Orta gerilim kablo izolasyon malzemelerinin performans faktörlerinin incelenmesi
Investigation of performance factors of medium voltage cable insulation materials
- Tez No: 933985
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN AYAZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ CELAL FADIL KUMRU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Gelişen teknoloji ve büyüyen nüfusla beraber her geçen gün enerji ihtiyacımız ve enerjiye olan bağımlılığımız artmaktadır. Bununla beraber güç sistemleri gelişmekte ve alternatif enerji sistemleri şebekeye entegre olmakta ve oluşan enerji talebini karşılamaya çalışmaktadır. Bu yüzden bu sistemler giderek daha karmaşık hale gelmekte ve enerjinin kaliteli aynı zamanda sağlıklı bir şekilde herhangi bir arızaya veya kesintiye uğramadan son kullanıcıya ulaşması büyük önem arz etmektedir. Bu bağlamda kablolarda kullanılan izolasyon malzemelerinin iyi tasarlanması ve boyutlandırılması gerekmektedir. Teze konu malzemeler güç sistemlerindeki birçok farklı elemanda (Kablolar, trafolar, izolatörler vb.) kullanılmakta ve sıcaklık, nem, fiziksel stres, elektriksel darbeler gibi birçok farklı zorlayıcı etkiye maruz kalmaktadır. Bu etkilerin sonucunda elektriksel, fiziksel ve kimyasal özellikleri değişmekte ve çeşitli problemlere (Elektrik kesintileri, arızalar, yangınlar vb.) neden olmaktadır. Bunlarının önüne geçebilmek için bu malzemelerin dielektrik özellikleri farklı çalışma koşullarında incelenmesi ve performans değerleri araştırılması önemli hale gelmiştir. Yapılan tez çalışmasında özellikle OG kablolarda çok sık kullanılan çapraz bağlı polietilen (XLPE), düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve alev geciktirici halojensiz termoplastik (HFFR) malzemelerin delinme gerilimi, tan delta ölçümleri, güç kayıplarına ilişkin deneyler yapılmıştır. Henüz OG kablo izolasyonunda HFFR malzemelerin kullanımını göremiyor olsak da elektriksel özelliklerini ve bunların bir OG kablosunun işletme koşullarında karşılaştığı fiziksel zorluklara nasıl tepki vereceğini görmek adına HFFR bir malzemenin de test edilmesi istenmiştir. HFFR malzemeler yandığında açığa zehirli gaz çıkarmaması ve alev geciktirici özelliğinden dolayı AG kablolarda hızla kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bu yüzden incelenmesinin bilimsel açıdan fayda sağlayacağı düşünülmüştür. Teze konu yalıtkan malzemelerin delinme dayanımı çok yüksek olsa da bu tip bir delinme tersinmez bir etki oluşturmaktadır. Bunun anlamı yalıtkanların elektriksel özelliklerindeki değişim geri döndürülemeyecek seviyededir. Aynı zamanda nem ve sıcaklığın etkisiyle beraber değişen dielektriksel özellikler de eski haline gelmemektedir. İki farklı gruba ayrılmış numunelerden 1. Grup 100 °C sıcaklıkta yaşlandırılmış ve 7 günde bir olacak şekilde ölçümler alınmış, 2. Grup ise 45 °C sıcaklıkta ve %85 nem oranına ayarlanmış nem kabininde yaşlandırılmış ve her 7 günde bir olacak şekilde ölçümler alınmıştır. Fiziksel dayanıklılığı ölçmek adına EN 60811-501 standartına göre numune alınarak her gruba yaşlandırmanın başında, ortasında (3.Hafta) ve sonunda (6.Hafta) çekme kopma testleri yapılmıştır. Elektriksel ölçüm olarak her gruba 7 günde bir olacak şekilde tan delta ve kayıp güç ölçümü yapılmıştır. Delinme gerilimi deneyin başında herhangi bir yaşlandırma etkisine maruz kalmamış numunelere, yaşlandırmanın 3. haftasındaki numunelere ve yaşlandırmanın 6. haftasındaki numunelere uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Our energy needs and reliance on energy are expanding daily due to population growth and evolving technology. In addition, power systems are developing, and alternative energy systems are being integrated into the grid and are trying to meet the energy demand. Therefore, these systems are becoming more and more complex, and it is of great importance that the energy reaches the end user in a quality and healthy manner without any failure or interruption. In this context, the insulation materials used in cables must be well designed and sized. The materials in this thesis are used in many different elements in power systems (cables, transformers, insulators, etc.) and are exposed to many different challenging effects such as temperature, humidity, physical stress, electrical impulses. As a result of these effects, their electrical, physical and chemical properties change and cause various problems (power outages, malfunctions, fires, etc.). To prevent these, it has become important to examine the dielectric properties of these materials under different operating conditions and to investigate their performance values. In the thesis study, experiments were conducted on the breakdown voltage, tan delta measurements and power losses of cross-linked polyethylene (XLPE), low density polyethylene (LDPE) and flame-retardant halogen-free thermoplastic (HFFR) materials, which are frequently used in MV cables. Although we have not seen the use of HFFR materials in MV cable insulation, we wanted to test a HFFR material in order to see their electrical properties and how they would respond to the physical difficulties encountered by a MV cable under operating conditions. HFFR materials are becoming increasingly popular due to their flame retardancy and not releasing toxic gas when burned. Therefore, it is possible that their examination will be scientifically beneficial. Although the insulation materials in thesis have a very high breakdown strength, this type of breakdown creates an irreversible effect. In other words, the dielectric properties of the material change irreversibly. At the same time, the dielectric properties that change with the effects of humidity and temperature do not return to their previous state. Samples are divided into two different groups, Group 1 was aged at 100 °C and measurements were taken every 7 days, while Group 2 was aged in a humidity chamber set at 45 °C and 85% humidity and measurements were taken every 7 days. In order to measure physical durability, samples were taken according to the EN 60811-501 standard and tensile strength tests were performed on each group at the beginning, middle (3rd week) and end (6th week) of aging. Tan delta and loss power measurements were performed on each group as electrical measurements every 7 days. Breakdown voltage was tested only on samples that were not exposed to any aging effect at the beginning of the experiment, in the middle (3rd week) and at the end (6th week).
Benzer Tezler
- Underground cable fault tester design and application
Yeraltı kablo arıza test cihazı tasarımı ve uygulaması
TUNAHAN AKSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL OĞUZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGA ÖZER
- Determination of dielectric constans of liquid mixtures from their constituents over the frequency range of 50 Hz-12 GHZ
İzolasyon yağ karışımlarının 50-HZ-12-GHZ frekans altında yalıtkanlık abitlerinin incelenmesi
MEHMET OĞUZ HENGİRMEN
Doktora
İngilizce
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARİF NACAROĞLU
- High impedance fault detection in medium voltage distribution systems using wavelet transform
Dalgacık dönüşümü kullanılarak orta gerilim dağıtım sistemlerinde yüksek empedanslı arıza tespiti
BARAA MAKKAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Convolutional neural network based partial discharge pattern classification of medium voltage cable terminations
Orta gerilim kablo başlıklarında evrişimli sinir ağları ile kısmi boşalma örüntü sınıflandırılması
HALİL İBRAHİM ÜÇKOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR
- Orta gerilim yeraltı kablo yerleşim düzenlerinin akım taşıma kapasitesine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of medium voltage underground cable layouts on current carrying capacity
AHMET ÖZYEŞİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA ALBOYACI