CLOPHEN TRANSFORMATÖRLERİ

YAZAN . Joachim KRESSMAN

ÇEVİREN :

Kirkor KEMİRKES

T. Müh.

Modern yüksek gerilim tesislerindeki büyük inkişafın kaçınılmaz bir neticesi, yangın tehlikesini mutlak bir minimuma indirme ve tamamiyle izale etme hususunda aşırı emniyet talebi olmuştur. Bu husus yirmi yıldan beri az yağlı ve kuru tipte yüksek gerilim teçhizatının istihsalinde rehber olmuştur. Fakat yüksek gerilim transformatörlerinde bu husus ekonomik olarak gerçekleşmez ve madenî yağ gibi yüksek dielektrik vasıflan haiz sıvı soğutma ve izolâsyon vasatından sarfınazar etmek mümkün değildir. Netice olarak, kimya endüstrisi uygun tutuşmaz sıvılar bulmayı tecrübe etmiş ve ilk defa Kuzey Amerika'da bulunarak «American Society for Testing Materials» (ASTM) nin «ASKAREL» adı ile adlandırdığı klor - benzen türevleri gibi klorlanmış difenü'ler istihsal edilmiştir. Bununla beraber pek kısa zaman sonra diğer endüstri memleketlerinde de aşağıdaki ticarî adlar altında benzer sıvılar istihsal edilmeğe başlanmıştır:.

Almanya Clophen U. S. A Pyranol Fransa Pyralene İsviçre Nepolin İngiltere Pyrocolor

Listeyi tamamlamak için İnerteen ve Permıtol da bu arada sayılabilir. Almanyada Clophen T 64 (C19H, Cl, ve Cn Ha Cl,) transformatörler için bir soğutma ve izolâsyon vasatı olarak ticarî mânada kullanıldığında AEG de Clophen doldurulmuş transformatörleri imalât programına dahil etmiştir.

Madenî yağ sınıfından bir izolâsyon vasatı ile mukayesede Clophen şu mühim avantajları haizdir:

1. Yangına mukavimdir. 2. Yüksek ısı derecesinde oksidasyondan muaf olup kimyasal bakımdan stabildir. 3. Çok yüksek gerilmeyi (elektriksel) ve yüksek bir dielektrik sabitini haizdir.

T 64 Cinsinden lüzumlu miktarlarda temin edilebildiğinden beri yangın tehlikesine maruz mahallerde Ctophen transformatörlerinin kullanılması Alman VDE Nizamnamelerinde şu şekilde tasvib edilmektedir:

«VDE 0108/XII.40. Tiyatrolar, toplantı binalan, sirkler, sinemalar, büyük mağazalar, keza muvakkat inşaatta elektrik güç teçhizatının tesis ve işletmesine dair nizamname.

§ 4 b. Tesis mahalli yangına karşı muhafaza edilmiş ve bitişik yerler DÎN 4102 ye uy-

E M M 31-32

gün olarak gerektiği gibi korunmuş ana binalardaki transformasyon ve salt tesislerinde yalnız kuru veya az yağlı teçhizat veyahut tutuşmadan sonra yanma olayını beslemeyen sıvı izolâsyon ve soğutma vasatını haiz teçhizat tesis edilebilir.»

VDE 0108/...55 nizamnamesi keza teferruatta yapılan gerekli değişiklikleri vermiştir.

Bu münasebetle Clophen transformatörlerinin mümkün birçok tatbikatından, bilhassa emniyet noktainazarından yağlı transformatörlerin tesis edilemiyeceği petrol rafineri tesisleri, yakıt depolan, kimya endüstrisi fabrikaları ve keza hastahaneler, büyük mağazalar, tiyatro ve sinemalar gibi endüstri ve umuma mahsus mahallerden bahsedilmiştir.

Muayyen avantajları hesaba katılarak Clophen transformtörlerinin şümullü bir şekilde istimali bilhassa tavsiye edilmiştir. Yıl)lardanberi tutuşmaz izolâsyon ve soğutma vasatını haiz transformatörler birçok memlekette imal ve tesis edilmişlerdir. Meselâ, 1932 den 1943 yılına kadar büyük bir Amerikan imalâtçı firması ASKAREL ille doldurulmuş cem'an 4.000.000 kVA transformatör imal etmiştir.

Fransada da mecmu transformatörlerin takriben yüzde yirmisi Pyralene gibi bir izolâsyon ve soğutma vasatını haiz olarak imal edilmiştir. Bununla beraber, ancak yakın zamanlarda Pyralene'in memnuniyet verici bir temizlikte istihsalinin kabil olduğunu burada işaret etmek gerektir. Yirmi yıldan fazla bir zamandan beri devamlı olarak çalışan AEG transformatörleri ile yapılan yoklama testlerinden, pratik olarak Clophen'in kimyasal ve elektriksel Hususiyetlerinde bir bozulmanın vukua gelmediği ispat edilmiştir.

Alman alıcılarının büyük bir ekseriyeti munzam masrafı hesaba katarak Clophen trnasformatorlerinin tesis edilmesine şimdiye kadar epeyce karşı koymuşlardır. Clophen'le doldurma yağa nazaran daha ağır ve fazla pahalıdır fakat mukayese neticesinde Clophen'in avantajları gözden uzak tutulamaz çünkü bir transformatörün maliyet bedelinin artması, boyut ve malzemeden kazanç ile işletme masraflarının azalmasına karşılık karar verdirici bir faktör değildir.

BOYUT VE MALZEMEDEN KAZANÇ:

Emniyet noktai nazarından yağlı transformatörler yağ drenaj çukurunu haiz ve muhkem bir şekilde çevrelenmiş mahallerle teçhiz edilmelidir. Bu husus Clophen transformatörleri için lüzumlu değildir - aşağıdaki şartlar tahtında da tamamile sarfınazar edi-

lebilır -, mutlak bir emniyetle dahilde tesis edilebilir ve sadece gerilim taşıyan kısımlarla teması önlemek için madenî tel kafese ihtiyaç gösterir, bu suretle montajı kolaylaşır aynı zamanda tesis masrafları azalır.

İŞLETMEDE TASARRUF:

a) Kayıplarda Azalma:

Biraz önce zikredilenleri nazan itibara alarak bir ekonomik etüd yapıldığında, yüksek gerilim kablosu ile beslenen Clophen transformatörü müstehlike veya fabrikaya çok yakın tesis edilebildiğinden tam çıkış takatini faydalı kıldığına ve gerilim düşümünü azaltarak bakır kayıplarını azalttığına dikkat edilmelidir. Genel olarak, alçak gerilim kablosunun uzunluğundan yapılan her 1000 metrelik tasarruf nakledilen takatte yüzde 0,4 0,5 artışa tekabül eder denilebilir.

b) Bakını Masraflarında Azalma :

Clophen pratik olarak kalitesini hududsuz müddet muhafaza eder ve sargılardaki ısının soğutucu sıvıya geçmesine mani olabilen sulu tortuya sebeb olmaz. Eğer yağ genleşme tankının hava geçirmez bir kapağı mevcut ise Clophen'in toz veya kir ile kirlenme tehlikesi yoktur. Bu ise madenî yağ halinde lüzumlu olabilen periyodik re jenerasyonu, süzmeyi ve tekrar doldurmayı bertaraf eder.

c) Yangın Sigortası Priminde Azalma :

Yüksek buharlaşma ısısı sebebile, bir yangında husule gelen yüksek sıcaklık derecelerinde bile Clophen alevlenmez. Bu arada, yangın sebebile izolasyon malzemesinin ayrışması esnasında ne elemanter klor (Cl) ne de fosgen (COC1,) (*) in teşekkül etmediğini beyan etmek personel için mümkün tehlike bakımından çok mühim bir noktadır. Yağlı transformatörlerin tutuşması sebebile büyük hasarın husule geldiği haller mevcuttur. Bu kayıplar Clophen transformatörlerinin kullanılması ile bertaraf edilebilir. Bu sebeple bazı yabancı memleketlerde, yağlı transformatörler yerine Clophen transformatörleri tesis edildiğinde yangın ve kaza sigorta primlerinde esasen mühim indirmeler yapılmıştır ve bu temayül Almanyada da tedricen benimsenmektedir.

CLOPHEN T 64 ün TEKNiK HUSUSLARI:

Tafsilâtlı malûmat «Farbenfabrik Bayer, Leverkusen» tarafından yayınlanmış özel bir broşürden elde edilebilir. Clophen'in bellibaşlı karakteristikleri Tablo : l de belirtilmiştir.

'*) Zehirli harp gazlarından.

(Çevirenin Notu)

B. M U 31-33

TABLO: l Clophen T 64 ve transformatör yağı karakteristiklerinin mukayesesi

Mukayese edilecek vasat! değerler

Clophen T 64 Madenî yağözgül ağırlık 15 °Cde

gr/cm3

1,565

0,877 . . . 0,881

özgül ağırlık 100 °C de

gr/cm8

1,475

0,825 . . . 0,830

Renk

Berrak, renksiz Şeffaf, berrak açık san

Viskozite 37.8 "C de

°E (8,8 cst) (*)

1,8

2,3

Viskozite 20.0 °C de

°E (8,8 cst)

2,95

4 . . 4,6

100° den 15 °C ye büzülme

%6

%6,5

Isı genleşme katsayısı (15,5° den 100°C ye) 1/°C

0,0007

0,00076

Isı iletimi 45 'C de

Kcal/metre saat °C

0,083

0,105

Isınma ısısı 20 ° C de

. cal/gr °C

0,255

0,468

Erimede akma noktası

takriben — 35 —54 . . . —45

Alevlenme noktası

—

156 . . . 165

NotraMzasyon faktörü mgKOH/gr yağ

< 0,01

yeni yağ için 0

Su absorbsiyonu (14 gün su altında

kaldıktan sonra) Bağıl dielektrık katsayısı

% 18 °Cde

0,014

0,005 . . . 0,012

4,5

2,3 ... 2,45

Bağıl dıelektnk katsayısı

100 °C de

3,9

temiz yağ için

sıcaklıkla az değişken

VDE 0370 e göre delinme gerilimi kV Clophen ve Transformatör Konstrükslyon

letme süresince husule gelecek aşırı basınçlara

Malzemeleri :

dayanabılmelidır. Keza, aşın basınçları izale

Normal olarak transformatör konstüksiyonunda kullanılan bazı izolâsyon malzemesinin Clophen ile temasa geldiğinde eritici bir tesire maruz kalması sebebile yeniden bulunacak malzeme çeşitlerinin uygunluğu ayn ayrı tecrübe edilir. . Dolayısile, mevcut yağa •Saldırılmış transformatörler Clophen doldurulmuş şekle sokulamaz ve Clophen ile doldurulmuş bir transformatörün yağı hiçbir zaman madenî yağla tamamlanmaz. Mamafih

etmek için genleşme kabı Clophen'in uygun genleşmesine müsaade edecek şekilde büyük tutulmalıdır. Aksi hald-6 tankta bir yarılma husule gelebilir. Bu sebeple tankın duvarları ilâve bir tedbir olmak üzere takviye edilmiştir.

Bu suretle sıcaklık artışı sebebile husule gelecek basınçlar tank için caiz değerlere tahdid edilmiş olup ayrıca alarm cihazı ve tahliye valfı ile teçhiz edilmişlerdir. Şekil: l

soda - seUüloz kâğıdı, prespan ve Kraft kâğıdı hususî surette dizayn edilmiş, basınç sızdırgibi ana izolâsyon maddeleri fazla müteessir maz Clophen seviye göstergesini haiz genleşolmazlar ve kullanılan madenler, meselâ me kabını göstermektedir.

çelik, bakır, alüminyum, Clophen üzerinde

zararlı bir tesiri haiz değildirler.

AEG Clophen Transformatörlerinin imal

Sınırlan :

Clophen Transformatörü Dizaynında Umumî Hususlar:

Günümüze kadar Clophen transformatörleri 30 kv a kadar standard olarak hazırlan-

Bu özel tipteki transformatörün konst- maktadır, fakat daha yüksek gerilimler için

rüksiyonu bazı malzeme değişikliği haricinde de inşa edilebilirler.

carî tipe uygunluğunu muhafaza etmektedir. Fakat normal çalışma sıcaklıklarında bile Clophen fazla miktarda buharlaştığından tank ve yağ genleşme kabı hava geçirmez bir şekilde kapatılmalı ve bu kapamada kullanılan kaynak ve civatalı sıkıştırma normal iş-

İzolâsyon seviyesi 10 ilâ 30 kv ve gücü 1600 kVA ya kadar olanlar tabii hava soğutmalı olup boyutları, bunlara tekabül eden madenî yağlı transformatorlerinkınden çok az farkeder. Trafolar mütekabil'-güçlerine göre aşağıdaki tank tiplerüe teçhiz edilmektedir:

(*) cst Kinematik viskozite katsayısı «centistoke» (Çevirenin notu) ~E M. M. 31 - 32

ŞEKiL : l

20 kVA ya kadar Alçak gerilim tarafına üste monte edilmiş genleşme kabını haiz düz levhadan mamul tank.

-

kVA

Alçak monte

gerilim tarafına üste edilmiş genleşme kabını

haiz oluklu levhadan

mamul tank.

125 - 400 kVA Dar kenarın üstüne monte edilmiş genleşme kabını haiz oluklu levhadan mamul tank.

500 - 1600 kVA Dar kenarın üstüne monte edilmiş genleşme kabını haiz düz boru veya radyatör soğutuculu tank.

1600 kVA dan büyük güçlü Clophen transformatörleri tercihan tabii hava soğutmalı olarak ve düz borulu veya radyatörlü tankla teçhiz edilmektedir.

Fakat, yerleştirme imkânlarının lüzum göstereceği minimum boyutlar halinde düz levhalı tanka ^esbit edilen veya ayrıca monte edilen soğutucular da temin edilebilir. Bu soğutma metodu tabii havalı soğutmaya nazaran daha az Clophen'e ihtiyaç gösterir. Dolayısile doldurmanın munzam bedeli relatıf olarak küçüktür.

Clophen transformatörleri umumiyetle 10000 kVA gücüne kadar inşa edilmektedir. Hususî tatbikat için AEG ayrıca 30 kV izolâsyon seviyesinde 25000 kVA gücüne kadar Clophen transformatörleri inşa edilmiştir.

Yardımcı Teçhizat :

Transformatörün mutad çalışma sıcaklığında Clophten buharlaştığından genleşme kabı her zaman hava geçirmez şekilde kapatılmış olarak muhafaza edilmelidir. Sıcaklık artışından dolayı tank içindeki basıncı şayanı kabul sınırlar dahilinde tutabilmek için uygun surette büyük genleşme kaplan ile teçhiz edilmiştir Tank içindeki basıncı kontrol altında bulundurmak için her Clbphen transformatörü bir basınç rölesi ile teçhiz edilmiştir. Düz levhalı tanklar halinde röle 0,25 atm. de, düz boru ve radyatörlü tanklar veya büyük düz levhalı tanklar halinde 0,5 atm. (7,1 Htfre/inç kare) de çalışır. Şekil 2 ve 3 de maksimum 025 ve 0.50 atm. aşın basınç için basınç rölelerini göstermektedir. Bu röleler imal edildikleri fabrikada transformatörün caiz işletme basıncı için ayarlanmakta ve çok yüksek bir basınç telihkesi husule gelerek tankın yanlmasına sebeb olabileceğinden, müşteri tarafından ayarlamada sonradan yapılacak herhangi bir değişikliği önlemek için, kıhflan mühürlenmektedir.

ŞEKİL : 2

Normal olarak basınç rölesi seri açma için bir açma kontağı üe teçhiz edilmiştir, fa-

E M. M 31-32

kat şönt açma için kapama kontağı ile de teçhiz edilebilir. Arzu edildiği^ takdirde yağlı transformatördeki gibi Buchholz rölesi ve termometreler ilâve edilebilir. Burada şuna işaret etmek gerektir ki, basınç rölesi yalnız mutad çalışma şartlan sebebıle olan aşın basınçlarda çalışır. Bir arıza sebebile büyük miktarda gazın husule gelmesi halinde transformatör Buchholz röle'1 yardımıyle işletme dışı edilmelidir.

ŞEKİL : 3

Clophen Transformatörlerinin Tesisi ve işletmesi :

Transformatörler çalışmaya hazır olarak sevkedilirler. Doldurma için gerekli Clophen alüminyum veya galvanize çelik varillerle temin edilir ve genleşme kabı üzerindeki kapaklar yalnız o zaman açılmalıdır.

İşletmeye sokmadan önce, genleşme kabı içindeki seviye muhit sıcaklığına uygun olarak kontrol edilmeli ve noksanlık zuhurunda sebebi tahkik edilmelidir Hususiyle nakliyeden sonra soğutma şeritlerindeki genleşme sebebile husule gelen uzamalardan dolayı b azan seviye düşer. Arızalı kaynak dikişleri veya borular-daki kayıplar Clophen'ın karakteristik kokusundan dolayı kolaylıkla tesbit edilebilir.

Clophenin dielektrık dayanımı madenî yağ için olduğu şekilde tesbit edilebilir (VDE 0370/4.52 ye göre) ve hiç olmazsa 50 kV olmalıdır. Mamafih bu tecrübe • tekbasma yeter değildir.

Clophen ile Çalışma : Clophen zamanla eskimeye çok az meyil gösterdiğinden, uygun seçilmiş izolâsyon maddeleri ile temasında kimyasal olarak âtıl kalır ve atmosfer oksijeni tesir etmediğinden AEG tank içme hususî azot ihzaratı yapmaz. Clophen'in asıdlenmesi ve tortulanması kabili ihmal olduğundan mahallinde beriyodik bakım muamelesi lüzumsuzdur ve dolayısile yalnız

E M M. 31 - 32

sıvı seviyesinin ve sızdırmazlık tertiplerinin kontrolü ile sınırlı bir dikkate ihtiyaç gösterir

Den üzerinde tahriş edici bir tesiri olduğundan Clophen ile çalışmağa başlamadan önce elleri koruyucu, uygun yağsız bir kremle oğuşturmak şayanı tavsiyedir. Fazla olarak, ağızla temasa gelmesine mani olmak üzere bu müddet zarfında yemek ve sigara içmekten sarfınazar etmek şayanı tercihtir. İşin inkitaı veya ikmali halinde eller ve kazaen Clophen ile temas eden deri kısımlan sabun ve ılık su ile tamamen yıkanmalı, müteakiben iyi kalitede yağlı bir krem tatbik edilmelidir.

TİPİK TESİSATTAN ÖRNEKLER : Petrol rafinerileri için Clophen Transformatörleri : Şekil 4 infilâk tehlikesine karşı artırılmış bir emniyet temini için «EXEoA» (*) standardına göre dizayn edilmiş 10 kV izolâsyon seviyesinde 630 kVA lık bir transformatörü göstermektedir. Kablo başüklan ile teçhiz edilmiş olup, basınç tahliye valfı alevlenmeyi önleyen hususi bir mahfazayı haizdir. Mezkûr transformatör rafinerideki tehlikeli sahaya tesis edilebileceğinden alçak gerilim kablosunun uzunluğu bakırda ehemmiyetli bir tasarruf sağlıyacak şekilde esaslı surette azaltılabilir.

ŞEKİL : 4

Enerji Saııtralları için Clophen Transformatörleri :

Şekil 5 de de beheri 200 kVA gücünde, 10 kV izolâsyon seviyesinde, su soğutmalı üç («) VDE 0171 e göre ExE infilâk tehlikesine karşı emniyeti artırılmış alevlenmez konstrükslyon tipini o Cihazın yağa daldırılmış olduğunu A : hangi alevlenme grubuna göre tasdik edilmiş olduğunu karakterize eder. (Çevirenin Notu)

Yukarıdan aşağı: SEKİL 5-7.

ünite görülmektedir. Bu halde müşteri bir enerji santralı türbin dairesinde kondense altında mevcut sahaya tranformatörlerin uydurulmasını şart koşmuştur. Bir yangın vukuunda bütün türbin dairesi dumanla kaplanabileceğinden yağlı transformatör çözümünden sarfınazar edilmiştir. Yer ve soğutma şartlan elverişsiz olduğundan neticede su soğutmalı ve sıkışık bir yerleştirme seçmek zaruri olmuştur. Bu yerleştirme sayesinde hususi transformatör hücresinde ehemmiyetli bir tasarruf kabil olup büyük uzunluktaki ağır alçak gerilim kablosundan sarfınazar edilebilır. Clophen sirkülasyonu için teçhiz edilmiş pompalar özel tiptedir

Şekil 6 da 800/1000 kVA gücünde, 10 kV izolâsyon seviyesinde, aynı şartlara uygun o-

larak imal edilmiş, iki horizontal vantilatör ve bağlama kutusu ile teçhiz edilmiş bir Clophen transformatörü görülmektedir. Bu tipte altı adet transformatör teslim edilmiştir. Munzam cebri soğutma sebebıle boyutlar eşdeğer tabii soğutmalı transformatöre nazaran daha küçüktür. Fazla olarak az miktarda Clophen icab ettiğinden masraf bakımından daha avantajlıdır ve eşdeğer yağlı transformatöre nazaran pek az pahalıdır.

İnfilâk Tehlikesi Olan Kimya Fabrikaları İçin Clophen Transformatörleri:

Şekil 7 de 30 kV izolâsyon seviyesinde, 12500 kVA gücünde munzam cebri hava soğutmalı ve yük altında kademe ayar tertibatı ile teçhiz edilmiş ve hususiyle ehemmiyetli yangın tehlikesini haiz bir sahaya tesis edilmek üzere sipariş edilmiş bir transformatör görülmektedir.

Trafo yağı ile mukayese edilirse, bir anza veya hasar vukuunda geniş bir yangınla bütün tesisi tehlikeye atabilecek 7.5 ton yağa mukabil 12 ton Clophen doldurulmuştur.

Talî Dağıtım Merkezleri için Clophen transformatörleri:

Tank üzerinde değiştirilebilen bağlantılar sayesinde boştaki çevirme oranı hem 10 ±. % 4/0,4 kV hem de 5 ± % 4/0,23 kV olabilen özel tipte 200 kVA lık transformatörler imal edilmiştir. Şehir dağıtım şebekeleri tali merkezlerinde bina boyutları tahdid edildiğinde bu transformatörler tesis edilebilmektedir.

Bibliyografya:

— Farbenfabriken Bayer Aktiengellschaft, Leverkusen : Clophen,. High quality, nonflammable insulants and coolants of the group of Askarels for the electrical industry.

Bu yazı AEG Progress 1957 Nr. l den Türkçeye çev

rilmiştir

,

Makina ve Kimya Endüstrisi Kurumu Kırıkkale fabrikalarında çalışan mühendislerin, kendi aralarında KIRIKKALE MÜHENDİSLER BİRLİGİ'ni kurdukları haber alınmıştır.

•

Odalar Birliği'nden alınan bir yazıda, Mozaik, Sıva ve Fayans İşçileri Sendikasının üyelerine sınıf ve derecelerini gösteren birer sertifika verdiği ve bu sertifikalara sahip olmıyan işçilere iş verilmemesinin istendiği bildirilmektedir.

E. M. M 31 - 32