Elektriksel boşalmaların yük benzetim yöntemiyle sayısal analizi
Numerical analysis of electrical discharges by charge simulation
- Tez No: 139773
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Gazlarda elektriksel delinme üzerinde ilk araştırmalar 19. yüzyılın sonlarına dayanmaktadır. O zamandan 21. yüzyıla girdiğimiz bu güne kadar çalışmalar oldukça ilerlemiş ve konunun birçok yönünün anlaşılmasında çok büyük gelişmeler kaydedilmiştir. Günümüzde çok yüksek gerilimli enerji iletim sistemlerinin devreye girmesiyle birlikte yüksek gerilim cihazlarının daha küçük boyutta ve daha büyük gerilimlere dayanıklı yapılmaları zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Bu yüzden gerek yüksek gerilim cihazlarının tasannu için gerekse gazlarda elektriksel boşalma mekanizmasımn anlaşılmasına yönelik olarak gazlarda elektriksel boşalma analizini yapabilen, Windows işletim sisteminde çalışan, kolay kullanımlı ve elektron çığının gerçeğe yalan fiziksel modeline sahip bir bilgisayar yazılımına ihtiyaç çok fazladır. Bu doktora tezinin amacı, Yük Benzetim Yöntemi ile düzgün olmayan alanda elektrostatik alan dağılımım hesaplayarak, çeşitli elektrot sistemlerinde düzgün olmayan alanda korona başlangıç gerilimini, düzgün ve az düzgün alanda delinme gerilimini hesaplayabilen, kolay kullanımlı bir yazılım geliştirmek ve bu yazılımı kullanarak yöntemin çübuk-düzlem, küre-düzlem ve silindir-düzlem elektrot sistemlerinde uygulamasını yapmaktır. Yapılan uygulamada, düzlem elektrot sonsuz veya sonlu uzunlukta almabilmekte ve düzlem üzerinde, yarıçapı değiştirilebilen yarıküresel iletken pürüz yerleştirilerek bunun etkisi analiz edilebilmektedir. Bu amaçla Korona 2002 adı verilen bir yazılım geliştirilmiştir. Yazılım, Windows işletim sisteminde çalışmak üzere Microsoft Visual Basic 6.0 programlama diliyle geliştirilmiştir. Temel elektrot sistemlerinde analiz yapılabilen yazılım, gelecekte daha karmaşık bir geometriye sahip elektrot sistemlerindeki elektrik alan dağılımı ve elektriksel boşalmayı analiz edebilecek şekilde geliştirilmeye açık bir temel yazılım niteliğinde tasarlanmıştır. Korona başlangıç gerilimi hesaplanırken, ana elektron çığının modellenmesinde pozitif iyonların, çığın ucunda küresel bir hacim içerisinde olduğu kabulü yerine, çığın gerçekte tahmin edilen şekli olan paraboloid yapısı halkasal yüklerle modellenmiştir. Korona 2002 kullanılarak, çubuk-düzlem, silindir- düzlem ve küre-düzlem elektrot sistemlerinde statik elektrik alan dağılımı ve korona başlangıç gerilimi hesaplanmıştır. Sonuçlar, literatürdeki hesap ve deney sonuçlan ile karşılaştınlmıştır. Sonuçların uyumlu olduğu ve Korona 2002'nin bu amaçla kullanılabileceği görülmüştür. Yapılan çalışmanın ve geliştirilen yazılımın, statik elektrik alan dağılımı ve gazlarda elektriksel boşalma olaylarının daha iyi analiz edilmesi ve anlaşılmasına katkılan olması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
High voltage equipment is the backbone of modern power systems. Besides generation, transmission and distribution of electrical energy, high voltages are also extensivly used for many industrial, scientific and engineering applications such as electrostatic precipitators for the removel of dust from flue gases, atomization of liquids, paint spraying and pesticide spraying, ozone generation of of water and sewage treatment, X-Ray genetators and particle accelerators, high-power lasers and ion beams, plasma sources for semiconductor manufacture, superconducting magnet coils. In all such applications, the insulation of the high voltage conductor is of primary importance. For the proper design, safe and reliable operation of the insulation system, a complete knowledge of the electric field distribution, corona inception and breakdown voltage of any high voltage device is required. Insulating materials play a critical role in the design and performance of high voltage power equipments. Gases are the simplest and the most widely used dielectrics. Air is used as an insulator for outdoor as well as indoor high voltage power networks. For insulation purposes, it is used to provide the phase to phase as well as phase to ground insulation. In addition, air is also used in chopping, spark and measurement gaps. Early investigations of electrical breakdown of gases has been made nearly at the end of nineteenth century. In the investigations of electrical breakdown of gases, particularly in the study of corona phenomena in atmospheric air, the asymmetrical nonuniform field configuration has been a valuable tool for experimental observations due to the local confinement of prebreakdown ionization around the stressed electrode. Many of the basic breakdown studies were carried out with rod-to- plane electrodes or with two rods. For the sake of result comparison and repeatability, the rod electrode chosen was standardized as a cylindrical shaft with a hemispherical tip of equal diameter. In this thesis, electrostatic field, potential distribution an corona inception voltage in the hemispherical tipped rod-plane gap, wire-plane gap and sphere-plane gap have been determined using a newly developed, Windows based user friendly software, named Corona 2002. Corona inception or breakdown voltage of these electrode systems have been computed by a new physical model for primary electron avalanche. Visual Basic 6.0 was used to develop the software. The software runs under Windows operating system and has a user friendly interface. Results are in good agreement with those found in the literature. Corona 2002, can safely be used for these computations.
Benzer Tezler
- Paul Churchland'in halk psikolojisine yaklaşımına John Searle'ün sosyal ontolojisi bağlamında eleştirel bir yaklaşım
A critical approach to Paul Churchland's approach to folk psychology in the context of John Searle's social ontology
ERBAY TAŞĞIN
- Enerji kablosunda oluşan sıcaklık ve gerilmeleri optik fiberli algılayıcılarla algılama benzetimleri
Sensing simulations of the temperatures and strains occured on power cable by the optical fiber sensors
ABDURRAHMAN GÜNDAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNEŞ YILMAZ
- Yakup Kadri'nin romanlarında kadınlar
The women in the novels of Yakup Kadri
AYŞEGÜL GAZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Türk Dili ve EdebiyatıSelçuk ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TEKİN
- Uçaklar için statik elektrik yükü çökelme durumunun incelenmesi ve yıldırım çarpma durumu analizleri
Investigation of precipitation static condition and lightning strike condition analysis for aircraft
FURKAN AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Manyetik alanın kısmi boşalmaya etkisi
The effect of magnetic field on partial discharge
UĞUR AKTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRAN EMEL ÖNAL