50 Hz çalışmada 1000 kVA’da kısa devre gerilimi %15, kısa devre gücü 6650 kVA’dır.

1200 kV deney transformatörü tekerlekli bir kaide üzerine monte edilmiştir ve ray üzerinde 10 m ileri – geri hareket edebilmektedir. Ağırlığı yaklaşık 50 tondur.

Transformatör seri – paralel – üç fazlı çalıştırılabilir. 100 – 150 Hz işletilebilir.

Deney transformatörünün kademelerinin bağlantı durumuna göre gerilim ve gücü:

a) Üç kademeli seri bağlantı:

  • 1200 kV, 50 Hz, 1000 kVA, 15 dakika,
  • 1235 kVA, 5 dakika,
  • 1620 kVA, 2 dakika.
  • 800 kV, 150 Hz, 200 kVA, 15 dakika, 450 kVA, 5 dakika

b) Üç kademeli paralel bağlantı:

  • 400 kV, 50 Hz, 1680 kVA, 15 dakika,
  • 1920 kVA, 5 dakika,
  • 2160 kVA, 2 dakika.

c) Üç fazlı (yıldız veya üçgen) bağlantı:

  • 693 kV, 50 Hz, 1680 kVA, 15 dakika,
  • 1920 kVA, 5 dakika, 2160 kVA, 2 dakika

Kaskad transformatör ile birlikte kullanılan diğer düzenler:

  • 4 kohm’luk yüksek gerilim ön direnci,
  • Kapasitif gerilim bölücü , 100 pF (50-100 Hz’de 1200 kV veya 150 Hz’de, 800 kV),
  • Tand ölçmeleri için 800 kV, 68 pF’lık basınçlı gazlı etalon kondansatör,
  • Korona ve kısmi boşalma ölçmeleri için 750 kV (50 – 150 Hz), 2,5 nF kuplaj kondansatörü
3600 kV, 180 kWs’lik 18 Katlı Darbe Gerilimi Üreteci

Darbe üreteci ile 1,2/50 ms standard yıldırım darbe gerilimi üretimi ve 250/2500 ms standard uzun dalga (bağlama, açma-kapama darbe) gerilimi üretimi mümkündür. Üreteç, raylar üzerinde 13,5 m hareket edebilmektedir.

Darbe gerilimi üreteci ile birlikte kullanılan diğer düzenler:

  • Kapasite – direnç karma gerilim bölücü (3600 kV, 4 kademeli),
  • Omik gerilim bölücü,
  • Darbe osilografı,
  • Darbe tepe değer voltmetresi ve yazıcısı,
  • Gerilim ölçü küreleri (150 cm çapında, duvar tipi).
1000 kV, 10 mA’lik 6 Katlı Doğru Gerilim Kaskat Üreteci

Hareket edebilir yapıdadır. Doğru gerilim üretecinin ohmik gerilim bölücüsü ve ölçü aletleri bulunmaktadır.

6 Katlı Doğru Gerilim Kaskat Üreteci
6 Katlı Doğru Gerilim Kaskat Üreteci
400 kV Tesla Transformatörü

400 – 500 kV, 150 – 300 kHz frekanslı, gezer tip Tesla transformatörüdür.

B Blokda Bulunan Diğer Yardımcı Düzenler

Yapay yağmurlama düzeni (Yapay yağmurlama deneyleri için),

Bu düzen, 7 kademeli fıskiye düzenine, 0-6 atmosfer basınçlı su püskürtme özelliğine, birer tonluk 2 su deposuna sahiptir.

Laboratuvar zemininde özel su kanalları ile çevrilmiş 10 m2’lik bir yapay yağmurlama alanı bulunmaktadır.

  • 2 m çapında, tavana asılı, 8 m aşağıya uzayabilen teleskoplu merkezi bağlantı küresi,
  • 2 m çapında, gezer Faraday kafesi,
  • Açık hava deney alanına gerilim bağlantısı amacıyla 750 kV alternatif, 1100 kV darbe gerilimi için duvar tipi geçit izolatörü

Ayrıca;

  • 12 m yüksekliğe çıkabilen ve 4 m yana açılabilen konsollu hidrolik merdiven,
  • Laboratuvar tavanında 2,5 tonluk tek raylı vinç tesisatı,
  • Laboratuvar tavanında 10 adet 350 kg’lık vinç tesisatı bulunmaktadır.

Deney alanına kolay ulaşım için kumanda odası zeminde yapılmıştır. Kumanda odasının üst kısmında deneyleri izlemek için bir izleme balkonu bulunmaktadır.

Açık Hava Deney Alanı

Açık havada 750 kV’a kadar alternatif, 1100 kV’a kadar darbe gerilimi deneylerini yapabilmeye uygun, laboratuvar dışında 10 x 20 m2’lik bir deney alanı bulunmaktadır.

C BLOK

C Blokta, B Bloğundaki kaskad deney transformatörünün ve darbe üretecinin besleme kaynakları bulunmaktadır. Kaskad deney transformatörü bu bloktan motor – generatör sistemi ile beslenmektedir. C Blokta bulunanlar:

  • 10 kV’luk şebeke beslemesi,
  • 10/0,5 kV, 800 kVA’lık bir transformatör,
  • 500 kW, 1500 d/d’lık bir doğru akım motoru,
  • 50-60 Hz’lik işletmeler için 3 fazlı 950 kVA’lık senkron generatör, – 150 kHz’lik işletmeler için 1 fazlı 250 kVA’lık senkron generatör.

İTÜ Yüksek Gerilim Labaratuvarı (Maslak Kampüsü)

1995 yılında kurulmuş olan bu laboratuvar, İTÜ Elektrik-Elektronik Fakültesi binası içinde yeralmaktadır. Laboratuvar, biri 10 m x 18 m x 9 m (en x boy x yükseklik) diğeri 7 m x 18 m x 9 m (en x boy x yükseklik) boyutlarında iki hacimden oluşmaktadır.

İTÜ Yüksek Gerilim Labaratuvarı
İTÜ Yüksek Gerilim Labaratuvarı

Laboratuvarda yüksek alternatif, doğru ve darbe gerilimlerinin üretilmesi ve ölçülmesi olanağını veren Messwandler Bau marka yüksek gerilim deney setleri bulunmaktadır. Setlerle aşağıdaki düzenler kurulabilmektedir.

Alternatif gerilim üreteci

  • 100 kV, 5 kVA’lık (tek katlı)
  • 200 kV, 5 kVA’lık (iki katlı)

Doğru gerilim üreteci

  • 140 kV, 20 mA (tek katlı)
  • 280 kV, 15 mA (iki katlı)
  • Darbe gerilimi üreteci
  • 140 kV, 90 Ws (tek katlı)
  • 280 kV, 190 Ws (iki katlı)

Bu setler dışında laboratuvarda bulunan diğer araç ve gereçler;

  • 10 cm çaplı, taşınabilir, gerilim ölçü küreleri,
  • 25 cm çaplı, gezer, gerilim ölçü küreleri,
  • 30 kV’luk elektrostatik voltmetre,
  • 100 kV’luk elektrostatik voltmetre,
  • 300 kV’luk dijital darbe tepe değer voltmetresi,
  • 100 MHz, iki kanallı dijital osiloskop,
  • Bilgisayarlı darbe gerilimi kayıt ve değerlendirme sistemi,
  • Yalıtkan yağlar için 90 kV’luk Baur marka delinme gerilimi ölçme seti,
  • Yalıtkan yağlar için 100 kV’luk Siemens marka delinme gerilimi ölçme seti,
  • Heraeus marka 150oC’lik vakum-fırın,
  • 10-3 mmHg vakum pompası,
  • Siemens marka Yüksek gerilim Schering köprüsü (1.10-4 < tand ± %2 < 10),
  • 100 kV, 37 pF’lık basınçlı SF6 gazlı etalon kondansatör,
  • Statik elektrik alan incelemeleri için elektrolitik banyo deney seti,
  • Holaday HI-3604 modeli dijital el tipi elektrik ve manyetik alan ölçü aleti
  • Ölçü frekansı: 50 – 1000 Hz
  • Manyetik alan ölçme aralığı: 0,1 mG – 20 G,
  • Elektrik alanı ölçme aralığı: 1 V/m – 200 kV/m,
  • Fotoğraf makinası, fotoğraf banyo aletleri ve odası, – Çeşitli elektrot sistemleri

YTÜ Yüksek Gerilim Laboratuvarı

Laboratuvar Tanıtımı: Yüksek gerilim laboratuvarında, yüksek gerilime ait teorik bilgilerin deneysel olarak uygulanması, lisans ve lisansüstü tez/araştırma çalışmalarının yapılması ve endüstriyel ölçme çalışmaları yapılmaktadır. Laboratuvar, lisans öğrencilerine 7. dönemde zorunlu ders olarak anlatılmaktadır. Laboratuar sırasında öğrenciler gruplara ayrılarak, çalışılan konu hakkında yeterli teorik bilgiye sahip olmaları sağlanmakta ve deney sırasında, kazandıkları teorik bilgileri pratik beceriye dönüştürmeleri sağlanmaktadır. Laboratuvara ait bilgiler aşağıda belirtilmiştir.

Yapılan Deneyler;

  • Küresel Elektrotlar ile Ölçme
  • Kesici ve Transformatörler için Yalıtkan Yağlar
  • Yalıtkan Maddelerde Kayıp Katsayısı ve Bağıl Dielektrik Katsayısının Bulunması
  • Elektrolitik Banyo Yöntemi ile Elektrostatik Alanın İncelenmesi
  • İzolatör Zincirlerinde Gerilim Dağılımı ve Atlama Gerilimini Tayini

Yapılabilen Testler;

İzolasyon Yağı Delinme Dayanımı Testleri

Transformatörlerde ve kesicilerde izolasyon amaçlı kullanılan yağların delinme dayanımı testleri yapılmaktadır. Ölçüm cihazı 0 -90 kVrms AC aralığında ölçüm yapabilmektedir. Kullanılacak test standardına bağlı olarak 0,5kV/sn (ASTM D1816), 2kV/sn (IEC 156) ve 3kV/sn (ASTM D877) gerilim artış hızları ile farklı sıcaklıklarda ve farklı elektrot tiplerinde (küresel ve düzlemsel) yağların delinme gerilimi ve delinme dayanımı ölçümleri yapılabilmektedir.

Delinme Gerilimi Testleri

Laboratuvarda bulunan 220V / 100 kV, 5 kVA yüksek gerilim deney trafosu ve 10 cm çaplı küresel elektrot sistemi ile katı malzemelerin delinme gerilimleri test edilebilmektedir.

Dielektrik Malzeme Testleri

Bünyesinde dielektrik malzeme barındıran yüksek gerilim ve alçak gerilim ekipmanlarının (kablo, izolatör, kondansatör, ölçü transformatörleri, transformatör yağı vb.) dielektrik özellikleri test edilmektedir. Ölçümlerde kullanılan CPC-100 dielektrik test cihazı ile 0 – 12 kVrms gerilim ve 0 – 400 Hz frekans aralığında dielektrik malzemelerin kapasite (C), yalıtım direnci (R), empedans (Z), endüktans (L), dielektrik kayıp faktörü (tan δ), aktif (P) ve reaktif güç kaybı (Q) gibi elektriksel parametreleri ölçülebilmektedir.

Kısmi Deşarj Testleri

Yüksek gerilim malzemelerinde kısmi deşarj ölçümü yapılmaktadır. Ölçüm cihazına ait teknik özellikler aşağıda belirtilmiştir.

Kısmi Deşarj zaman çözünürlüğü < 2 ns

Sistem gürültüsü < 0.015 pC

Spektrum analizör gürültüsü < -120 dB

Ölçme hassasiyeti

  • Gerilim: Kalibre edilen gerilimin ± %0.05’i.
  • Frekans: ± 1 ppm
  • K.D. Seviyesi: Kalibre edilen K.D. değerinin ± %2’si

Elektrik ve Manyetik Alan Ölçümleri

0,1 V/m – 20 kV/m aralığında elektrik alan ve 1 pT – 2 mT aralığında 3 boyutlu manyetik alan ölçümleri yapılabilmektedir. Ölçüm cihazı 1 Hz ile 20 MHz arasında istenilen frekans bandında çalışabilmektedir.

Topraklama Direnci Ölçümleri

Topraklama sistemlerinin, topraklama direnç değeri 4 kazıklı metodla ve kazıksız olarak %2 hassasiyetle ölçülebilmektedir.

Ölçü Aletleri;

  • 100 kV, 5 kVA’lık (tek katlı) alternatif gerilim üreteci
  • 140 kV, 20 mA (tek katlı) Doğru gerilim üreteci
  • 10 cm çaplı, taşınabilir, gerilim ölçü küreleri
  • 200 MHz, dört kanallı, Lecroy marka dijital osiloskop
  • Yalıtkan yağlar için 90 kV’luk Hipotronics marka delinme gerilim ölçme seti
  • Statik elektrik alan incelemeleri için elektrolitik banyo deney seti,
  • Spectran NF-5030, 20 MHz modeli dijital el tipi elektrik ve manyetik alan ölçü aleti
  • Omicron CPC100/CPTD1 marka Tan Delta, kapasite ölçüm cihazı
  • Metrel MI-3123 marka topraklama direnci ölçüm cihazı
  • 3 x 5 kVA 0-380 V Ototransformatör
  • 220V/5V, 5 kVA Transformatör
  • Omicron marka, kısmi deşarj test cihazı
  • Fluke 289/FVF Dijital Multimetre x 2
  • Hıoki 1000A Pensampermetre

Aalborg Üniversitesi Yüksek Gerilim Laboratuvarı

Yüksek Gerilim Laboratuvarı, malzemelerin test edilmesinde ve farklı YG fenomenlerinin çalışılmasında kullanılabilecek son teknoloji ekipmanlara sahiptir. Çok sayıda MWB HV modülü, temel HV teorileri ile deneyler için kullanılabilen yüksek seviyeli ayrıntılı kurulumların tasarlanmasına izin verir. Doğada YG mühendisliği deneysel temelli bir bilim olduğundan, bu öğrenciler için gereklidir. HV laboratuvarında hem yıldırım hem de anahtarlama darbeleri ile test etmek için 800kV’luk bir impuls jeneratörü vardır.

Aalborg Üniversitesi Y.G. Laboratuvarı
Aalborg Üniversitesi Y.G. Laboratuvarı

ÖZEL TEÇHİZAT

Aşağıda mevcut ekipmanlardan bazılarının listesini bulabilirsiniz:

  • Voltaj bölmeli 800kV İmpuls jeneratörü
  • 2 set 100kV Yıldırım impuls kurulumu (evrensel amaçlar için kullanılabilir)
  • 200kV AC Kademeli transformatörler
  • Dijital kısmi deşarj dedektörü
  • Kapasitans ve kayıp açısı ölçüm köprüsü
  • Farklı test kurulumlarının tasarımında kullanılabilen modüller (kapasitörler, dirençler, kıvılcım boşlukları, doğrultucular, basınçlı kaplar vb.)
  • Dielektrik frekans tepki analizörü
Deney Düzenekleri
Deney Düzenekleri

Özellikler ve Hizmetler

Yüksek Gerilim Laboratuvarı, hava hatlarındaki izolatörlerden, rüzgar türbini kanatlarından, katı ve sıvı yalıtım malzemelerinden, baskılı devre kartlarına kadar her türlü elektrik yalıtım sisteminin yüksek voltaj testi için kullanılabilir. Laboratuvarda, yalıtım tasarımındaki araştırmaların yanı sıra 1000 V’un üzerindeki voltajlar için gelecekteki güç elektroniği cihazlarının ömrüne özel bir odaklanma vardır; Örneğin. açık deniz rüzgar türbinlerine dönüştürücüler.

Diğer Test Ekipmanları ve Saha Ölçümleri

Departman, saha ölçümleri ve kurulumların test edilmesi için yüksek miktarda hassas ekipmana sahiptir. Örnekler:

  • 1 RTDS (Gerçek Zamanlı Dijital Simülatör) (diğer araştırma gruplarıyla paylaşılır)
  • GPS senkronizasyonlu 2 Omicron CMC 356 ve 256 (evrensel test çözümleri)
  • 1 Omicron Dirana (Yalıtım Tanısı)
  • 1 Omicron CPC 100, 2000A’ya kadar akım artışı ile
  • 5kV Taşınabilir impuls jeneratörü
  • Darbe akımı üreteci
  • Rogowski akım probları (TRCP3000) ve yüksek gerilim probları (40kV DC veya 28kV AC) dahil voltaj ve akım probları
  • Tektronix osiloskoplar 4054 B, 2014 ve TBS 2000 (diğer araştırma gruplarıyla paylaşılır)
  • Farklı koruma stratejilerini test etmek için kullanılabilen diferansiyel ve mesafe röleleri (Siemens)

Ekipmanların çoğu portatiftir ve saha ölçümlerinde kullanılabilir.

Araştırma grubunda yapılan araştırmaların çoğu, bilgisayar simülasyon modellerini doğrulamak için kapsamlı saha ölçümleri içermektedir. Örneğin, gerçek yaşam ölçümleri şu koşullarda gerçekleştirilmiştir:

  • Kurulu EHV iletim kablosu sistemleri (kablo empedansı, bağlantı kutusu bağlantıları, yürüyen dalgalar)
  • Büyük güç transformatörleri (400/150 kV ve 60/20 kV)
  • Topraklama sistemleri
  • Senkron kondansatörler
  • Koruma röleleri
  • Enerji santralleri (büyük kömür yakıtlı ve biyokütle)
  • Açık deniz rüzgar çiftlikleri (Harmonikler ve geçiş geçişleri)
  • Tüm ağ türlerinde gerçek hayat anahtarlamalı genel anahtarlama geçici ölçümleri
  • Petersen coil topraklı şebekeler
  • 400 kV şebekesinde harmonik voltaj ve akım ölçümleri

Departman, ölçümleri desteklemek için çeşitli yazılım araçlarına (MATLAB, PSCAD, PowerFactory, LabView, ANSYS, Comsol, vb.) sahiptir.

NGK Yüksek Gerilim Laboratuvarı

NGK Yüksek Gerilim Laboratuvarı, AC 1500kV yüksek gerilim test tesisleri, 4200kV yıldırım darbe jeneratörü ve AC1000kV / DC750kV kirlilik test tesisleri gibi birinci sınıf test tesisleri ile donatılmıştır. Bu laboratuvarda gerçek ölçekte elektriksel ve mekanik testler yapılmıştır. Bu faaliyetler arasında AC 1000kV / DC 800kV sınıfı izolatör tel montajı ve 1100kV gaz burçları için araştırmalar ve gelişmeler yer almaktadır. Kirli ortama uygun izolatör tasarımı da bu laboratuvarda incelenmiştir. Araştırma ve geliştirme faaliyetlerimizle ortaya çıkan bu yüksek kaliteli izolatörleri tedarik ederek dünyadaki enerji endüstrisine katkımızdan gurur duyuyoruz. Bu başarılar yurtiçinde ve yurtdışında IEEE ve CIGRE gibi uluslararası konferanslarda yaygın bir şekilde sunulmakta ve kısmen “NGK Dergisi” olarak yayınlanmaktadır. NGK Yüksek Gerilim Laboratuvarı, ISO / IEC 17025’e göre onaylanmış ve yetkilendirilmiştir. Ayrıca, kamu hizmetleri ve diğer kuruluşlar tarafından talep edilen izolatörler ve elektrikli aparatlar için testlerimiz bulunmaktadır.

ARGE Faaliyetleri

AC / DC Yüksek Gerilim Test Tesisleri

AC 1.000KV / DC 800KV sınıfı izolatör dize montajları gerçek ölçekte laboratuarda gerçekleştirilir. İzolatör dizisi montajları için dayanma ve flashover voltaj testleri de yapılabilir. Kuru ve ıslak koronanın neredeyse gerçekte gözlemlenmesi laboratuvarda mümkündür. Bu testlerin sonuçları, gerçek UHV iletim hatları için anti-korona tasarımına yansıtılmıştır.

Kontaminasyon Testleri

Kontaminasyon testleri laboratuvarda yapılır. Deniz, sanayi ve çöl gibi çeşitli kontamine koşullar altında dayanım geriliminin özelliklerini gözlemleyerek, herhangi bir kontamine durumla başa çıkmak için izolatör tasarımları ve şekilleri araştırır ve geliştiririz.

Darbe Testleri

1000kV sınıfı izolatör dizi montajları için testler laboratuvarda yapılır. Yıldırım / anahtarlama darbesi dayanım geriliminin özelliklerini gerçek ölçekte araştırıyoruz. Bu testlerin sonuçları, iletim / trafo merkezi alanındaki yalıtım tasarımına yansır.

Mekanik Testler

İzolatör dizi montajları için mekanik testler de laboratuarda gerçekleştirilir. Mekanik yoğunluk testleri, izolatör dizisi düzenekleri için yapay dörtnala testi ve içi boş izolatörler gibi testlerin sonuçları, izolatörlerin mekanik tasarımlarına yansıtılır. NGK Yüksek Gerilim Laboratuvarı, izolatör dizesi montajını ve diğer güç sistemi ekipmanlarını tahmin etmek için dünyanın önde gelen yüksek gerilim test tesislerini sunmaktadır. Laboratuvar ayrıca diğer tesis türlerini de sağlar.

    AC / DC Yüksek Gerilim Test Tesisleri    UHV AC Test SalonuAC 1500kV Yüksek Gerilim Kaynağı DC 500kV Yüksek Gerilim Kaynağı Corona Gürültü Enstrümanı  
    Darbe Test Tesisleri    Yıldırım Darbe Jeneratörü4200kV Yıldırım Darbe Gerilim Test Tesisleri 2500kV Anahtarlama Darbe Gerilim Test Tesisleri  
              Kirlenme Test Tesisleri    UHV Kirlenme Test SalonuAC 1000kV Kirlilik Test Tesisleri DC 750kV Kirlilik Test Tesisleri  
      AC 500kV Kirlilik Test TesisleriAC 500kV Kirlilik Test Tesisleri DC 200kV Kirlilik Test Tesisleri AC 12kA Güç Ark Test Tesisleri  
  AC 100kV Kirlilik Test Tesisleri  AC 100kV Kirlilik Test Tesisleri
  Mekanik Test Tesisleri2500kN-m Amsler Tipi Çekme Test Tesisleri 
Çelik Kuleler 
Test Tesisleri Tablosu

Sonuç

Yukarıda anlattığım kavramlardan yola çıkarak, yüksek gerilim laboratuvarlarının Elektrik Mühendisliği okuyan öğrenciler için hayati öneme sahip olduğunu vurgulamak isterim. Çünkü öğrenciler elektrik tesislerinde olan birçok teçhizatın deneyini yaparak, hem kullanımını hem de sisteme olan etkisini gözlemleme şansı elde ediyorlar. Ülkemizde sayısının artırılması gerektiğini düşünmekteyim. Yüksek gerilim laboratuvarlarına öneri olarak daha fazla deney yapılmasını ve mümkünse kesici, ayırıcı gibi manevra ekipmanları da bulunmalı ve deneyleri yapılmalıdır.

İlginizi Çekebilir: 6 Adımda Arduino Kodlama

Başkalarına Fayda Sağla
Yorum Yok
Yorum İptal
Yorumlar: Yüksek Gerilim Laboratuvarları Hakkında Her şey

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Resim ekle - Yalnızca PNG, JPG, JPEG ve GIF desteklenir.

Sosyal Medya Hesaplarımız

Copyright © 2020 Öğrenci Blogları. Tüm Hakları Saklıdır.

Giriş Yap

Öğrenci Blogları'na Hoş Geldin

Gençlere değer katan içerikler üretiyoruz. Aramıza katılacağın için mutluyuz.
Giriş Yap

Gelişim için ilk adım. Boş vakitleri iyi değerlendirmek gerek.