ASTM D1868-20 Yalıtım Sistemlerinin Değerlendirilmesinde Kısmi Deşarj (Korona) Darbelerinin Tespiti ve Ölçümü İçin Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D1868-20 Yalıtım sistemlerinin değerlendirilmesinde kısmi deşarj (korona) darbelerinin tespiti ve ölçümü için standart test yöntemi” standardı, uygulanan bir test voltajı altında bir yalıtım sisteminin terminallerindeki kısmi deşarj (korona) darbelerinin algılanmasına ve ölçülmesine ve test voltajı yükseltilip düşürülürken kısmi deşarj (korona) başlangıç ve sönme voltajlarının belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test yöntemi, ortalama akım, ikinci dereceden oran ve güç gibi entegre miktarlarla birlikte görünen yük ve darbe tekrarlama oranı gibi miktarları belirlemede de yararlıdır. Bu test yöntemi, sıfırdan (doğrudan voltaj) yaklaşık 2000 Hz’e kadar değişen frekanstaki test voltajları için yararlıdır.

Bu test yöntemi, iki uçlu bir kapasitör olarak temsil edilebilen basit bir yalıtım sistemine doğrudan uygulanabilir. Bu test yöntemi, yüksek voltajlı kablo gibi (dağıtılmış parametreli) yalıtım sistemlerine de uygulanabilir. Bu tür sistemlerde zayıflama ve yansıma fenomenlerine dikkat edilmelidir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu erimler ve tanımlar geçerlidir:

• İyonizasyon, elektronların nötr moleküllerden veya atomlardan kaybedildiği veya onlara aktarılarak pozitif veya negatif yüklü parçacıklar oluşturduğu süreci ifade eder.
• Kısmi deşarj (korona), iletkenler arasındaki yalıtımı sadece kısmen köprüleyen bir elektrik deşarjını ifade eder. Geçici gaz iyonizasyon süreci tarafından yönetilen bu elektrik deşarjı, dar bir deşarj kanalıyla karakterize edilen bir kıvılcım veya genişletilmiş veya önemli ölçüde genişletilmiş bir deşarj kanalına sahip dağınık bir parıltı şeklini alabilir. Kısmi deşarjlar, yalıtım sistemleri içinde kapatılmış gazla dolu boşluklarda meydana gelir ve boşluklar arasındaki voltaj, bozulma voltajlarına eşit bir değerde değiştiğinde başlatılır.
• Korona, bir iletkene bitişik gazlarda görülen kısmi deşarjlardır. Bu terim genel olarak kısmi deşarjları ifade etmek için de kullanılmıştır.
• Sürekli kısmi deşarjlar (sürekli korona), oldukça düzenli aralıklarla tekrarlayan deşarjlardır. Örneğin, alternatif bir voltajın yaklaşık her döngüsünde veya uygulanan doğru voltaj için dakikada en az bir kez.
• Kısmi deşarj (korona) başlangıç voltajı, uygulanan voltaj kademeli olarak artırıldığında, belirtilen bir büyüklüğün (izin verilen arka plan gürültüsü sınırını tanımlayabilir) üzerindeki sürekli kısmi deşarjların meydana geldiği en düşük voltajdır. Birçok test ve numune parametresi bu değeri etkileyebilir ve bazı durumlarda tekrarlanabilirliğin sağlanması zor olabilir.
• Kısmi deşarj (korona) sönme voltajı, uygulanan voltaj başlangıç voltajının üzerinden kademeli olarak azaltıldığında, belirtilen bir büyüklüğün üzerindeki kısmi deşarjların artık oluşmadığı en yüksek voltajdır. Birçok test ve numune parametresi bu değeri etkileyebilir ve bazı durumlarda tekrarlanabilirlik elde etmek zor olabilir.
• Kısmi deşarj darbe voltajı, test edilen yalıtım sisteminin kapasitansıyla seri olarak aniden uygulanan bir voltaj kaynağı olarak temsil edilen kısmi deşarjdan kaynaklanan terminal darbe voltajı ve açık devre koşulları altında sistemin terminallerinde tespit edilir. Kısmi deşarj darbesinin voltajının şekli, yükselme süresi ve büyüklüğü, boşluğun geometrisine, boyutuna, sınırlarının doğasına, gaz türüne ve içindeki basınca ve deşarj alanı ile kısmi deşarj darbe dedektörü arasındaki iletim ortamının parametrelerine bağlıdır. Kıvılcım tipi deşarjın kısmi deşarj darbeleri, kızdırma tipindekilere kıyasla önemli ölçüde daha kısa yükselme sürelerine sahiptir.
• Kısmi deşarj miktarı (terminal korona yükü), bir yalıtım sistemindeki bireysel deşarjın büyüklüğüdür ve sistem terminallerinde ölçülen yük transferi açısından ifade edilir. Ölçülen yük, genellikle deşarj yerinde transfer edilen yüke eşit değildir ve deşarj enerjisiyle bir ilişkisi vardır. Basit bir toplu kapasitör olarak ele alınabilen küçük bir numune için, yalıtım sisteminin kapasitansı ile kısmi deşarj darbe voltajının çarpımına eşittir.
• Kısmi deşarj (korona) seviyesi, sürekli deşarjların gözlemlenmesi sırasında meydana gelen en büyük akım deşarjının büyüklüğüdür.
• Ortalama deşarj (korona) akımı, belirli bir zaman aralığındaki bireysel deşarjların mutlak büyüklüklerinin toplamının o zaman aralığına bölünmesiyle elde edilen değerdir.
• Karesel oran, belirli bir zaman aralığındaki bireysel deşarj büyüklüklerinin karelerinin toplamının o zaman aralığına bölünmesidir.
• Kısmi deşarj (korona) enerjisi, bireysel deşarjın sonucu olarak test voltaj kaynağından çekilen enerjidir.
• Kısmi deşarj (korona) güç kaybı, belirli bir zaman periyodunda meydana gelen bireysel deşarjların test gerilim kaynağından çektiği enerjilerin toplamının, o zaman periyoduna bölünmesiyle elde edilir.
• Kısmi deşarj görünür güç kaybı, tüm korona darbe genliklerinin termistör test voltajı ile çarpılmasıyla elde edilen zaman periyodu toplamıdır.
• Kısmi deşarj (korona) darbe hızı, saniyede veya belirtilen başka bir zaman aralığında oluşan ortalama deşarj darbesi sayısıdır. Darbe sayısı, önceden belirlenmiş bir eşik büyüklüğünün üzerindeki darbelerle veya belirtilen alt ve üst büyüklük sınırları arasındaki darbelerle sınırlandırılabilir.
• Kısmi deşarj darbesi, devrede belirli bir konumda oluşan bir voltaj veya akım darbesi kısmi deşarjın sonucudur.

Test sırasında, bir numunenin yalıtım sistemi, yüksek voltajlı bir kaynaktan bir test devresinde enerjilendirilir. Numunedeki kısmi bir deşarj (korona), ani bir şarj transferine ve numune terminallerinde voltaj darbesine neden olur. Terminallere bağlı bir ölçüm cihazı kalibre edilir ve terminallerde aktarılan şarj açısından voltaj darbesine yanıt verilir.

Bir yalıtım sisteminde çalışma voltajında kısmi deşarjların (korona) varlığı, yalıtım malzemesinin ömründe önemli bir azalmaya neden olma potansiyeline sahiptir. Bazı malzemeler bu tür deşarj hasarına diğerlerinden daha duyarlıdır.

Görünüşte katı bir yalıtımda kısmi deşarjların (korona) varlığı, iç boşlukların varlığının olası bir göstergesidir. Kısmi deşarj testleri, kalıplanmış, lamine edilmiş ve kompozit yalıtımın yanı sıra kablolar, kapasitörler, transformatörler, burçlar, stator çubukları ve dönen makineler biçimindeki numunelerin tasarımında ve muayenesinde yararlıdır.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D1868-20 Yalıtım sistemlerinin değerlendirilmesinde kısmi deşarj (korona) darbelerinin tespiti ve ölçümü için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.