KİRLİ İZOLE YÜZEYLERDE DEŞARJLARININ YAYILIMI VE VE ATLAMA

ı

Kirli İzole Yüzeylerde Deşarjların Yayıl ı m ı ve Atlama

UDK. 624.315.6

Prof. Dr. Ahmet RUMELİ ODTÜ

ÖZET

Kirli bir izole yüzeyi boyunca atlama, deşarjların tutuşması ve yayılması sonucu meydana gelir. Bu yazıda, kirli bir izolasyon yüzeyinde oluşan arkların yayılımına ve atlamaya etki eden faktörler teorik olarak araştırılmıştır. Varılan teorik sonuçlar, kirli izole bir yüzeyde tutuşan bir arkın yayılmasını ve atlamanın meydana gelmesini iki ana faktörün kontrol ettiğini ortaya koymaktadır : a) ark gerilim gradyanı ile kir bölgesi effektif gradyan farkı

/) ve (b) arka seri kir d* bölgesi direncinin enerji bağımlılığı (

Kir bölgesi direncinin enerji bağımlılığı ihmal AR edilebilirse ( — --- = O), arkın yayılması ve 9w atlamanın meydana gelmesi için &E < O olmalıdır.

SUMMARY

Flashover on a polluted insulating surface is caused by the formation and subseguent grcnvth of discharges. The factors affecting the growth of discharges on a polluted insulating surface have been studied theoretically. it has been found that the growth of an arc discharge ana therefore the probability of flashover is controlled by the main factors: (a) the difference between the arc and the effective pollution gradieni and (b) the energy dependencs of the pollution resistance in series with the arc 8(w-|^-) . When -8|w^- = O, the flashover can occur if A -E < O

1. GiRiŞ izolatörlerde kirlenme atlaması, kirli yüzeyde deşarjların oluşması ve yayılması sonucu meydana gelir. Bir kirlenme atlaması, (a) izolatör yüzeyinin iletken bir kir filmi ile kaplanması sonucu yüzey boyunca kaçak akımların açığa çıkardığı ısı enerjisinin oluşturduğu kuru kir bölgelerinde ön deşarjların tutuşması ve (b) ön deşarjların kirli izolatör yüzeyi boyunca yayılması ve kısa devre olmak üzere iki ana kısımda incelenebilir [1]. Bu makalede kirli bir 'izole yüzeyde deşarjın yayılımını ve atlamayı etkiliyen faktörler incelenmiştir.

(*) Odamızın hazırladığı dizi teknik konferanslar serisinden 26 Aralık 1972 Sah günü saat 15'de Mimarlar Odası Konferans Salonu'nda verilmiştir.

Kirli bir izole yüzeyde deşarj yayılımını açıklamaya çalışan çeşitli görüşler ileri sürülmüştür. Kuru kir bölgeleri boyunca tutuşmakta olan ön deşarjların yayıldıkları ve bir süre sonra atlama yapmaksızın söndükleri müşahede edilmektedir. Ön deşarjların bu yayılması, kuru kir bölgesinin büyümesi sonucu olduğu öne sürülmüştür [2, 3, 4, 5, 6]. Ancak, su seti boyunca deşarjın yayılarak atlama yapması ve aşın gerilim altında kirli izole modeller üzerinde Cron [7, 8] tarafından yapılan deneylerde atlamanın kir tabakasında herhangi bir kuruma olmaksızın meydana gelmesi bu görüsü doğrulamamak. tadır [6].

Kirli izole yüzeyde tutuşan ön deşarjların neden söndüğü şöylece izah edilebilmektedir: Kuru bir kir bölgesinin bir ön deşarjla kısa devre edilmesi kaçak akımda ani bir artışa se-

beb olur. Büyük değerdeki kaçak akım genellikle akımı sınırlıyan kir tabakası direncinde ısı kaybına, kirin rutubetini buharlaştırarak kurumasına, direncinin artmasına dolayısıyla akımın azalması ve deşarjın sönmesine sebeb olur. Bu kendi kendine deşarj tutuşma ve sönmesi, bir atlamaya sebeb olmaksızın servis şartlanndaki izolatörlerde sık sık görülür [4, 9, 10, 11, 12, 13, 14]. Çok kirli şartlar altında ve izolatör yüzeyini kaplıyan ıslak kir filmi direncinin çok küçük değerli olması hallerinde tutuşan ön deşarj, yüksek akım yoğunluklu ark deşarjı şekline dönüşerek yayılmakta ve atlama yapmaktadır.

Pratikteki gözlemlerden izolatör yüzeyinde kaçak akımın 100-200 mA değerine erişmesi halinde atlamanın meydana geldiği görülmüştür [9, 13, 16, 17, 18]. Ancak, izolatörler yıkanırken ve laboratuvarlarda tuzlu sis testine tabi tutulurken, ön deşarjların sebeb olduğu kaçak akım 0,5-1 A değerine eriştiği halde atlama olmadığı görülmüştür [19, 20]. Bu bakımdan sızma akımının değeri ile atlamanın meydana gelip gelmiyeceği arasında kesin bir bağıntı kurmak mümkün 'değildir. Ancak, izolatör yüzeyi boyunca kaçak akım değerinin artması atlama ihtimalinin artması demektir.

Aleksandrov ve Kizevetter [21] adlarındaki araştırıcılar, ark birim uzunluk iletkenliğinin, arka seri kir filmi birim uzunluk iletkenliğinden büyük olması halinde arkın yayılabileceğini belirtmişlerdir. Alston ve Zoledziowski [5] kir filmi birim uzunluk direncini homojen ve sabit kabul ederek teorik bir çalışma ile arkın atlama yapına şartını incelemişlerdir. Hesketh [22] bir filmi direncinde ısı değişim etkisini dikkate almaksızın teorik bir yaklaşımla atlama şartım bulmaya çalışmıştır. Hampton [23] bir su seti boyunca yaptığı atlama deneyleriyle, atlama için ark gradyanının kir tabakasındaki gradyandan küçük olması gerektiğini göstermiştir. Hampton tarafından «gradyan kriteri» olarak adlandırılan bu şart ile Aleksendrov - Kizevetter ve Alston - Zoledziowski tarafından bulunan sonuçlanıl aynı olduğu kolaylıkla gösterilebilir [24]. Aynı sonuçlan Cron'un yaptığı deneysel sonuçlardan çıkarmak da mümkündür [3]. Hampton tarafından, özel bir durum arzeden, su jeti için ifade edilen «gradyan kriteri» daha sonra, şartlar tamamen farklı olmasına rağmen, kirli izolatörlere tatbik edilmek istenmiştir. Arka seri kur filminde gradyan her noktada farklı olduğundan, gradyon kriteri değiştirile rek bir «ortalama kir gradyanı» dikkate alınmıştır [24, 25]. Ancak, ortalama bir kir gradyanı tarifi, kir tabakasının homojen olmıyan dağılımını ve kir direncinin enerji bağımlılığın) dikkate alamadığından gerçek bir anlam kaza-

namamış ve pratik şartlara uygulandığında uygun sonuç verememiştir [20].

izolatörlerde atlamaya çok sayıda faktör etki etmektedir. Bunlardan, izolatörün konumu ve şekli, yüzeyde tutuşan deşarj sayısı, tatbik edilen gerilimin tipi ve deşarj üzerinde termik tesir ile kir filmi direncinin enerji bağlılığı en önemli faktörlerdir. Bu çalışmada, homojen da. ğılımlı olmıyan ve direnci ısı enerjisi ile değişen bir kir filmi ile kaplı izole bir yüzeyde tutuşan bir ve daha çok sayıdaki deşarjların atlama yapabilme şartı teorik olarak araştırılmıştır.

2. BİR ARK KÖKÜNÜN KİRLİ İZOLE BİR YÜZEYDE HAREKETİ VE ATLAMA

2.1 Atlama denklemi:

Şekil 1. Atlama modeli.

Atlama problemi Şekil l'de gösterildiği tarzda iki elektrod arasında kirli izole bir yüzeyde tutuşan bir ark şeklinde basitleştirilebilir. Modelde, (a) ark ve (b) arka seri kir tabakası (deşarj sız bölge) olmak üzere iki bölge vardır. Ark boyunca gerilim düşümü, i akım, x ark boyu, E (i) ark gerilim gradyanı ve Vka ark-anod-, katod gerilim düşümleri toplamı ise

V =x

(D

olur. Bir çok araştıncüar ark gerilim gradyanı için E (i) = Ai-n şeklinde bir bağıntı dikkate almışlardır. [5, 6, 15, 27]. A ve n katsayılarının değerleri arkın tutuştuğu ortama bağlı olarak değişmektedir. Havada tutuşan bir ark için A = 63 ve n = 0,7 olmaktadır. Vka'nın değeri ark ucunun temas etttiği yüzeyin cinsine bağlıdır. Metal yüzeyler için bu değer, bir kaç yüz volt olup, ark köklerinin kirli izole bir yüzeyde tutuşması hallerinde birkaç katı artabilir. Şekil l'deki modelde yalnız bir ark gözönüne alınmış, arkın elektrodlardan birinden başladığı ve bir doğru boyunca yayıldığı ve Vka'nm sabit kaldığı kabul edilmiştir.

Deşarjsız bölge boyunca gerilim düşümü, R ark ucu ile topraklı elektrod arasında toplam idi direnci ise,

Vr = İR

(2)

olur. R direncinin artan ark boyu ile azaldığı

(-dTx— < 0) kabul edilebilir. R direnci aynca, kir filminin ıslaklığına bağlı olarak değişir. Kaçak akımın açığa çıkardığı ısı enerjisi (dw = Ri2dt) kir filmini ısıtarak çözünebilir iletken maddelerin çözünmesine ve kir filminin iletkenliğinin artmasına yol açabileceği gibi, fazla enerji nemin buharlaşmasına, dolayısıyla artmasına da sebeb olabilir. Bu nedenle R direnci hem ark boyu x, hem de ısı enerjisi vv'nin fonksiyonu, R = R (x, w), şeklinde düşünülmelidir.

.dx, dt zamanında ark boyunun dx ka3R dar artması ile dirençteki değişimi temsil eder. PR ken —-— dw bu süre içinde enerjinin bu di-

Qw rençte sebeb olduğu değişmeleri temsil eder. Pratik şartlar dikkate alınırsa, ön deşarjların tutuşmasından sonra w enerjisinin kir filminde buharlaşmaya sebeb olacağı ve direnci arttırıcı

r)R

yönde etki yapacağı (

- > o) söylenebilir.

Ark kir filmi boyunca çok süratle yayılıyorsa kir direncinin enerji ile değişimi ihmal edilebilir.

Tatbik edilen gerilim V ise (1) ve (2) denklemlerinden

V = x E(i) + Vka + İR (x, w) = f(x, i, R) (3)

yazılabilir. (3) denklemine «atlama denklemi» denilmiştir.

Atlama denkleminin diferansiyelinden, doğru gerilim için (dV = 0)

-dx _3f_ di 3i

dR =0

(4)

bulunur. R = R (x, w) ve dw =

R tf dt oldukları dikkate alınırsa

(5a)

(5b)

3R Ri'dt

AE = ooî 1

+ R) ve

denklemlerinde

0 = Rİ3

dönüşümleri yapılarak

v=— AE

0 AE

(16)

bulunur. [6] denkleminde v arkın ucunun yayılma hızını ve i' akımın zaman türevini gösteren temel değişkenler ve Q, 0 ve A E zamanın fonksiyonu parametrik değişkendir.

3 R = ri = E_ ark uzunluğunda birim değişmeye karşılık bir bölgesi gelirim düşümündeki değişmeyi gösterir. r ve Er'ye «efektif bir birim uzunluk direnci» ve «efektif (kir) gradyanı» denilmiştir.

AE =

= E-Er bağıntısı, ark gradyanı ile efektif gradyan farkını gösterir. 0, direncin enerji bağımlılığını temsil eder. A E ve 0 pozitif ve negatif olabilirler.

Şekil 2. f(l) eğrisi T, ve T2 çalışma noktalan ve Q'nün işareti.

= —l

f 3i 8E 3i + R

zamanın fonksiyonu ve

daima pozitif kalan bir parametredir. Atlama

denklemini tekrar dikkate alalım. Bu

denklemin geometrik çözümü şöylece

yapılabilir. Bir t = tj anı için x = x, ve R = R!

olup f (i) eğrisi Şekil 2'deki gibi olacaktır. V

gerilim doğrusu ile f (i) eğrisinin T, ve T2 kesim noktalan, atlama denkleminin bu andaki

çözümlerini veren çalışma noktalan olacaktır.

T, noktasının labil ve T2 noktasının stabil oldukları görülebilir. Bu nedenle, t = tj için I2 alamı atlama denklemini sağlıyan gerçek alam

olacaktır. Stabil çözüm noktalan daima f (i)

eğrisinin stabil kolunda Q = 3f/3i > O

olacağından Q (t) > O olacaktır. Ve doğrusunun f (i) eğrisi ile kesim noktasının olmadığı hal arkın fiziksel olarak tutuşmamasına 'tekabül edecektir.

2.2 Atlama şartı:

Atlamanın meydana gelmesi için arkın yüzey boyunca yayılarak elektrodlar arasını kısa devre yapması (x = L) gerekir. Bir çok araştırıcılar [22,24,28] atlamanın meydana gelebilmesi için ark boyu ve akımın beraberce artması fiziksel şartını kriter olarak almaktadır. Matematik olarak bu şart v > O ve i' > O veya dx/di > O şeklinde ifade edilebilir.

Atlama şartı (6) denkleminden şöylece araştırılabilir: Q, 0 ve A E değişken parametreler olarak dikkate alınırsa, (6) denklemi v-i' koordinatlarında bir doğru gösterir. Bu doğrunun konumu parametrelerin değerlerine bağlıdır. Atlama kriteri yönünden v-i' koordinatlarında n > O ve i' > O bölgesi «atlama bölgesi» ve v < O ve l'< O bölgesi «atlamasız bölge» olarak tarif edilmiştir (Şekil 3). Bu doğru üzerindeki her nokta teorik olarak (6) denklemini sağlarsa da, fiziksel olarak akım ve ark boyunun bir t anında yalnızca bir değeri mümkün olduğundan, v-i' doğrusu üzerinde yalnızca bir noktta gerçetk çözüme tekabül 'edecektir. Bu noktanın atlama bölgesine göre konumu atlamanın meydana gelme ihtimalini belirtecektir.

değildir. A E = O halinde ark boyu x değişirken akım sabit kalır. A E = O durumuna «kritik durum» ve bu şartı sağlıyan akıma «kritik akım>, denilmiştir. Kritik akım Ic şartından bulunabilir.

2.2.2 Özel durum: 0 = 0 Bu durum, kir direncinin yalnızca ark boyu ile değişmesine tekabül eder. Bu şart için (6) denkleminden, A E ^ O için v-i' doğruları Şekil 4'te çizilmiştir. Benzer açıklamalarla, ancak A E < O halinde atlama ihtimali bahis konusudur.

Seldi 4. Kirli izole bir yüzeyde bir ark kökünün hareketi için v-i' değişimi (0 =0).

22.3 özel durum: 0 < O

Bu durum kir direncinin enerji ve diğer etkenlerle azalmasına tekabül eder. Şekil 5 bu halde

v-i' doğrularını göstermektedir. A E

hallerinde atlama teorik olarak mümkündür.

Ank boyundaki her artış, A E < O halinde,

akımda bir artışa yol açar. A E > O halinde

atlama için ayrıca O < v < 0/AE veya O < i

< 0/Q ilave şartı gerekmektedir.

4E= O

Şekil 3. Kirli izole bir yüzeyde bir ark kökünün hareketi için v-i' değişimi (0 > 0).

2.2.1. özel durum: 0 > O Bu durum, pratikte karşıalşılan kir tabakası direncinin ısınma ve diğer etkilerle zamanla artmasına tekabül eder. A E g; O için v-i' eğrüeri Şekil 3'de çizilmişlerdir. Görüleceği gibi, ancak A E < O halinde doğrunun atlama bölgesinden geçmesi, yani atlama ihtimali bahis konusudur. AE > O halinde atlama mümkün

UE<O>

Şekil 5. Kirli izole bir yüzeyde bir ark kökünür hareketi için vJ' değişimi (0 < 0). Elektrik Mühendisliği 19£

3. İKÎ ARK KÖKÜNÜN KİRLİ İZOLE BİR YÜZEYDE HAREKETİ VE ATLAMA

3.1 Atlama denklemi:

Şekil 6'da kirli izole bir modelde 'iki ark kökünün hareketi dikkate alınmıştır. Şekil öa'da, aynı doğru üzerinde yayılan ve elektrodlardan başhyan iki ark düşünülmüştür. Her iki arkın toplam boyunda bir arkın elektrodlardan birinden yayılmaya başladığı veya şekil öb'de, orta bölgede tutuşan arkın, elektrodlann birinden yayılmaya başladığı tarzında bir düşünüşle problemin bir önceki durumuna dönüşümü akla gele bilirse de, akım çizgileri dağılımı dolayısıyla arka seri kir dirençlerinin değişimleri farklı olacağından dönüşüm yanlış olur. Ayrıca kirli yüzeyde tutuşan ark kökü sayısı farklı, dolayısıyla ark anod-katod gerilim düşümleri farklı olacaktır.

Atlama denklemi

V = (xj + x2 —L) E (i) + Vka + i Rj (x,, Wj) + i R2 (xj, w2)

V = (Xj + x, - L). E + Vla + i (R, +R2) (7b) olur.

(6) denkleminin çıkanhşındaki benzer işlamler tekrarlanırsa bağıntısı bulunur. AEı ve A£2- ü) ve (2) no" lu ark kökleri için gradyan farklarını, v, ve v2 (1) ve (2) nolu ark köklerinin hızlarını ve i' akımın zaman türevini gösterirler. Şekil 6a için

L 0= Rİ3-^.

(a) Elektrodlardan başbyan iki ark

ve Şekil 6b için

Q-

(8)

= (*.

(b) Orta bölgede bir ark.

Şekil 6. Kiril izole bir yüzeyde iki ark kökünün hareketi.

Atlama denklemi V = xt E (i) + Vkal + x2 E(i) + Vka2 + İR (x,, x2, w) veya V = (x, + X,). E + (Vkal + Vka2) + İR (7a) dur. Şekil öb'de, arkın elektrodlar arasından başladığı ve elektrodlara doğru yayıldığı düşünülmüştür.

ve 0 = dwt = R, i2 dt ve dw2 = R2. i2, dt oldukları, (8) denkleminde gözönünde tutulmalıdır. Benzer tarzda Q (t) > O olduğu gösterilebilir. (8) denkleminde i', x, ve K^ değişkenler ve 0, Q, AEı ve AE^ değişken parametreler olarak alınarak atlama ihtimali incelenebilir. Atlama için i' > O, Vj > O ve v2 > O olmalıdır.

3.2 Atlama şartı:

(7) atlama denklemi her t için sağlanmalıdır. (8) denklemi v1; v2 ve i' koordinatlarında bir düzlemi ifade eder. Bu düzlemin koordinat eksenlerine göre konumu parametrelerin gözönüne alınan t anındaki değerlerine bağlıdır. Düzlemin (vj( v2) koordinat eksenlerinin teşkil ettiği düzlem ile arakesit doğrusu, (8) denkle minde i' = O konularak

v2+ 0 = O

(9)

v = -- -v -- — =- = v,.tana+ 2

(9a)

Şekil 7, (v,,v2) koordinat düzlemrade atlama bölgesi ve arakesit doğrusunu göstermektedir. Arakesit doğrusunun taralı kısmı, düzlem üzerinde i' > O olan noktaların izdüşüm bölgesidir. Şekil 7'de, x, (t), Xj (t) ve i (t) değişimleri bazı bölgeler için gösterilmişlerdir. Atlama için Vj > O, v2 > O ve i > O şartı gerektiğinden v2 T) a bölgesine atlama bölgesi denilmiştir.

Şekil 7 yardımıyla atlama ihtimali şu şekilde araştırılabilir: (9) denklemi ile beliren düzlem üzerindeki her nokta bu denklemi sağlar. Ancak bir t=tj anı için

*» - (-n,, tek ve bleirli değerleri haizdirler. Bu, düzlem üzerinde yalnızca bir noktanın gerçek çözüm olabileceği anlamına gelir. Çözüm noktası T, (vu, VM, i',) ve bunun (v1F v2) düzleminde izdüşümü T', olsun (Şekil 7). T^ daima atlama bölgesinde kalıyorsa (vt > O, v2 > O ve i' > 0) atlama şartı sağlanacağından, akım ve uzunluklar beraberce artabilir ve atlama meydana gelebilir. Bu düşünüşle, 0, &Et ve AEj parametrelerinin pozitif, sıfır ve negatif değerleri için atlama ihtimalleri Tablo l'de özetlenmiş, tir. Benzer tarzda Q (t) > O alınmıştır.

Şekil 7. Kiril izole bir yüzeyde Ud ark kökünün yayılımı halinde (v,-v2) düzleminde atlama bölgesi.

Tablo 1. xlt Xj ve l'nin beraberce artma (atlama) ihtimali:

0>0

0=0

0<0

yok yok

0 < v, < |0/ABJ

0 < v2 < 10/ABJ \ Vj > 0 ve v2 > 0

yok yok yok

+

yok

0 < v, < 10/ABJ

ve v 0

vt > 0 ve

v2 > 0

v2 > 0 ve yok

|0/AE,|

Vj > 0 ve

i' > 0, v,>|0/AE1 ve v2>|0/AB* i' > 0 ve .Vj^/ABj v, > 0

0 ve i' > 0 v, < |0/AE,|

i' > 0, v, > 0 ve v2 > 0

Tablo l'in incelenmesinden şu sonuçlar çıkarılabilir :

çıkan ısı enerjisi ile artışını ve pratikteki durumu temsil eder.

a. A E! > O, AEa > ° hallerinde atlama ihtimali en az, AEj < O, AE2 < O hallerinde atlama ihtimali en fazladır. 0>0 için atlama ihtimali 0 < O'e göre daha az, 0 = O içia atlama ihtimali 0 < O'a göre daha azdır. Şu halde atlama olmaması bakımından en uygun şart AEt>0, AE2>Ove0>0 olmaktadır. 0 > O arka seri kir bölgesi direncinin açığa ı' = A E'13

" Q ---------- V,,

Q

4. ÇOK SAYIDA ARKIN KiRLi İZOLE BİR YÜZEYDE YAYILIMI VE ATLAMA

Şekil 8 kirli izole bir yüzeyde, aynı doğrultu üzerinde hareket eden 2v-2 sayıda ark kökünü göstermektedir. Benzer şekilde, ark köklerinin hızı ve akımın zaman türevi arasında

AEy-1,2 Q (10)

yazılabilir. Bu bağıntıda değişken ve parametreler

di r = dt

3RvI.v i-

= E—i 3RvlA

3*v,l v 3E

=v

= vu . -

>

- [ ve 0 = i' | Ru S-*-*- + R.,3 bağıntıları ile tarif edilmişlerdir.

- + RU + ] 9Rvl,v l + .. + R

y-1 v J

V-1

V

l 1

n

Sekli 8. Kiril izole bir yüzeyde v sayıda ark.

(10) denkleminde, bütün gradyan farkları ve 0 negatif ise, arkların büyümesi akımın artışını gerektirir. (2.2) ve (3.2) kısımlardakine benzer tarzda atlama ihtimalinin parametrelerin değişik işaretleri için incelenebilmesi 2v-l boyutlu koordinat sistemini gerektirdiğinden mümkün değildir.

5. SONUÇ

Kirli izole yüzeylerde ark yaydım mekanizması ve atlama olayı' oldukça karışıktır. Bazı basitleştirmeler yapılarak, doğru gerilim altında ve problemin fiziksel karakterini mümkün olduğu kadar bozmaksızın atlamanın matematiksel olarak temsili ve ark yayılımını etkiliyen faktörlerin araştırılması yapılmıştır.

Teorik analiz, kir tabakasının İiomojen pimiyan dağılımının deşarj yayılımını etkilediğini ve ark gradyanı ile effektif (kir) gradyan farkının (AE) ark yaydımı, dolayısıyla atlamayı kontrol eden en önemli faktör olduğunu göstermektedir, ikinci derecede önemli faktör arka seri kir bölgesi direncinin enerji bağımlılığı (0) olmaktadır.

Tek bir ark kökünün kirli izole bir yüzeyde yayılması halinde ve 0 =0 ise atlama yalnızca AE < O halinjde mümkün olur. AE = O kritik bir durumu temsil eder. 0^0 ise atlama için A E < O şartı gerek ancak yeterli değildir, ilave şartlar sağlanmalıdır.

Kirli izole bir yüzeyde çok sayıda ark tutuşmakta ise, bunlar birbirlerinin yayılunını etkilerler. Ark ucundaki kir bölgesi ile bağımlı effektif gradyanın ark yayılımını kontrol eden

en önemli faktör olduğu gösterildiğinden, çok sayıda arkın tutuşması halinde bunların eşdeğer uzunlukta tek bir ark gibi dikkate alınma sı problemin fiziksel karakterini bozacaktır. Bu nedenle, tek bir ark hali için bulunan sonuçlar, eşdeğer çok arklı durum için geçerli olmıyacaktır. Arkın yüzey üzerinde tutuşma bölgesinin ark yayılımı ve atlama üzerine önemli etkisi olacaktır.

Teorik analizin ortaya koyduğu en önemli sonuç arkın ucundaki kir bölgesinin durumunun (efektif gradyanın) ark yayıhmını kontrol eden başlıca etken olduğudur. Ark gradyanının effektif gradyandan büyük tutulabilmesi halinde ark yayılımı dolayısıyla atlama ihtimali önlenebilecektir. Bu sonuçtan pratikte atlamaları önlemede nasıl faydalanılacağı daha sonraki çalışmalarda incelenecektir.

r•

'Semboller Listesi:

V = Tatbik edüen gerilim (V) Va = Ark boyunca gerilim düşümü (V) Vr = Arka seri kir bölgesi boyunca gerilim düşümü (V) R = Arka seri kir bölgesi direnci (fi) X = Ark boyu (cm) i = Akım (A) Er = Effektif (kir) gardiyan (V/cm) E = Ark gerilim gradyanı (V/cm) A,n = Ark sabitleri Vka = Ark katod-anod -gerilim düşümleri toplamı v = dx/dt i' = di/dt

KAYNAKLAR

1. Rumeli, A.: "izolatörlerin .Kirlenme ve Atlama Problemi", Elektrik Mühendisliği, C. XIII, S. 156, s. 7-15, 1969.

2. "Gillam, G. H.: 'Report on the activities of study commitee No. 5. "insulators", CIGRE, Report 234, 1960.

3. Korbut, E. V., Merkhalev, S. F.: "Investigation of the flashover characteristics of dirty insulators", Elektrichestvo, 3, pp. 76-81, 1962.

4. Von Cron, H. ve Estorft, W.: "The H. V. insulator as a problem of extraneous films". E.T.Z., 73, pp. 57-62, 1952.

5. Alslon, L. L. ve Zoledziowski, S.: "Growth of discharges on polluted insulation", Proc. I.E.E., 110, pp. 1260-1266, 1963.

6. Zoledziowski, S.: "Time to flashover cha racteristics of polluted insulation", I.E.E.E. Trans. Povver Apparatus Syst. (USA), Vol PAS. - 87, No. 6, pp. 1397-1404 (June 1968).

7. Von Cron, H.: "Flashover due to extraneous films on insulators" Siemens Zeits. 29, pp. 427434, 1955.

8. Von Cron, H. ve Dorsch, H.: "Proportioning transmission systems insulation tc service frequency overvoltages and switching surges with due consideration for loss of insulation strength through foreign surface layers", CIGRE Report 402, 1958.

9. Forrest, J. S.: "The performance of high voltage insulators in polluted atmosphere", Electrotechnik, 35, pp. 448-456, 1957.

10. Forrest, J. S.: "The characteristics and per formance in service of high voltage porcelain insulators", J.I.E.E., 89, pp. 60-92, 1942.

11. James, A. G.: "Review of the problem of polluted insulation", SOJ (I.E.E.), 35, pp. 140-146, 1965.

12. Conner, J. E. ve Lantz, A. D.: "The in sulator contamination problem as influenced by silicone surface coatings" Trans. A.I.E.E., 77. pp. 1101-1112, 1958.

13. Lantz, A. D.: -'A review of the surface leakage problem", Proc. 9th Annual Power Conference, (The University of Texas, Texas, U.S.A.), 1956.

14. Merkchalev, S. F. ve Solomonik, E. A. : "Mechanism of the development of a discharge along a contaminated insulator surface", Elekt. Stantsii, 12, pp. 50-53, 1964.

15. Obenaus, F.: "Extraneous layer flashover and creepage-path length", Deutsche Electrotechnik, 12, pp. 135-136. 1958.

16. Clark, C. H. W.: "Semiconductor glaze on high voltage insulators", Electrical Review, 15 th May, pp. 740-744, 1964.

17. Khomyakov, M. V.: ''Eliminating contami nation of insulation in sub-stations and on over-head lines", Elekt. Stantsii, 12, pp. 5154, 1962.

18. Casson, W. ve Howard, P. E.: "The per formance of the outdoor insulation of the transmission systems in England and Wales during the winter of 1962-63". CIGRE Report 420, 1964.

19. Gillam, G. H.: "Repord on the work ot study committee No. 5 (insulators)", CIGRE Report 210, 1966.

20. Last, F. H., Pegg, T. H., Sellers, N., Stalewski, A., Whittaker, E. G.: "Live washing of high voltage insulators in polluted areas", Proc. I.E.E., pp. 487-860, 1966.

21. Aleksandrow, G. N. ve Kızevetter, V. E.: "Development of a discharge along the conducting surface of high voltage insulation in electrical netvvorks", Izv. V.U.Z., Energetika, 5, pp. 20-27, 1962.

22. Hesketh, S.: "General criterion for the prediction of pollution flashover", Proc. I.E.E. vcorrespondence), 114, pp. 531-532, 1967.

23. Hampton, B. F.: "Flashover mechanism of polluted insulation", Proc. I.E.E., 111, (5), pp. 985-990, 1964.

24. Rumeli. A.: "The mechanism of flashover of polluted insulation", Ph. D. Thesis, The University of Strathclyde, Glasgow, U. K., 1967.

25. Lambeth, P. J.: "Preventing pollution flaş hover", Electrical Review, 174, pp. 662-666, ist May 1965.

26. Toms, J. E. ve Suttie, A. B.: "insulator surface treatments", Electrical Review, 177, pp. 412415, 17th September 1965.

27. Nasser, E.: "The problem of flashover on contaminated insulators", Elektrotech. Z. A., 83, pp. 356-365, 1962.

28. Billings, M. J., ve Wilkins, R.: "Conside ration of the suppression of insulator flas hover by resistive surface film", Proc. I.E.E., 113, pp. 1649-1633, 1966.

29. Boehme, H. ve Obenaus, F.: "Pullution flashover tests on insulators in the laboratory and in systems and the model concept of creepage path flashover", CIGRE Report 407, 1966.