Geçici rejimlerde topraklama sistemlerinin performans analizi

Abstract

Elektriksel topraklama, başta insanlar olmak üzere, canlıları, elektrik devrelerini, elemanlarını ve kullandığımız nesneleri tehlikeli gerilimlerden korumada ve elektriksel sistemlerin işletilmesi için gereken toprak potansiyelini sağlamada kullanılan bir elektrik tesisidir. Elektriksel topraklamada yaygın kullanılan bir topraklayıcı türü olan çubuk topraklayıcı çevresindeki potansiyel dağılımı sonlu farklar yöntemi kullanılarak, bilgisayar yardımı ile sayısal olarak kolaylıkla bulunabilir. Bu tezin birinci bölümünde, çalışmanın amacı ve bu konuda daha önce yapılmış olan çalışmaların tarihsel akışı verilmiştir. İkinci bölümde, elektriksel topraklama ile ilgili genel bilgiler ve temel tanımlar ile geçici rejimlerin herkes tarafından en çok bilinen türü olan yıldırım boşalmaları ile ilgili genel bilgiler ve tanımlar verilmiştir. Üçüncü bölümde, yıldırım darbe gerilimine maruz kalan bir yüksek gerilim direğinin, elektrik alan teorisi ile desteklenen ve direk darbe empedansmın hesaplanması için geliştirilen yeni bir ifadenin elde edilmesi anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, ilk olarak geçici rejimlerde topraklama sistemlerinin davranışını incelemek amacı ile İstanbul Teknik Üniversitesi Maslak Kampusu Yüksek Gerilim Laboratuan'nda gerçekleştirilen yıldırım darbe gerilimi deneyi ve bu deneysel çalışma ile ilgili bilgiler ve sonuçlar verilmiştir. İkinci olarak, elektriksel topraklamada kullanılan topraklayıcı türlerinden biri olan çubuk topraklayıcılann yıldırım darbesine maruz kalmaları halinde, işlevlerini yerine getirirken çevrelerinde oluşan potansiyel dağılımının sayısal hesabı sunulmuştur. Problemin sayısal hesabı, silindirsel koordinatlarda, iki boyutlu sonlu farklar yöntemi ile geliştirilen bilgisayar programı kullanılarak yapılmıştır. Bu tezde vurgulanmak istenen konu, farklı geometrilerde, boyutlarda ve derinliklerdeki topraklayıcılar için potansiyel dağılımı hesabı ile davranışlarının değerlendirilmesidir. Böylece, güvenli ve doğru topraklama tesisi tasarımının yapılabilmesi için önemli bir adım atılmış olacaktır.