ELEKTRİKSEL İZOLASYONUN SICAKLIK-DİRENÇ KARAKTERİSTİKLERİ

UDK : 537.3.312:631.304:621.315.61:621.817.73

Elektriksel izolasyonun Sıcaklık - Direnç Karakteristikleri

Yazan : G. BIDDLE CO. Mühendisleri

Çeviren :

H. öcal 1NUĞUR Elek. T. Müh. TCDD

Girig :

Bu yazıda, konumuzla ilgili neşredilmiş ve edilmemiş mevcut bilgileri özetleyecek ve müzakere edeceğiz. Elektriksel izolasyonun sıcaklık - direnç karakteristiklerine birçok değişken tesir ettiğinden, Bıddle Co. Mühendislerinin görüş ve tecrübelerini birleştirerek hazırladıkları aşağıdaki bilgilerden, Mühendislerin pratikte istifade edeceklerini, ve bu konuda daha doğru hükümlere sahip olacaklarını ümit etmekteyiz.

Sıcaklık karakteristiklerinde büyük değişmeler :

Elektriksel izolasyon direnci sıcaklık kat sayısının negatif yönde ve nümerik olarak büyüdüğü bilinmektedir. Sıcaklık - direnç karakteristiğine malzemenin cinsi, yapısı, ve aşın derecede su ve yabancı maddelerin mevcudiyeti büyük ölçüde tesir etmektedir. Sıcaklık - direnç karakteristiğinde bir değişiklik, çok kere izolasyon durumundaki bir değiglkliğl işaret eder. Çünkü izolâsyonda meydana gelen bir değişiklik, dirence ve dolayısıyla sıcaklık - direnç karakteristiğine tesir etmektedir.

Elektriksel izolasyon malzemelerinin sıcaklık karakteristiklerinde görülen farklar, 1914 te Standartlar Bürosu tarafından ikna edici bir şekle getirilmiştir. Buna göre malzemeler için bir bir liste hazırlanmıştır. En çok kullanılan tabiî izolâsyon malzemesi olan mika, muhtelif cinsleri arasında büyük değişiklikler göstermektedir. Bu, Şekil : l de grafik olarak görülmektedir. Hernekadar sadece iki sıcaklık (20 ve 30°C) verilmişse de, ordinatı logaritmik olarak ölçülendirilmiş grafik üzerinde doğrunun uzantısını almak suretiyle sınır değerlerini genişletmek kabildir.

Şekil : 2 de siyah vernikli bez ve porselen üzerinde sıcaklığın tesirleri görülmektedir. Hernekadar bu iki malzeme, izolâsyon maddesi olarak birlikte nadiren kullanılırsa da (Buşlnglerde belki) iki eğri, genel olarak kullanılan iki izolâsyon malzemesinin sıcaklık karakteristiğinde büyük farklar bulunduğunu göstermektedir.

Hlektrik Mühendisliği 125

Elektriksel izolâsyonun tabii yapısı :

Yağlı güç transformatörleri, yağ, kâğıt, bez, porselen, ağaç gibi çeşitli organik ve inorganik izolâsyon malzemelerini ihtiva eden cihazlar için iyi bir misaldir. Bir transformatörün izolâsyon direncine büyük ölçüde tesir edeceği düşünülürse, izolâsyon yağlarının sıcaklık - direnç karakteristiklerinin de önemi ortaya çıkar. Şayet yağın kimyasal durumu mükemmel ve rutubeti yoksa, transformatörün izolasyon direnci katı izolâsyon malzemeleri ile kontrol edilebilir. Bu takdirde bu katı izolâsyon malzemelerinin sıcaklıkdirenç karakteristikleri önemlidir.

Hareketli cihazların izolâsyonu da, organik veya inorganik, ya da her iki malzemenin çeşitli cinsleri ile sağlanmaktadır. (B sınıfı izolasyona dahil fiber, mika ve A sınıfı izolâsyona dahil kâğıt, pres edilmiş tahta, bez gibi).

AIEE standartlarının izolâsyon malzemesi sınıflan aşağıda kısa olarak verilmiştir :

O sınıfı — Organik malzemeler - doyurulmamış.

A sınıfı — Organik muş.

malzemeler - doyurul-

B sınıfı — Birleştirme maddesi olarak organik malzeme ihtiva eden inorganik malzemeler, ve sadece imalât maksadıyla kullanılan küçük oranda A sınıfı malzeme.

H sınıfı — Birleştirme maddesi olarak silikon bileşiği veya bu maksatla kullanılan malzemeleri ihtiva eden inorganik malzemeler.

C sınıfı — Sadece inorganik malzemeler.

Bu sınıflardan herhangi birini teşkil eden izolâsyonlar, aynı sınıfa ait muhtelif malzeme cinslerini ihtiva edebilir. Bu sebeple gerek aynı sınıftaki izolâsyonların, gerekse farklı sınıflardaki izolâsyonların sıcaklık - direnç karakteristikleri farklı olabilir.

Bir malzemenin izolâsyon direnci olarak, o malzemenin hacımsal ve yüzeysel direncini düşünmek gerekmektedir, ve pratik hallerde, yar

AĞAÇ, Fi&ee ve MİKA

-t.pıaırojiıt/ı kevaJk v§ Ujtnd**

0,£*C'. AmO,O6St

«_

S. lırt Jiktf A*O,OB«S J.

Atılca. (4:rmv*< vemrt/ı)> 4-

M/*a(&«rrA*) A, O,OtO4

<.o >

H>9 0.7

ılı

0,6 0,¥

0,3 O.t

rı'/mts\ A*0,O9*9

0,1 6-A<ı'ta(ot/ama»»nı) A

8- • w/to

»079

e 0,001i

80 to 7o

İ9 90

's>c»kttk f htkan gövdeden geçen kaçak akım, yüzeyden geçen akımdan küçüktür. Bunun için, yüzey tabakalarının mevcudiyeti, izolâsyon malzemelerinin sıcaklık karakteristiklerine tesir etmektedir.

Sıcaklık kompanzasyomınun pratikleştirilmesl:

Direncin sıcaklığa göre irca edilmesinin tatbkatta gerekli olduğunu biliyoruz. Sıcaklık karakteristiklerine birçok değigken tesir etmekle beraber, bunun temini imkânsız değildir. Hernekadar bazı değerler teinin edilebilirse de, pratikte alınan bu değerlerin önemli bir gekilde eksik olacağını hatırdan çıkarmamak lâzımdır. Çünkü yapılan testlerin devamınca izolâsyonun ortalama sıcaklığının tam olarak tayin güçlüğü mevcuttur.

izolâsyon dirençlerinin temel bir sıcaklığa göre irca edilmesi zaruretini bertaraf etmek için, güphesiz, teçhizatın testlerini her zaman aynı sıcaklıkta yapmak kabildir. Ancak, temel sıcaklığa erigmek için teçhizatın bir süre servis dışı kalmasına müsaade edilmedikçe bu, son derece müşküldür. Seçilen temel sıcaklık, sıvı soğutmalı veya kapalı yerlerde sabit bulunan teçhizat için muhit sıcaklığı olabilir. Bununla beraber transformatörler gibi tabiî soğutmalı açık hava tesisleri için muhit sıcaklığı bazı bölgelerde bir sene içerisinde 0° ilâ 40°C arasında değişmekte-

0,1

»C

Vernikli bex vt f'eAt vco4/t{ /'reet dir. Şüphesiz hava sıcaklığı 0°Cnln altına sık sık düşer, ancak izolâsyon direncinin, suyun donma noktası altındaki sıcaklıklarda ölçülmesinde bir miktar fayda vardır.

AIEEnin muhtelif sınıflarındakl izolâsyonların sıcaklık limitleri hesaplanmıg ve bir cihazın ortalama sıcaklığı, A sınıfı izolâsyon malzemesi kullanılması halinde 0° ilâ 95°C, ve B sınıfında ise 0° ilâ 120°C olarak bulunmuştur. Buna göre firmalar, imâl ettikleri cihazların sıcaklığını nizamnamelerinde kayıtlamaktadırlar. Görüldüğü üzere bu son derece geniş sıcaklık aralığı, bir önceki pragrafta müzakere edildiği gibi teçhizatın testten önce soğumasına müsaade edilmedikçe, sıcaklığın irca edilmesine ihtiyaç bulunduğunu göstermektedir.

Şayet yapılan iki veya daha fazla sayıda testler sırasında izolâsyonun sıcaklığında büyük bir fark varsa, veya izolâsyon direncinin önemi çok büyükse, bu takdirde alınan ölçüler iyi değerlendirilmeli, bunun için de sıcaklık irca hesaplan kati değerlere dayanmalıdır.

Şu hususu belirtmek lâzımdır ki; bu irca hesaplan da kesin değildir, fakat 100°Clik bir sıcaklık farkı için % 20 takriblyetle doğrudur.

Bir misal olmak üzere, izolâsyon direnci değerinin temel sıcaklığa göre tashihi Şekil : 3 de gösterilmiştir. A eğrisi, temel sıcaklığa göre irca

yapılmadan, fakat beher test sıcaklığı kaydedilerek çizilen test değerlerini göstermektedir. Eğrideki değerler, yağlı bir güç transformatörüne alt olup, muhit ve yük sıcaklığının değişmesi yüzünden trafo sıcaklığının nekadar büyük değişmelere uğrıyabileceğl fikrini vermektedir.

B eğrisi, 20°C ilk temel bir sıcaklığa irca edildikten sonra, aynı test değerlerini göstermektedir. Düzeltme sonunda sağlanan avantaj aşikârdır.

Cihaz izolâsyonunun sıcaklık - direnç karakteristiklerini tayin edecek testler, izolasyonun temiz, kuru ve sıcaklığı üniform iken, ve muhit sıcaklığına kadar soğuması süresince yapılmalıdır.

Bunun için en uygun zaman, servise girmesinden önce cihaza tatbik edilen kurutma işleminin bitirildiği zamandır. Çünkü iyi yapılan bir kurutma işleminde cihaz tamamen üniform bir şekilde ısıtılır. Şayet bir kurutma işlemi düşünülmüyorsa, bu takdirde cihazı aşın yük altında çalıştısıp sıcaklığını arttırdıktan sonra kendi halinde soğuması sırasında sıcaklık - direnç testini yapmak kabildir.

Grafik analizi ve sıcaklık irca formülü : izolâsyon direnci logaritmik, ve sıcaklıklar lineer olarak değerlendirildiği zaman, sıcaklık direnç eğrisine alt noktalar genellikle düzgün doğrular üzerine isabet edecektir, isabet etmlyen noktalar, test hatalarından ileri gelir. Bu doğruElektrik-Mühendisliği 125

lar hiç değilse, sıcaklık limitlerinde karşılaşılan pratik maksatlar için tam düzdür.

Eğrilerin eğimi, çeşitli izolâsyon malzeme ve sınıfları için değişir. Ancak ana izolâsyon malzemeleri aynı olan cihazlar için eğim, umumiyetle aynıdır.

Direnç değerlerinin kabul edilen herhangi bir temel sıcaklığa irca edilmesi isinde kullanmak üzere eğriler çizilmiştir. Bu eğriler, beher sıcaklık derecesinde ölçülen dirençlerin temel sıcaklıktaki dirence olan oranı alınarak tertlbedilmlgtir. 20°C normal muhit sıcaklığı kabul edildiğinden beri temel sıcaklık olarak da seçilmektedir.

Herhangi bir sıcaklıktaki direnç bilindiğine göre, diğer bir sıcaklıktaki direnci tayin etmek üzere;

bağıntısı kurulabilir.

Burada :

Rj = Tj sıcaklığında tayin edilecek direnç

R2 = Bilinen T, sıcaklığında ölçülen test direnci f = Sıcaklık irca faktörü

f = 10 A(T2-Tl) Burada :

A = Eksponansiyel bir sıcaklık sabitesi (izolâsyon malzemeleri sınıfına ve muhtelif kombinezonlara göre değişir).

(2) formülünün nereden çıkarıldığını görmek üzere yazımızın sonundaki EK : e BAKINIZ.

A, Tt ve T2 bilindiğine göre f in değeri kolayca hesaplanabilir.

Bu makaledeki bütün eğriler T1'=20° C ilk temel sıcaklığa göre düzenlenmiştir. Yani,

dir.

Şayet cihazın 20°Cdeki direnci, çalışma sıcaklığındaki direncine tahvili için irca faktörü bilinmek istenirse bu, eğriden elde edilen irca faktörünün tersini kullanmak suretiyle kolayca bulunur. Meselâ, sıcaklık sabitesi A = 0,030 olan bir transformatörün irca faktörü şu şekilde hesaplanır :

20°Cdeki izolâsyon direncinden, tam yükte yağ üst sıcaklığı olan 70°Cye tahvil için;

10 0,030(70- 20) =

Tam yükte ortalama sargı sıcaklığı olan 70 + 15 = 85°C ye tahvil için;

10 0,030(85- 20) =

izolâsyon malzemesinin üst sıcaklık sının olan 70 + 15 + 10 = 95°Cye tahvil için;

0,030(95- 20) =

Diğer bir ifade ile, izolâsyon direnci 20°Cde 100 megaohm olan transformatör, tam yükte yağ üst sıcaklığı 70°Cde 3,15 megaohm; veya ortalama bakır sıcaklığından 1,12 megaohm; veya üst sıcaklık sınırında 0,56 megaohm direnç gösterir.

di olarak görülür. Yapılacak bagka testler olduğu zaman Tablo I deki A değerlerinden istifade etmek daha uygun olur.

Bu tablodaki değerlerin tahlili yapılmış, ve neticede A için seçilebilecek aşağıdaki değerler elde edilmiştir :

Yağlı transformatörler ........ A = 0,030 A sınıfı izolasyonlu motorlar ... A = 0,034 B sınıfı izolasyonlu motorlar ... A = 0,020

TABLO l

Referans

İzolâsyon

Cihaz veya

sınıfı

malzeme

A katsayısı

Vernikli bez

Vernikli bez için ortalama değer ...................................

4 (14)

izolâsyon yağı

Vernikli bez ile ızol. yağ için ortalama değer ........

(9)

Transformatör

(6)

7 (10)

Transformatörler için ortalama değer ..............................

8 (5)

Motor

9 (7)

10 (10)

Motorlar için ortalama değer ............

d)

15 (20)

16 (20)

Mika için ortalama değer .............

(5)

(7)

(10)

Mika » » > > >

Motor > »

Motorlar için ortalama değer ..............

Generatör rotorları için ortalama değer,

0,0346 0,0407 0,0629 0,0461 0,0173 0,0317 0,0243 0,0301 0,0288 0,0277 0,0362 0,0322 0,0344 0,0343 0,0435 0,0301 0,0079 0,0000 0,0229 0,0200 0,0207 0,0199 0,0204 0,0178 0,0194 0,0259

SICAKLIK tRCA FAKTÖRLERİNİN TESBÎTÎNE YARAYAN İZOLASYON KATSAYILARININ TAYÎNl :

Mevcut bilgilerin, logaritmik taksimatlı koordinat sisteminde düz doğrular şeklinde değerlendirilmesi sırasında bazı enterpolasyon metodlanna başvurulmuştur. Çeşitli kaynaklardan istifade etmek sureti ile çizilen malzeme ve teçhizata ait eğriler gekil : 4 Uâ 12 de görülmektedir.

Mevcut bilgileri birleştirerek A değerleri kesin olarak tesbit edilmiş ve tablo ide verilmiştir. Pratik alanlarda yapılan testlerde, bu değerlerden istifade edilmesi hususu, oldukça güç bir problemin halli için mantıki bir müracaat mer-

Izolâsyon Katsayıları Tayininde Hata :

Sıcaklık irca faktörünün eğimini A değeri tayin ettiğinden, bu değerin tesbit edilmesi sırarında yapılacak küçük bir hata, sıcaklık irca faktöründe büyük bir hataya sebebiyet verecektir.

Bir misal olarak, transformatör izolasyon katsayısı A = 0,030 idi, şayet bu değer, 0,029 veya 0,031 olarak kabul edilirse, 100°Clik bir sıcaklık farkı için irca faktöründe % 20 bir hata yapılmış olacaktır. Bu, şekil : 13 te grafik olarak görülmektedir.

Buradan, ya ikame edilecek A değerinin sıhhatli olarak seçilmesi, veya izolâsyon direnci öl-

Elektrik Mühendisliği. 125

ODAMIZIN YENİ YAYINI

Evvelki sayılarımızda da belirttiğimiz gibi, üç üyemiz tarafından hazırlanan,

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ KUVVETLİ AKIM TEKNİĞİ EL KİTABI

Odamızın 13 No'lu yayını olarak satışa arzedilmiştir. Mühendisler, Teknikerler, Teknisyenler, Talebeler ve Elektrik konuları ile ilgilenen herkes için faydalı olacağına inandığımız, 14X20 cm. boyutundaki 510 sayfalık plâstik kapaklı bu El KİTABI'nın 12 Bölümü içinde :

l — Kuvvetli Akım Tekniğinde önemli formül ve birimler, II — Elektroteknikle ilgili formül ve birimler, III — Havai hatlar, haralar, topraklamalar, IV — Kablolar, V — İzolasyon koordinasyonu ve parafudrlar, V I — İzolasyon malzemeleri, V I I — İzolatörler, V I I I — Sigortalar, I X — Kondansatörler, X — Transformatörler, X I — Elektrik Makinaları (Generatörler, Motorlar, İş Makinaları) X I I — Kısa devre hesapları (simetrili bileşenler, per unit hesap v.s.) gibi konular, teorik bilgiler yanında tablolar ve şekillerle işlenmiştir. Büyük bir boşluğu dolduracak olan EL KİTABI'nın serbest satış fiatı 40.— TL. olup, Talebe Cemiyetleri ve Meslek Teşekküllerine 30.— TL. den, üyelerimize ise bir defaya mahsus olmak üzere 25.— TL. den satılacaktır.

Mahdut sayıda basılan bu EL KİTABI, bedeli mukabili veya ödemeli olarak Odamız'dan temin edilebilir.

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

£~:~:MM'*^O*O^>**<XM:~:M&<^^^

.5

ÜYELERİMİZİN DİKKATİNE

1966 yılı sonu itibariyle Odamıza borçlu olan üyelerimiz, borçlarını en

geç 10 Temmuz 1967 tarihine kadar ödemedikleri takdirde icra yolu ile

tahsil edileceğinden, üzücü olaylara meydan verilmeksizin borçların öden-

meşini rica ederiz.

YÖNETİM KURULU

$

M~$^*^~>*&^

KKXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX»^^

\t

İyi İngilizce Bilen Mühendisler Aranıyor

ÇUKUROVA ELEKTRİK ANONİM ŞİRKETİ'NİN KURMAKTA OLDUĞU HİDROLİK VE TERMİK SANTRAL VE ŞEBEKE İŞLERİNDE, BÜRODA VEYA İŞYERİNDE DAİMÎ VEYA MUVAKKAT OLARAK ÇALIŞACAK ASKERLİĞİNİ YAPMIŞ İYİ İNGİLİZCE BİLİR ELEKTRİK, MAKİNA VE İNŞAAT MÜHENDİSLERİNE İHTİYAÇ VARDIR.

ARZU EDENLERİN ÇUKUROVA ELEKTRİK A.S. ADANA ADRESİMİZE (BAY ZEKİ TURGAY VEYA VAKIF ACUNSAL'IN DİKKATİNE) İŞARETİ İLE BİLDİRMESİNİ RİCA EDERİZ. TAHSİL VE ÇALIŞMA DURUMU İLE ÜCRET HUSUSUNDAKİ DÜŞÜNCELERİN DE BİLDİRİLMESİ İYİ OLACAKTIR.

ÇUKUROVA ELEKTRİK A.Ş.

KX*XXXX*9ttBttttK*XXXXX***XXX^^

(E. M. — 409)

ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ ELEKTRİK YÜKSEK MÜHENDİS VE MÜHENDİSLERİ

ARIYOR

Türkiye'nin 1967 elektrik ihtiyacı 6.2 müyar kilovatsaattir. Bu ihtiyaç 1972 de 20 milyar kilovatsaate çıkacaktır, ihtiyacın karşılanması, yeniden toplam uzunlukları 11000 km. yi bulan 380 kV, 154 kV, 66 kV ve 33 kV iletim tesisleri, 10000 km. lik dağıtım şebekesi ve termik ve hidrolik büyük santrallar kurulmasını icabettirmektedir.

idaremiz bu maksatla yüksek gerilim iletim hatları, trafo merkezleri, şehir dağıtım şebekeleri ve santral etüdleri yapmakta plân ve projelerini hazırlamaktadır. Bu mevzularla ilgili mühendislik ve mühendislik ekonomisi işlerinde, enerji pazarları etütlerinde ve istatistik araştırmalarında çalıştırılmak üzere Elektrik Yüksek Mühendis ve Mühendisleri alınacaktır.

4/10195 sayılı kararname hükümlerine göre yevmiye ve mahrumiı

yet zamları ödenecek, işyeri Ankara olacaktır.

idaremizde muayyen süre çalışanlar görgü ve bilgilerini arttırmak

üzere dış memleketlere gönderilebileceklerdir.

Basın : A — 20466

ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ

Gazi Mustafa Kemal Bulvarı No : 25 Demirtepe — Ankara

(E. M. — 410)

M U LTISCRI PT

ÖLÇME VE KAYIT İŞLERiNi AYNI ANDA YAPABİLECEK KAPASİTE OLUP MÜREKKEPSİZ ÇALIŞIR.

Sürat 20 • 240 mm/m DCVolt 600V- 12 mV A C Volt 600V - 6 V04 DCAmper 6 A — 0,6 mA AÇ • 6 A - 0,2 mA k Özellikleri,,

C. P. GOERZ

ELECTRO A. G.

Türkiye Mûmetsllllğl: M. Süheyl Erkman (Y. Müh.) Necatibey C«d. 207 Galat. - İSTANBUL Tel. : 44 15 46 Ulgr*f : INGMESÜER - İSTANBUL (B. M. — 411)

ENERJİ NAKİL HATLARI DİREKLERİ İMÂL VE MONTAJ YAPTIRILICAKTIR

«ET İ BAN K GENEL MÜDÜRLÜĞÜNDEN»

Aşağıda detayı gösterilen 3 grupta toplanmış bulunan takriben 765 km uzunlukta 34,5 ilâ 66 kV luk E.N. Hatları direklerinin proje, imal$t ve montaj işleri galvanizli çelik kafes veya santrifüj betonarme olarak teklif alma suretiyle ihale edilecektir.

Grup I. Takribi keşif bedeli 11.500.000 TL. ve 319 + 30 km olan, Babaeski - Kırklareli, Babaeski - Lüleburgaz, Babaeski - Hayrabolu, Hayrabolu Malkara, Malkara - Evreşe, Hayrabolu - Uzunköprü, Evreşe - Bolayır, BolayırGelibolu, Malkara - Keşan - İpsala, Çorlu - Çerkezköy - Saray-Vize hatları.

Grup II. Takribi keşif bedeli 6.250.000 TL. ve 174+121 km. olan, Dem i rköprü - Demirci, Muğla - Yatağan, Yatağan - Milas, Merzifon - Havza, Uşak - Banaz hatları.

Grup III. Takribi keşif bedeli 6.000.000 TL. ve 272 + 253 km olan, Afyon - Şuhut, Afyon - Sincanlı, Sincanlı - Sandıklı, Bekili - Ulubey, Yatağan - Kavaklıde re, Kavaklıdere - Turgut, Çanakkale - Umurbey, Umurbey - Lapseki, Lapseki - Çar dak, Bursa-Orhaneli, Polatlı -Haymana, Gördes branşmanı hatları.

İşe ait Şartnameler, Genel Müdürlüğümüz Muhasebe Servisine yatırılacak 300 TL. Şartname bedeli için alınmış makbuz ibraz edilerek, 310 no lu odadan alınabilir.

Yeterlik belgesi müracaatları Şartnamede istenilen belgelerle birlikte 4/5/1967 günü saat 18°°'e kadar Genel Müdürlüğümüz Evrak Servisinde bulundurulmalıdır.

Yeterlik belgeleri 10/5/1967 günü, elden verilecek veya posta ile gönderilecektir.

Teklifler 2/6/1967 günü saat 15°° de Genel Müdürlüğümüz Evrak Servisinde bulundurulmalıdır. Geciken1 teklifler gözönüne alınmaz.

Etibank ihaleyi yapıp yapmamakta, kısmen veya tamamen dilediğine yapmakta serbesttir.

Basın : A — 4271

(E. M. — 412)

j* f

JM

6 S 3

Af

ı 1 1i

/'/

(

rs

f

J?

r

1.0

// /

^V

/ / ı/ / t/

/\ f

.' İtr / /

/ / ft Y fi y/

MOTOKLAK

'A tınıfı f tf*ix ^A* 0,0363 E-

v«

/taya)

e ( *ıtttı4c*iyo*t[A*u>>Jı vw

S.

vtmttf* >AyvıvAıraf)AattO3

3~ E*4ûrtrıyr/ vr bnarytl*

'&wf. rfnt/z vw tı/nr)

n ^ A . 0 , o * e # £»</ÛJktjyoır

(A #n</>}AıW

> /O

<K>

C Or

* SO

U, n

'c

K

) A v* A rctn

-sıcaklık irca.

gülerinin Imkâzı olduğu nisbette birbirine yakın sıcaklıklarda yapılması gerektiği ortaya çıkmaktadır.

Kararsız Değerler :

Test değerlerinde çelişme bulunması sebebiyle mevcut bazı A kıymetlen kullanılamamaktadır. Diğer bir deyimle, geniş faraziyeler yapmadan, A değerlerini logaritmik taksimatlı koordinat üzerinde düz doğrular halinde çizmek kabil değildir.

Merelâ, B sınıfı izolâsyonun söz konusu eğrisi çizilebilirdi. Ancak, testler esnasında gerilimin bir süre için tatbik edilmemesi, ve testler ararında numunedeki absorpslyon akımlarının deşarj edilmemesi sebebiyle, test değerlerinin tamamen kusursuz olmadığı araştırmalar sırasında tesblt edilmiştir. Esasen, bu hususlarla birlikte birde sıcaklığı hassas olarak ölçme zorluğu, aynı sınıftaki izolâsyonlar için farklı A değerleri bulunmasında başlıca sebeplerdir.

Başka bir deyimle, şayet numune temiz ve rutubetsiz olur, 'testler arasında absorpsiyon akımları tamamen deşarj edilir, her test esnasında gerilim aynı süre ile sabit olarak tutulur, sıcaklık da sert süresince hassas olarak ölçülürse, aynı izolâsyon sınıfına ait malzemeler için A değerleri hemen hemen aynı olacaktır.

Elektrik Mühendisliği 128

DlELEKTBlK ABSOBPSÎYON KABAKTEBÎSTlKLERÎ VE DÎBENÇ SICAKLIK tBCA FAKTÖRLERİ :

Sıcaklık irca faktörleri tayininin, yapılan belirli bir direnç ölçme esasına dayanmakta olduğunu daha önce belirtmiştik. Ancak, tatbik edilen gerilimin süresi keyfi olarak seçilmekteydi.

Liste halinde verilen muhtelif malzeme ve teçhizatın izolâsyon katsayıları, l dakika süre ile 500 V. tatbik etmek suretiyle tayin edilmiştir.

Bu suretle, nisbeten kısa gerilim tatbik süresi sayesinde, hem izolâsyon malzemesinin gerçek direncinden dolayı geçen akımın, hem de yalıtkanlarda vaki polarizasyon veya absorpsiyon akımının tahdidi sağlanmaktadır. Bu absorpsiyon akımı, izolâsyon bünyesinin şartlarına tâbi olan sıcaklığın değişme mertebesini düşürür. Diğer bir deyimle, absorpsiyon akımı önemsiz bir değere düşürülse bile, gerçek direnci ölçmek suretiyle absorpsiyon karakteristiklerini tayin etmek ve bunu nazarı itibara almak lâzımdır. Aksı takdirde absorpslyon akımı, birçok izolâsyon malzemesinin, direnç - sıcaklık irca faktörlerinin değişmesine sebep olacaktır.

Hernekadar yalıtkanların absorpsiyon karakteristiklerine sıcaklığın tesirleri bilinirse de, çeşitli gerilim tatbik süreleri için genellikle kullanılan izolâsyon maddelerinin A değerini tayine yarayan bilgi çok azdır.

Herhangi bir sınıfa ait izolâsyon malzemelerinin absorpsiyon karakteristiklerinde olması muhtemel değişiklik, direnç - sıcaklık irca faktörlerinin kullanılmasında pratik açıdan bir mahzur doğurmamaktadır.

Şayet dielektrik absorpsiyon testleri, birbiri ile mukayese edilerek uygun bir şekilde vaz edilmişse, hiç değilse daha düzgün değerler elde etmek için bu testler aynı sıcaklıkta yapılmalıdır.

1/OLASYON SICAKLIĞININ ELDE EDtLMEStNDE PRATiK METOD :

Büyük GUçlU Döner Makinalar :

Sıcaklığın hassas olarak ölçülmeslndekl önemi ve bunun temin edilmesindeki zorluğu daha önce izah etmiştik. Büyük güçlü döner maklnaların rotor sargıları içersine termometreler yerleştirilmiştir, izolâsyon içersine gömülü bu termometrelerin test sırasında gösterdiği değerlerin ortalaması alınmak suretiyle hakiki izolâsyon sıcaklığının tesbıti kabildir.

Büyük güçlü senkron makinalarda rotorun izolâsyon sıcaklığının bu usulle tesbiti çok ko-

!fl;

• i-k 5 O Ç% î s ! v's. , fîî

U • 1 r:

r«; t i

S fc*

M, u? * *Vr 3-î*

. ^5. *. i» t

> „ O • • {.

ilin t

. ss ^V" ?" ^

â

U l.-sJ

—\

rü (/)

\t ev »-' i8

O'V n/ •*»* g ta/ '

S*:a4/Hl? ivcct /aktorv

M «. ^ o,

StcaJc/ı* fl zs r î-? î* > rf c ^ -

*!

il 1 l 3

\o * a •" «« %. ^ Ç 5 ç

, f i r S f

A *

*

$ £ $ - i ^ 8 î

•s'v ftuî 1;!.

*-« S J *»* fc"?

iH illi

«O f çgppo *. .

irca

»ı (•

**

rû (/)

Vİ

SrcarJf/ık f'reot /aktörü

U4*

^\

SsK

^• Ss

<* f g îfî

&a**>^««>»

^ ir

Ht>*-»^A f?

s^ U

] &Zot*-

*^' * ^ •^

l o-|

1 ?*î

&0

^«

X S^

*&

s i

\\

\ s^ N

\ ^v

[ ^ 'v

^\ k

* *

i*s s

irca J afetini (f)

MS

StcoÂ/'Jti irca.

v. X

SK

eH!"^£^^<^, V^/ÎT °

S3 < s> -tr- •

r»

r> fi fl*>PP«KV

JJ C f 01 «»'««»'«O

V V,

İ

XV

5 -

• s

•

M.

_._.^jj!

W •*• O| rtl^OC

'İ^s

î" ? ^

^ ^i k

^ ^ ^b

v İ; • ^ -

** J

• * •

• * S »

^ " S

*, •

« h-

S"

Xs

c^

—

lök

S *. ^~ rt

*»•

«S

'J

* £

«•*-

// jj

.1

/ //

yö

Ȕ

, /

Jr

ft»

«.*

•r j

/ f y.

4. O. O J/

•/.i» Af?**

X . •/f tO tüfât

AmO.OJO

// j.

A -0,0*9

0.5 Ol

£

/ / « /o *«! < 0 i > /^ ir^>, •

2 E

A. 0.03+ erf*r f t. A Mı A . o.oto f»

 £ 0,040

C.

"C efe) °/o 3o &r it be/o o/cm A cfeğçrfer/ eçrı/etr.

*o to io

/•4/V.' 'V) A v» B •//»//'

>'•'<*

,ret,

lay değildir. En hassas ve pratik metod, kollektor segmanlarından sargının direncini ölçmek ve bakırın belli bir sıcaklıkta direnci bilindiğine göre sargı sıcaklığını hesaplamaktır.

Bu hesaplama için matematiksel formül şudur :

T2 = —İ- (234,5 + T,) —234,5

Burada : T2 = Test esnasında istenen sıcaklık (°C) Tj = Rj direncinde bilmen sıcaklık (°C) Rj = Bilinen T-, sıcaklığında R, direnci R2 = Test esnasında ölçülen direnç.

Rj direnci, Tj in muhit sıcaklığına erişebilmesi için makinanın uzun bir süre servis dışı bırakılmasından sonra tayin edilmelidir. Esasen bu değer, imalâtçı fabrikanın test raporlarında bulunmalıdır.

Şu hususu hatırlama zorunluğu vardır ki, hatalan birleştirmeler, aynı sıcaklıkta toplam dirence tesir edebilir. Ancak, direnç ölçmeleri için sargı izolâsyonu tesbitinde kullanılan bir metodda adı geçen tesir ihmal edilir, şu şartla ki; direnç ölçmeler periyodik bir esasa göre yapılsın.

Bu suretle ciddi bir devre hatası olup olmadığı da kontrol edilir.

Bu metodun bir tatbikatı olarak aşağıda bir misal verilmiştir :

10 kVA lık bir makinanın sargı direnci 20°C de 0,160 Ohm olarak bilindiğine göre, ıbu direnç 0,1948 ohm ölçüldüğü zaman sargı sıcaklığı ne kadardır ">

0,1948 T2 =---------(234,5 + 20) — 234,5

0,160

T2 = 75°C olur. Bu metodla sadece sargının ortalama sıcaklığının tayin edildiğini hatırdan çıkarmamak lâzımdır. Bu sebeple iletken ile izolâsyon sıcaklığım eşit kılmak maksadıyla, maklna servisten çıkarıldıktan sonra, sıcaklık ve izolasyon testlerini yapmak için bir süre beklenilmesi arzu edilir.

Küçük Motorlar :

Büyük güçlü makinalarm izolâsyon direnci nin ölçülmesinde kullanılan ve yukarıda izah edilen sargı sıcaklığını tayin metodu, pratik ve arzu edilir bir metod olmuştur. Çünkü, önemli ve

tesis masrafı büyük makinalarda, yapılan testlerin neticelerini daha mantıki bir şekilde tahlil etmek gereklidir. Bunun için lüzumlu güvenilir bilgileri elde etmek, mühendislere zaman ve gayret sarfını icabettirir. Bununla beraber çok sayıdaki küçük motorlara bu metodun tatbik edilmesi ekonomik olmayabilir.

Bu sebeple küçük motorların izolâsyon sıcaklığını elde etmek için kaba bir test termometresi kullanılır. Termometre haznesi izolâsyon ile direk temas edecek şekilde yerleştirilir. Ve bir keçe ile örtülür. Bazı hallerde hazneyi örtmek için macun kullanılır.

Transformatörler :

Yağlı güç transformatörleri genellikle yağ sıcaklığı endikatörleri, ve bazı hallerde ortalama sargı sıcaklığını, veya üst sıcaklık sınırını tayin eden tertiplerle teçhiz edilmiştir. Bir trafo tam yükle yüklendiği zaman, trafoda oldukça önemli bir sıcaklık artışı mevcuttur. Genel olarak üst sıcaklık sının, ortalama sargı sıcaklığından 10°C fazla olarak tarif edilmiştir. Tam yükte ortalama sargı sıcaklığı ile yağ üst sıcaklığı arasında 15°C fark bulunduğu kabul edilmiştir. Bu farkları azaltmak için trafoyu servis dıgı yaptıktan hiç değilse l saat sonra izolâsyon testlerini yapmakta ve bu süre zarfında sıcaklığı müşahade altında bulundurmakta fayda vardır. Hatta trafo, bir yağ üst sıcaklık endikatörü ile teçhiz edilmiş olsa bile bu sıcaklığın, bir test termometresi ile arasıra kontrol edilmesi arzu edilir.

Serbest nefes alan, rezerve tanksız transformatörlerde, trafo üstünde bulunan muayene deliği kapağı söküldükten sonra haznesi yağa daldırılan bir test termometresi ile sıcaklığı müşahade etmek kabildir. Bu usul, trafo içersinde yağ üst seviyesindeki şartlan tesbit için bir vesile olması yönünden avantajlıdır.

Rezerve tankı bulunan transformatörlerde üst muayene deliği kapağını sökmek suretiyle yağ üst sıcaklığını yukarıdaki şekilde ölçmek kabil olmıyabilir. Bu maksatla içersinde bir test termometresi bulunan ve boru tertibatı ile yapılmış bir yağ muayene cihazı inkişaf ettirilmiştir. Bu cihaz, üst muayene deliği kapağında bulunan hava musluğuna takıldıktan sonra yağ, temiz ve kuru bir tulumbaya maksimum sıcaklık müşahade edilinceye kadar çekilir. Ana tanktan alınan yağ, sonra yine rezerve tanktan trafoya verilir.

Bazı hallerde, ana tank ile rezerve tank arasındaki musluk kapatıldıktan sonra muayene deliği kapağında bulunan, delikten sarkıtılan bir test termometresi ile sıcaklığı ölçmek kabildir. Bu durumda hava musluğu normal olarak takılıdır.

Şayet trafo sıcaklığı tayininde yukarıdaki metodlann hiçbiri uygun görülmezse, veya trafo gazlı tipte ise, bu takdirde döner maklnalar için izah edilen sargı direnci tayin metodu burada da tavsiye edilir.

Buşlngler : (Geçit izolatörleri)

Yağlı kesicilere ait buşing'lerin izolâsyon di renci pratik testlerle tayin edilirken, test sıcaklıkları da düşünülmelidir. Bir buşing'te bakır kayıpları çok küçük olduğundan, buşing sıcaklığı muhit [sıcaklığına çok yakın olmalıdır. Bu sebeple muhitteki bakır veya porselenin sıcaklığını ölçmek maksada kafi gelir.

Kablo :

Transformatörlerde ve dönen makinalarda olduğu gibi, yük altında bulunan uzun kablo tesisatlannda da büyük sıcaklık farklan bulunabilir. Bundan başka, tablo güzergâhı boyunca mevcut kaynaklann ısı tesiri ile mesele daha da karışmıştır. Bu yüzden kablo, servisten çıkarüdıktaa sonra üniform bir sıcaklığa hiç bir zaman erişmeyebilir. Ancak, bakır direncini ölçme metodu ile tayin edilen ortalama sıcaklık, çözüm tarzı olarak tavsiye edilebilir.

Rutubet:

izolâsyon maddelerine nüfus eden veya yüzeyinde toplanan rutubetin, izolâsyon test neticelerine büyük ölçüde tesir etmesi dolayısiyl3 rutubet hakkında bazı mülâhazalar yapmakta tayda vardır. Şayet test esnasında izolâsyon yüzeyinin sıcaklığı, çiğ noktasına tesir eden sıcaklığın üstünde muhafaza edilirse, izolâsyon üzerinde tefrik edilebilen herhangi bir su buharı birikrnlyecektir. (Havanın içerisinde bulunan % 100 ün altındaki bağıl rutubet, bu mülâhazada nazarı itibare alınmamıştır).

izolâsyon sıcaklığı çiğ noktasının üstünde, ve rutubet de % 100 ün altında bir değerde olsa bile, doyurulmamış lifli, gözenekli, veya higroskopik izolasyon maddelerinin su buharını önemli bir miktarda emmesi mümkündür. Nadir de olsa doyurulmamış izolasyon kullanıldığından beri, çiğ noktasının önemi kendini daha fazla göstermiştir.

izolâsyon, muhit sıcaklığında olsa bile, bağıl rutubet bilhassa % 50 ilâ % 100 arasında iken, yüzey öz direnci de rutubetle değişmektedir; fakat bazı literatürlere göre bu değişme, önemsiz derecede azdır.

Rutubetin doğurduğu neticeler, test süresince izolâsyonun yüzey sıcaklığını, muhit sıcaklığının veya hiç olmazsa çiğ noktasının biraz üstünde tutmak suretiyle, pratik maksatlar için yeter derecede kontrol edilebilir.

Trafo Merkezlerinde güç bir problem hasıl olmaktadır; Şöylekı ilkbahar, sonbahar, veya kış aylarında muhit sıcaklığı geceleri kontrol altına alınmadığı taktirde izolâsyon sıcaklığı, birkaç saat sonra çığ noktasının altına düşebilir.

Mühim testler yapılmadan önce havanın kuru ve ıslak hazne sıcaklıkları ölçülür, çiğ noktası tayın edilir. Test öncesi ve test süresince izolâsyon yüzey sıcaklığını çiğ noktasının üzerinde muhafaza etmek için sıcak hava üfleylcilerl kullanılır. Bağıl rutubet miktarı çok yüksek, veya izolâsyonun sıcaklığı çok düşük olmadıkça cebri ısıtmaya nadiren lüzum görülür. Şekil: 15 deki eğri ailesi, bu hususun tahkikini görtermektedir.

Aaxnt sıeOtf/ffff 'f /**/'/,•/$) -f'ifâ l*' ctrotmctct, afak

V* kteru ketin» J'Cak//k lotyma erit* ct'f > eğrilt r.

Havanın kuru ve ıslak hazne sıcaklıklarını ölçmek için lüzumlu bir Psikrometre (Havadaki rutubet miktarını ölçen alet), iki test termometresi ile kolayca gerçekleştirilebilir, veya bu maksatla piyasadan uygun bir alet temin edilir. Bu sıcaklıklar ölçüldükten sonra izolasyon yüzeyi sıcaklığının hangi sıcaklıktan yukan olması lâzım geldiği şekil 15 deki eğrilerden tayin edilir.

Porselen gibi cilâlı izolâsyon maddeleri yüzeyinde rutubet biriktiğinde, bunun tesiri bazen önemsiz miktardadır. Çünki rutubet, böyle yüzeyler üzerinde homojen olarak dağılmaktan zjyade kürecikler şeklinde toplanır.

Cilâlı bir yüzey temizlendikten sonra yüzey kaçağının daha da fazlalaştığı hallerin bulunduğu bilinen bir gerçektir. Zira temizleme işlemi, rutubetin alınmasından ziyade, yüzey üzerine yayılmasını sağlamaktadır. Bu gibi hallerde karbontetraklörür gibi uçucu bir sıvı, temizlik işleri için faydalıdır.

EK:

Logaritmik taksimatlı kâğıt üzerine çizilen düzgün doğrunun denklemi şudur :

y = CNX Burada,

C = Eğrinin durumunu tayin eden bir katsayı N = Eğrinin eğimini tayin eden bir katsayı

Logaritmik ifadeyi basitleştirmek için N, n şeklinde ifade edilebilir, n = 10 alınırsa, y = C.10ax loğ y = loğ C + ax loğ 10 loğ y = K + ax

Yazımızda sıcaklık - direnç ifadesinde kullanılan R = C 10 AT formülünde : R = izolâsyon direnci

T = sıcaklık C = izolasyon seviyesini tayin eden bir katsayı. A = Direnç - sıcaklık doğrusunun eğimini ta yin eden eksponansıyel katsayı.

îrca faktörü şu şekilde ifade edilmektedir : f = • R, C. 10ATı :10A'Tı V Burada,

R2 C. 10 AT*

R! = T! sıcaklığındaki direnç R2

= T2 sıcaklığındaki direnç

Meselâ test değerleri, 10°Clik bir sıcaklık artışı için direncin yarıya düştüğünü gösteriyorsa, veya diğer bir deyimle, sıcaklık 30°C olduğu zaman çarpan 2 oluyorsa, bu taktirde :

f = 10A(T«~Tı) loğ f = A(T2-T1) loğ 2 = 10A

Iog2 0,301 A = -----=--------- = 0,0301

10 10

301 (j —T ) f = 10

0,0 'i l

Anın tayini iğin basit bir usul; direnci 10 misli değiştiren sıcaklık farkını testle tesbit etmektir. Bu sıcaklık farkının karşılığı Aya eğittir.

Matematiksel ifade ile :

f = 10

yazalım,

A = çıkar.

T2-T,

REFERANSLAR

1. National Bureau of Standards Scientific Pa per No. 234, Table n - «Decrease of Volume Resistıvity with Increase in Temperature.» H. L. June 18, 1914.

2. General Electric Rewiew, Vol. XXXn, No. 17, Nov. 1924, page 736, «The Importance of Standards in the Evaluation of Insulating Materials», L. E. Barringer.

3. Standard Handbook for Electrical Engineers, Seç. 4 - 417.

4. «Insulation of Electrical Apparatus, «D. F. Miner, page 409, fiğ. 283 - Ferris and Moses.

5. Raihvay Mechanical Engineer, May 1944. «Testlng Electrical Insulation,» G. L. Moses,

,, Insulation Development Engineer, Wertinghoure Elec. Corp.

6. Allis - Chalmers Mfg. Co. Instruction Book 5106.

7. The Electric Journal, Aug. 1935, «The Effect of Temperature on Insulation Resistan ce,» J. L. Rylander, Westinghouse Electric Corp.

8. Electrical Engineering, June 1934, «Insula tion Resistance of Armatüre Windlngs» R. W. Wieseman, G. E. Co.

9. From heretofore unpublıshed test data furnıshed by R. L. Murray, Alabama Power Co

10. Heretofore unpublished test data, E. B. Curdts, formerly of the Narragansett Elec tric Co.

11. ASA C8.ll 1936.

12. ASA C8.17 - 1936.

13. Standard Handbook for Electrical Engineers, Seç. 7, Flg. 58.

14. «Dlelectric Phenomena in High Voltage En gineering», Peek, page 218 - 19.

15. «The Effect of Humidity on plastics Insula tion,» by R. F. Fielr, General Radio Co. in «The General Radio Experimenter», Vol. XX, Nos. 2 and 3, July and Aug. 1945.

16. «Field Testlng of Generator Insulation,» EEI Sub-comnıittee on Generator Insulation and Testing, AIEE Technical Paper 41 -17, Dec. 1940.

17. «Insulation Resıatance and Dielectric Absorptıon Characteristics of Large A - C Sta tor Windings,» J. S. Askey and J. S. Johnron, AIEE Transactions 45 - 49, Jan. 1945.

18. «Discussion, Field Testing of Generator In sulation», EEI Comm. Report, C. F. Hill and L. J. Berberick, AIEE Transactions, Vol. 60, 1941, Dec. Section, 1318, 1319.

19. Heretofore unpublished and unofficial test data, Detroit Edison Co.

20. «Brldge Method for Locating Resistance Faults on Cable Wires,» T. C. Henneberger and P. G. Edwards, American Tel. and Teli Co., Bell Telephone Systeme Technical Publication, Monograph B - 573, July 1931.

21. «Recommended Practice for Testing Insula tion Resistance of Rotating Machinery» AIEE No. 43, April 1950.

ELEMAN ARANIYOR

Erzurum'a 120 km. mesafedeki Tortum Hidroelektrik santralında ^alıştırılmak üzere, münhal bulunan 150.— TL. yevmiyeli kadroya bir Elektrik Yüksek Mühendisi alınacaktır.

İş yerinde cami, ilkokul, sağlık ocağı, sinema ve şehre gidiş-geliş için

servis arabası mevcut olup, tayin edilecek mühendise ikâmet etmesi için iş

yerinde A tipi bir lojman tahsis edilecektir.

•j

Askerliğini yapmış ve en az 5 senelik tecrübesi olanların Müdürlüğümüze

müracaatları ilân olunur.

ERZURUM BELEDİYESİ E.S.O. İŞLETME MÜDÜRLÜĞÜ