Kısmi boşalma işaretlerinin optik fiberli sensörlerle algılanma yöntemlerinin analizi ve bir sensör tasarımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İREM ÖZEN

Danışman: GÜNEŞ YILMAZ

Özet:

Kısmi boşalma, elektriksel yalıtım problemlerinin başlangıcının önemli bir belirtisidir. Yoğun elektrik alan etkisinde kalan yalıtkan malzemelerde oluşan kısmi boşalmaların algılanması, ölçülebilir elektriksel ve akustik karakteristikleri temel alır. Akustik algılama yöntemlerinde, kısmi boşalmanın algılanmasının yanı sıra, yerinin de belirlenmesi mümkündür. Bu nedenle akustik algılama sistemleri, elektriksel izleme sistemlerine göre daha çok tercih edilmektedir. Bu çalışmada yüksek gerilim ekipmanlarında meydana gelen kısmi boşalmaların algılanma yöntemleri üzerinde durulmuştur. Akustik algılama yöntemlerine göre çalışan, optik fiberli sensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, kısmi boşalma algılanmasının teknik detayları ve sensör kafasının genel yapısı üzerinde durulmuştur. Akustik algılamada kullanılan sensör membranının yüzey uzunluğu, kalınlığı ve malzemesinin sensör duyarlılığı üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Kısmi boşalma nedeniyle yalıtım yağında meydana gelen akustik basıncın membranda oluşturduğu çökme miktarı kısmi boşalmanın değeri hakkında bilgi vermektedir. ANSYS benzetim ortamında belirlenen parametreler ile membran analizi yapılarak membranın çökme değerleri elde edilmiş ve doğrusallığı incelenmiştir. Çalışma kapsamında kısmi boşalmanın algılanması ve yerinin belirlenmesinde kullanılan optik fiberli algılayıcıların gereksinimleri incelenmiştir. Tasarımı yapılan Fabry-Perot interferometrik sensöründe bu gereksinimler göz önünde bulundurulmuştur.Sensördeki Fabry-Perot boşluğunun görünürlük ve optik yoğunluk ile ilişkisi incelenmiştir. Tasarımı yapılan sensör transformatör yağına daldırılarak kullanılacağı için, sensörün 0.1 m, 1 m ve 2 m derinliklerde konumlandırılacağı düşünülerek yağ basıncı hesaplanmış; analizler bu basınç değerleri de ilave edilerek tekrarlanmıştır. 0.1 m derinlikte konumlandırılan sensör membranında meydana gelen çökmenin dahi sensörün doğrusal bölgenin dışında çalışmasına neden olduğu görülmüştür. Bu nedenle sensörde hava deliği açılarak yağ basıncına eşit bir basınç uygulanması sağlanmıştır. Böylelikle yağ basıncı etkisi ortadan kaldırılmıştır.Sensörü doğrusal bölge içerisinde tutarak duyarlılığını arttıracak şekilde yeniden tasarım yapılmış, gerçekleştirilen analiz sonuçları ile teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır.