KORONA   NEDİR,   OLUŞUM   KOŞULLARI   VE   KORUNMA   YOLLARI   NELERDİR   

 

 

Korona Nedir?

 

Bir yüksek elektrik alan havayı iyonize eder (iyonlarına ayırır)  ve deşarja sebebiyet verir. Bu işlem, Nitrojen (N2) moleküllerinin harekete geçerek UV ışınlarının emisyonuna yol açmasıyla gerçekleşir.

 

 

400 kV’luk E.İ.H  İletkenlerindeki Korona Deşarjı

 

 

Korona Çeşitleri

 

Korona deşarjının laboratuarlarda tespit edilen 3 farklı türü ya da derecesi vardır.

Bunlar; bulut (tüy şeklinde) deşarjı, fırça deşarjı ve parıltı deşarjıdır. Bu isimler deşarjın şeklinden dolayı verilmiştir.

 

  • Bu üçünün içinde en çok görüleni bulut (plume) deşarjıdır. Karanlıkta bakıldığında E.İ.H ‘nın gerilim seviyesine göre bir ya da 5 – 10 cm (birkaç inç) uzunluğunda olduğu görülebilir.

  • Fırça (brush) deşarjı genelde iletkenin tüm çevresinde görülür. Deşarj uzunluğu düşük gerilimde 2,5 cm (bir inç), yüksek gerilimde ise 5 cm ( bir-iki inç ) kadardır. Genelde ıslık gibi ya da kızartma sesi gibi bir ses bu tip deşarjda duyulur.

  • Parıltı (glow) deşarjı ise;iletkenin yüzeyini saran solgun, zayıf bir ışıktır. Ayrıca yüksek nem koşullarında iletkenin kritik noktalarında oluşabilir. Bu tip deşarjda genelde ses çıkmaz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Porselen İzolatörlerde Ark Ve Korona Oluşma Koşulları

 

  1. Kep ve pin arasında kısa süreli arklar

  2. Kep ve pin arasında sürekli dahili kısa devreler

  3. Porseleni pine tutturan çimento kısmında oluşan aşınma ve çatlaklar

  4. Soket bağlantısında ve pinde oluşan paslanma

  5. İzolatörde meydana gelen çatlaklarda

 

Bu 5 koşul oluştuğu zaman izolatördeki bozulma ileri safhaya ulaşır ve mekanik dayanıklılık azalarak hat izolatörden ayrılarak yere düşer.

 

Polimer İzolatörlerde Ark Ve Korona Oluşması Koşulları

 

Polimer izolatörler özellikle koronaya karşı oldukça hassastır. Eğer bağlantı elemanının ucunda ve izolatörün fiberglas çekirdeğinde neme karşı korumasız bir durum yaratılırsa korona oluşur. Aşağıda verilen 1 ve 5’nci koşullar oluştuğunda bozunmanın ileri safhalarında elektriksel ve mekanik sorunlara sebep olabilir.

 

  1. Uç bağlantı noktalarında hasarlanmalar

  2. Kauçukta ayrılmalar ve deliklerde dahili deşarjlar sonucu çubuk kısımda oluşan karbonlaşma

  3. Kauçuğun çatlamasından dolayı metal çubuğun korunmasız kalması

  4. Yalıtkan kılıfın yarılması

  5. Oyuklardaki küçük deliklerin içinden  akma olması

  6. Doğru olmayan montaj, doğru olmayan korona halkası ölçüleri

  7. Korona halkasının hasarlanması

  8. Kirlenmeyle birlikte yüzeyde oluşan aşırı kaçak akımlar

 

İletkenlerde Korona Oluşma Koşulları

 

  1. İletkenlerin en dış kısmında kırılmalar olduğunda

  2. İletkenleri kaldırma ve montaj esansında  tek lifin ayrılması durumunda

  3. İletkenin çekilmesi esnasında kuş gözü oluşması ve zırh çubuğunun bozulması

  4. Zırh çubuğunda  kuş pisliği biriktiği durumlarda

 

Resimlerle Korona

 

Dağıtım Hattında Korona

 

DAĞITIM HATLARINDA

Deniz civarında tuz tutmuş cam izolatör

Polimer kablonun bozulmasından kaynaklanan ark

Arızalı pim ve kapak izolatöründen kaynaklanan ark

23.4 kV’luk porselen izolatörden kaynaklanan ark

 

 

 

TRAFOLARDA

Bir trafodaki kötü topraklama bağlantısı

Bir parafudrdaki korona halkası

Güneş altında çalışma

Trafo son izolatör kapağından kaynaklanan ark

 

 

 

İLETİM  HATLARINDA

Korona halkasının doğru olarak takılmaması

500 kV’luk bir seramik olmayan izolatörde gözlenen korona aktivitesi

500 kV’luk porselen izolatör dizinde bozulma

 

 

Korona sorunu daha çok bakım sorunudur. Tekniğe ve bilimsel metotlara dayalı bir bakım ile korona etkilerini azaltmak mümkündür.

 

Koronanın   aşağıdaki sebeplerden dolayı tespit edilmesi zorunludur:

 

  • Korona, izolatörlerin (özellikle polimer izolatörlerin) hasarlanmasına sebep olur.

  • Korona, hatların ve trafo merkezlerinin ömür sürelerini azaltan aşındırıcı maddeler üretir (yüksek nemde ozon ve nitrik asit).

  • Korona, kendisi problem değilse bile, bir hatanın belirtisidir.

  • Korona, civarda yaşayan insanları rahatsız edecek ölçüde radyo girişimlerine sebebiyet verir. Bu sorun, korona o işletme için sorun olmasa dahi giderilmelidir.

  • Yeni hat ya da yeni trafo merkezlerinin işletmeye alındığında korona varsa  hatalı kurulumu gösterir.

  • Korona izolatör üzerindeki kirlenmeyi (örneğin tuz birikmesi) gösterir. Bazı durumlarda yakın zamanda görülebilecek hatayı gösterir.

  • Bir hattın ya da trafonun yıkanmasından sonra, tespit edilen korona seviyesi yıkama işleminin etkisini yansıtır.

Korona deşarj seviyesi nem (yüksek nemde korona artar) ve hava sıcaklığına bağlı olarak zamandan zamana değişir. Koronalar, zamanla daha kötü hale gelirler. Koronayla ilgili atılması gereken ilk adım, koronanın yerinin tespit edilmesidir ve bu işlem, minimum çaba ve maliyetle bir korona kamerasıyla UV kontrolü yapılarak gerçekleştirilir.  

 

Nemli bir ortama maruz kalan tuz tutmuş izolatörler bir iletken tabaka üretirler ve bu da izolatörlerin izolasyon kabiliyetini azaltır. Ekstrem durumlarda izolatör, hattın gerilim seviyesini kaldıramaz ve bu durumda geçici açmalar oluşur. Birçok durumda bu geçici açmalar nemin en yüksek seviyede olduğu şafak vakti ya da sabahın erken saatlerinde oluşur. Bir koruyucu önlem olarak işletmeler, hatları genelde suyla yıkarlar.

 

Korona Halkası

Korona halkasının amacı, bağlantı noktalarının sonundaki elektriksel alan etkisinin (geriliminin) azaltılmasıdır. Tüm 380 kV’luk taşıyıcı izolatörlerin hat bitiş noktalarında ve tüm 380 kV’luk polimer taşıyıcı izolatörlerin her iki bitim noktasında korona halkasına ihtiyaç vardır.

 

Korona halkasının sisteme eklenmesine karar verilmesinin ardından korona halkasının özelliklerini belirlemek gereklidir. Korona halkaları, her bir imalatçıya özgü olarak tasarlanır ve kendi aralarında değiştirilemezler. Kurum ve yüklenicinin araştırmaları temelinde 380 kV E.İ.H.’larında kullanılan izolatörler için tipik olarak gerekli olan korona halkalarının tasarlanmaları için bir karar verilmelidir. Hatalı kurulumu önleyecek, parça sayısını azaltacak ve korona sönüm performansını geliştirecek  bir tasarım geliştirilmelidir.

 

Korona halkaları izolatör performansını birçok yolla geliştirmek için kullanılır.Korona halkaları  koronaları ve ilgili duyulabilir ses ve radyo girişimlerini ve televizyon girişimlerini azaltır. Korona halkaları izolatör dizisinin sonundaki ve yakınındaki izolatörde  gerilim dağılımını ayarlar ve böylece maksimum elektrik alanının azalmasını sağlar. Daha da önemlisi seramik olmayan materyallerin korona bozunumlarını elimine eder.

 

 

Yukarıdaki grafikte korona halkasının kullanılmadığı 230 kV’luk bir E.İ.H  izolatörünün  yüzeyinde elektrik alanın uzaklığa bağlı olarak değişimi görülmektedir. İletken üzerinde maksimum olan elektrik alan iletkenden uzaklaşmaya başlandığında hemen sıfıra inmiş; ancak koronanın etkisini gösterdiği bir alana gelindiğinde ise elektrik alan ani olarak yükselmiştir.

 

 

Bu grafikte ise korona halkasının kullanıldığı aynı özelliklere sahip izolatörde elektrik alan değişimleri izlenmektedir. Burada görüldüğü üzere dikey ve ani iniş çıkışlar gözlenmemektedir. Korona halkasının etkisiyle elektrik alan değeri uzaklık arttıkça düşmektedir. Korona kayıplarının en büyük sebebinin, yüksek elektrik alan olduğu göz önüne alındığında korona halkasının rolü daha iyi bir şekilde anlaşılmaktadır.

 

Korona halkalarının tasarımında göz önünde bulundurulan en önemli ölçüt elektrik alandır (E=V/m)  . Uygun olmayan korona halkası giderilmeye çalışılan korona probleminin üstesinden gelemeyebilir. Bu yüzden korona halkalarının elektrik alanı optimal seviyeye çekecek şekilde seçilmesi gereklidir.

 

Yukarıdaki şekilde bir izolatörde kullanılan korona halkasının geometrisi görülmektedir. A noktası izolatör zincirinin sonunu; R, korona halkasının dikey izdüşümünün A noktasına olan uzaklığını; h, korona halkasının merkezinden A noktasının paralel izdüşümüne olan uzaklığı; r, korona halkasının yarıçapını ve 0 da korona halkasının merkezini göstermektedir.

 

E.İ.H’larında izolatörle birlikte kullanılacak korona halkasının nasıl olması gerektiği tüm bu ölçütlerin matematiksel olarak çözümünden sonra tayin edilmektedir. Tabii burada izolatörün dayanabildiği gerilim değeri (örneğin 380 kV) önceden belirlenmektedir.

 

Bunlara ilave olarak izolatörün bağlı bulunduğu direk, tipik ortam koşulları (nem, sıcaklık, yıllık yağış türü ve miktarı) da korona halkasının tasarımında göz önünde bulundurulan verilerdir.

 

Sonuç olarak; korona halkası yüksek gerilimli enerji iletim hatlarında olmazsa olmaz bir sistem elemanıdır. Çıplak gözle görülemeyen, ancak korona tespit kameralarıyla belirlenen koronaların giderilmesi, korona halkalarının varlığıyla mümkündür. Zaman içinde yıpranan (üzerinde ark izleri oluşan) korona halkalarının da gerekli bakımlardan geçirilmesi sistemin sağlığı açısından bir zorunluluktur. Ancak izolatörlerde yıpranmış da olsa korona halkalarının kullanılması, bu halkaların olmamasından daha iyidir.

 

 

    Derleyen        :  Yener AKKAYA       

                               8.İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürlüğü  

                               İşletme ve Bakım Müdürü

  

 

 

Düzenleyen     :    Taner KAPTAN

                               İŞİB Dairesi Başkanlığı