YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİ 1 – Muzaffer Özkaya
ÖNSÖZ
Bu kitap İ.T.Ü. Elektrik ve İ.T.Ü. Maçka Elektrik Fakültelerinde okutmakta olduğum Yüksek Gerilim Tekniği ders notlarının önemli bir kısmının bir araya getirilmesiyle meydana gelmiştir. Bilindiği üzere son yıllarda Fakültemiz Elektrik Mühendisliği Bölümünde Yüksek Gerilim Tekniği dersleri 6. ve 7. yarıyıllarda Yüksek Gerilim Tekniği 1 ve II adı altında iki ayrı ders olarak okutulmaktadır. Kitabın hacmini çok fazla büyütmemek ve her ders için öğrenciye ayrı bir kitap vermek amacı ile. bu kitapta sadece Yüksek Gerilim Tekniği I dersinin konulan. Statik Elektrik Alanı ve Boşalma Olayları iki bölüm halinde incelenmiştir.
İkinci kitapta ise Yüksek Gerilim Tekniği I! dersinin konulan, Aşırı Gerilimler ve Bunlara Karşı Koruma, Yüksek Gerilimlerin Üretilmesi ve Ölçülmesi üç bölüm halinde incelenecektir.
Kitabın amacı, öğrencilere Yüksek Gerilim Tekniği I dersi için bir ders kitabı vermek ve ayrıca uygulamada Yüksek Gerilim Tekniği ile uğraşan elektrik mühendislerine başvuru kitabı olarak yardımcı olmaktır. Kitabın Birinci bölümünde statik elektrik alanının temel denklemleri verildikten sonra, düzlemsel, küresel ve silindirsel elektrot sistemleri delinme ve ekonomik bakımdan incelenmiş, bazı elektrot sistemlerinde maksimum elektrik alanının yaklaşık olarak hesabı verilmiş, tabakalı elektrot sistemleri anlatılmış ve konform dönüşüm, Schwarz Christoffel dönüşümü yöntemleriyle elektrik alanları incelenmiştir.
İkinci bölüm gaz, sıvı ve katı yalıtkan maddelerde boşalma olaylarına ayrılmıştır. Bu bölümde ilk dört boşalma olaylarının temellerini içermekte ondan sonraki altı konu gazlarda boşalma olaylarına, onbirinci konu sıvı yalıtkan maddelerde ve onikinci konu da katı yalıtkan maddelerde boşalma olaylarına ayrılmış bulunmaktadır.
Kitaptaki konular, özellikle elektrik alanının incelenmesi ile ilgili çeşitli yöntemler ve boşalma olayları ile ilgili tamamlayıcı bilgiler hakkında daha geniş bilgi almak isteyenler konuyla ilgili başka kaynaklara müracaat etmelidirler. Bu amaçla bölümlerin sonuna yararlanılabilecek eserlerin en önemlilerinden oluşan birer liste eklenmiştir.
Ders notlarımın kitap haline getirilmesinde ve şekillerin hazırlanmasında Yüksek Gerilim Tekniği Birimi elemanlarından doktora
öğrencisi Yük.Müh. Özcaıı Kalenderli'nin büyük emeği geçmiştir. Aynı şekilde Araştırma Görevlisi Müh. Ethem Bakaç'da ders notlarının IBM ile yazılmasını sağlamıştır. Burada her ikisine ayrı ayrı teşekkür etmeyi bir borç bilirim. Kitabın öğrenciler ve okuyucular için yararlı olmasını dilerim.
İstanbul
Kasım 1987
Prof. Dr. Muzaffer ÖZKAYA
İKİNCİ BASKININ ÖNSÖZÜ
İ.T.Ü. Elektrik-Elektronik Fakültesi Elektrik Mühendisliği Bölü¬münde 6. yarıyılda (3+1) saat olarak okutulan Yüksek Gerilim Tekniği I adlı dersin ders kitabı olarak 1988 yılında yayınlanan kitabımın ikinci baskısı, kitap üzerinde 1988 yılından beri yaptığım düzeltmeler, ekler ve yenilikler göz önünde tutularak yeniden hazırlanmıştır.
Kitabın ikinci bölümünü oluşturan Boşalma Olayları. Gazlarda. Sıvı ve Katı Yalıtkanlarda Boşalma Olayları olmak üzere üç kısım halinde düzenlenmiş, Gazlarda Boşalma Olayları on konu, Sıvı ve Katı Yalıtkanlarda Boşalma Olayları da ikişer konu olarak ele alınmıştır.
Kitap birinci baskısından çok farklı olarak okuyucunun ilgisini çekecek şekilde yeniden düzenlenmiş ve sonuna alfabetik indeks de eklenmiştir.
Kitabın bu yeni biçimde hazırlanmasında Yrd. Doç. Dr. Özcan Kalenderli ve eşi Aknur Kalenderli'nin çok büyük emeği geçmiştir. Dolayısıyla burada her ikisine de ayrı ayrı en içten teşekkürlerimi sunuyorum.
Kitabın bu yeni düzenlenmesiyle öğrencilere ve okuyuculara yararlı olacağını umuyorum.
İstanbul
1.4.1996
Prof. Dr. Muzaffer ÖZKAYA
İÇİNDEKİLER
STATİK ELEKTRİK ALANI
STATİK ELEKTRİK ALANININ TEMEL DENKLEMLERİ
TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ
Düzlemsel Elektrot Sistemi
Elektrik Alanı ve Potansiyel Sistemin Kapasitesi
Sistemin Zorlanma Bakımından İncelenmesi
Küresel Elektrot Sistemi
Elektrik Alanı ve Potansiyel Sistemin Kapasitesi Bazı Tanımlar
Sistemin Delinme Bakımından İncelenmesi ve En Elverişli Düzen
Dış Küre Yarıçapının Sabit Olması Durumu İç Küre Yarıçapının Sabit Olması Durumu Sistemin Ekonomik Bakımdan İncelenmesi
Silindirsel Elektrot Sistemi
Eşeksenli Silindirsel Elektrot Sistemi Elektrik Alanı ve Potansiyel Sistemin Kapasitesi Sistemin Delinme Bakımından İncelenmesi ve En Elverişli Düzen
Dış Silindir Yarıçapının Sabit Olması Durumu
YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİ
İç Silindir Yarıçapının Sabit Olması
Durumu
Elektrot Açıklığının Sabit Olması Durumu
Sistemin Ekonomik Bakımdan İncelenmesi
Paralel Eksenli Silindirsel Elektrot Sistemi
Çizgisel Bir Yük Kaynağının Alanı
Paralel Çizgisel İki Yük Kaynağının Alanı
Karşılıklı Paralel İki Silindir
Özel Durumlar:
Eşit Yarıçaplı İki Silindir
Paralel İki İletken
Eksenleri Kaçık İç İçe Paralel İki
Silindir
BAZI ELEKTROT SİSTEMLERİNDE MAKSİMUM ELEKTRİK ALANININ YAKLAŞIK OLARAK HESABI
Küresel Sistem
Küre-Düzlem Elektrot Sistemi
Küre-Küre Elektrot Sistemi
Paralel Silindirsel Sistem
Silindir-Düzlem Elektrot Sistemi
Silindir-Silindir Elektrot Sistemi
Çapraz İki Silindir
Karşılıklı İki Halka
İç İçe Halka-Silindir
TABAKALI ELEKTROT SİSTEMLERİ
Sınır Yüzeyde Kırılma
Tabakalı Düzlemsel Elektrot Sistemi
İki Tabakalı Sistem
Seri Düzen
Düzgün Zor Sistemler
KONFORM DÖNÜŞÜV ELEKTRİK ALANI I\
Konform Dönüşümün
Paralel Düzen Eğik Düzen . Çok Tabakalı Sistem
İki Tür Yalıtkanlı Çok Tabakalı Sistem
Çok Yalıtkanlı Çok Tabakalı Sistem
Tabakalı Silindirsel Elektrot Sistemi
İki Tabakalı Eşeksenli Silindirse! Sistemler Çok Tabakalı Eşeksenli Silindirsel Sistemler Çok Yalıtkanlı Çok Tabakalı Sistem İki Tür Yalıtkanlı Çok Tabakalı Sistem
Düzgün Zorlanmalı Eşeksenli Silindirsel Sistemler
Düzgün Zorlanmalı Kablo . Düzgün Zorlanmalı Kablo ile
Bir Tabakalı Sistemin Karşılaştırılması
Zorlanma ve Delinme Bakımından
Karşılaştırma
Ekonomik Bakımdan Karşılaştırma
Kondansatörlü Geçit İzolatörleri
Radyal Zorlanma
Eksenel Zorlanma
KÖNFOKM DÖNÜŞÜM YÖNTEMİYLE ELEKTRİK ÂLAN1 İNCELENMESİ
Konform Dönüşümün Esası
Konforaı Dönüşümün Özellikleri
Sonsuz Küçük Eğri Parçalan Arasındaki Bağıntı Açılar Arasındaki Bağıntı Elektrik Alanları Arasındaki Bağıntı Dönüşüm Yönü ve Elektrik Alanı Bağıntıları
v'nin Potansiyel Olarak Seçilmesi Durumu
u'nun Potansiyel Olarak Seçilmesi Durumu
Konform Dönüşüm Örnekleri w=zm Dönüşümü z=w1/2 Dönüşümü z=w1/3 Dönüşümü w=ez Dönüşümü z=l/w Dönüşümü
Silindir-Düzlem Sistemi
Silindır-Silindir Sistemi Dönüşümü
İki Keskin Kenar Arasındaki Elektrik Alanı Keskin Bir Kenarla Bir Düzlem Arasındaki Elektrik Alanı
Hiperbolik Elektrotlar Arasındaki Elektrik Alanı
Yassı Bir Bara Etrafındaki Elektrik Alanı
SCHWARZ-CHRISTOFFEL DÖNÜŞÜMÜ
KİNETİK GAZ TEORİSİ HAKKINDA TEMEL BİLGİLER
Basınç
Boyle-Mariotte Yasası Gay-Lussac Yasası Avagadro Hipotezi
Hız
Serbest YoL
İYONİZASYON TÜRLERİ
Çarpma Suretiyle İyonizasyon Foto İyonizasyon Termik İyonizasyon Yüzeysel İyonizasyon
İYONİZASYON A ZIT OLAYLAR
Elektrikli Parçacıkların Hareketi (Devingenliği)
Elektrikli Parçacıkların Yayılması (Difüzyon)
Elektrikli Parçacıkların Tekrar Birleşmesi (Rekombinasyon)
TOWNSEND BOŞALMA TEORİSİ
DÜZGÜN VE AZ DÜZGÜN ELEKTRİK ALANINDA BOŞALMA OLAYLARI
Townsend'in Birinci İyonlaştırma Katsayısı ve Elektron Çığı Townsend'in İkinci İyonlaştırma Katsayısı ve Düzgün Alanda Delinme Gerilimi Az Düzgün Alanda Delinme Gerilimi
KANAL BOŞALMA TEORİSİ
Düzgün Alanda Kanal Boşalması
Düzgün Olmayan Alanda Kanal Boşalması Boşalma Süresi
DELİNME GERİLİMİ İLE İLGİLİ DENEY SONUÇLARI
Doğru ve Alternatif Gerilimde Delinme Gerilimleri Darbe Geriliminde Delinme Gerilimleri Açma-Kapama Aşırı Gerilımlerinde Delinme Gerilimleri
KORONA BOŞALMALARI
Genel Bilgi
Alternatif Gerilimde Korona Geriliminin Hesabı Alternatif Gerilimde Korona Kayıpları Peek Formülü Peterson Formülü
YÜZEYSEL BOŞALMALAR
Düzgün Alanda Yüzeysel Boşalma Düzgün Olmayan Alanda Yüzeysel Boşalma
YILDIRIM BOŞALMALARI
Yıldırım Bulutunda Yüklerin Oluşumu Yıldırım Boşalmasının Özellikleri Yıldırımın Etkileri
SIVI YALITKANLARDA BOŞALMA OLAYLARI
SIVI YALITKANLARDA
DELİNME GERİLİMİNE ETKİ EDEN ETKENLER
Nem
Toz, İs ve Elyaflı Parçacıklar
Gaz Kabarcıkları ve Hava Boşlukları
Basınç
Sıcaklık
Elektrot Malzemesi ve Yüzey Durumu Elektrot Şekilleri ve Elektrotlar Arası Açıklık Gerilimin Uygulanma Süresi
SIVI YALITKANLARDA DELİNME TÜRLERİ
Termik Delinme Elektromekanik Delinme Elektriksel Delinme
KATI YALITKANLARDA BOŞALMA OLAYLARI DİELEKTRİK KAYIPLARI VE KAYIP SAYISI
KATI YALITKANLARDA DELİNME TÜRLERİ
Ani Delinme
Elektromekanik Delinme
Elektriksel veya Kanal Delinmesi
Termik Delinme
Boşluk veya Erozyon Delinmesi
KAYNAKLAR
İNDEKS