Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

1

21.03.2012 1

DIŞ AŞIRI GERİLİMLER

n  Enerji sistemlerinde görülen aşırı gerilimler oluşumları itibarıyla, iç ve dış aşırı gerilimler olmak üzere toplam 2 grupta incelenirler.

DIŞ AŞIRI GERİLİMLER: n  Yıldırım düşmesi sonucu veya yüklü bir bulut

etkisiyle oluşurlar. Yıldırım; 1.Faz iletkenine 2.Koruma iletkenine 3. Direğe düşer

21.03.2012 2

AŞIRI GERİLİMLER

n  Faz iletkeni: Düştüğü noktadan itibaren her iki yönde ilerleyen dalgalar oluşur.

n  Koruma iletkeni:Her iki yönde ilerler. Direk topraklanmış ise sorun çıkmaz, aksi takdirde yürüyen dalga direk üzerinden izolatöre atlar, faz iletkenine ulaşır.

n  Direğe:Topraklı ise sorun çıkmaz, aksi takdirde iletkene ulaşır.

Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

2

21.03.2012 3

DIŞ AŞIRI GERİLİMLER (YÜRÜYEN DALGALAR)

n  Yıldırım bulutu bir iletim hattının yakınına gelince, negatif (-) yükler toprağa akar, hat pozitif yüklenir.

21.03.2012 4

YÜRÜYEN DALGALAR n  Bulut hareket ederse yükler de beraberinde gider. n  Herhangi bir sebeple boşalma olursa, yükler serbest

kalır, iki yönde hareket ederler.

uqCq =→

Birim uzunluğa düşen yük:

u: Birim uzunluğa düşen gerilim

Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

3

21.03.2012 5

YÜRÜYEN DALGALAR n  Dalga v hızıyla dt zamanda dtvdx .=

kadar hareket ederse bu durumda dxuCdxqdq ... ==

Hattan akan akım ise:

duvCdivuCidtdxuC

dtdqi ...... =⇒=⇒==

21.03.2012 6

YÜRÜYEN DALGALAR n  Hattın birim uzunluğa düşen endüktansı L ise dx

uzunluğundaki kısmın empedansı Ldx olacaktır.

( ) divLdidtdxL

dtdidxLdu ...... ===

LCv 1=⇒Yürüyen dalganın hızı:

Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

4

21.03.2012 7

YÜRÜYEN DALGALAR n  Hattın karakteristik empedansı ise:

⇒⇒== uLC

CuLC

CuvCi .1..1...

0/.

Zu

CLuu

LC

==

:/0 CLZ = Hattın karakteristik empedansı

21.03.2012 8

YÜRÜYEN DALGALAR n  Hattın birim uzunluğa düşen direnci R ise, dx

uzunluğunun direnci Rdx olur. Dalganın dx kadar ilerlemesi durumunda kayıp güç

2)..( idxRdP =−

diiZdPiZIUP ...2.. 02

0 =⇒==

20 .....2 idxRdiiZ =−⇒

iZR

dxdiidxRdiZ .

.2....2

00 =

−⇒=−⇒

Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

5

21.03.2012 9

YÜRÜYEN DALGALAR

τt

eiiiZR

dtdi

vdtvdx

−=⇒=+⇒= .0.

.2.1. 0

0

RL

RCL

CLRvZ .2

..1/.2

..2 0 ===τ

Gerilim dalgasının değişimi de: τt

euiZu−

== .. 00

YÜRÜYEN DALGALAR

n  Yıldırım deşarjı sonucu oluşan yürüyen dalgaların cephe süreleri µs, sırt yarı süreleri ise 100µs civarındadır.Yıldırım düşmesi sonucu iletim hattında 10-20kA/µs artış hızlı akım yükselmesi görülür.

n  Yıldırım çarpmalarının %50’sinde tepe değeri 20kA’den, %10’unda ise 60kA’den büyük akım değerleri gözlenir.

n  Yürüyen dalgalar yıldırım haricinde elektriksel cihazların dik darbe gerilimleri altında zorlanması sırasında da meydana gelebilir. Yalıtım sistemlerinde gerilim dağılımını olumsuz etkilerler.

21.03.2012 10

Yüksek Gerilim Tekniği 2 21.03.2012

6

YÜRÜYEN DALGALAR n  Transformatör sargısına darbe geriliminin çarpması

teknik açıdan yürüyen dalga yayılımının özel bir durumudur. Alçak frekanslarda sargılardaki gerilim dağılımı manyetik akının bütün sarımları kapsaması nedeniyle doğrusal olur. Yüksek frekanslarda ise kapasiteler nedeniyle gerilim dağılımı değişir

n  Darbe gerilimi sargılar boyunca ilerler ve sargının sonunda yansıma yapar. Genliği artan dalga sargı elemanları arasındaki kuplaj kapasiteleri üzerinden yayılır. Oluşan salınımlar simetrik olmayan gerilim dağılımı meydana getirirler.

21.03.2012 11