GRIDRA

7 dersten 2.

Dielektrik Malzemeler

Yüksek gerilim ekipmanı tek bir evrensel yalıtım malzemesi kullanmaz — işe en iyi uyan gaz, sıvı ve katı dielektrik kombinasyonunu kullanır, çünkü her biri yalıtım gücü, soğutma kapasitesi, maliyet ve pratiklik arasında farklı bir denge sunar.

Gaz yalıtımı

Hava
Bedavadır, her yerde bulunur, ve havai hatlar ile açık hava trafo merkezleri için varsayılan yalıtkandır — ama birim mesafe başına nispeten zayıftır, bu yüzden açık hava ekipmanı cömert açıklıklara ihtiyaç duyar.
SF6 (kükürt hekzaflorür)
Aynı basınçta havanın dielektrik dayanımının kabaca 2,5-3 katına sahip sentetik bir gaz, üstüne mükemmel ark söndürme özellikleri. Gaz izoleli şalt tesisleri için standart seçim; ekipmanın hava izoleli tasarımlardan çok daha kompakt olmasını sağlar.

SF6'nın çevresel ödünleşimi

SF6 son derece güçlü bir sera gazıdır — 100 yıllık küresel ısınma potansiyeli CO₂'nin yaklaşık 23.500 katıdır (IPCC AR5) — bu yüzden sektör vakum, temiz hava ve alternatif gaz karışımları kullanan SF6'sız şalt tesisleri geliştiriyor. AB'de bu artık yasa: F-gaz Tüzüğü (EU) 2024/573, 24 kV'a kadar yeni orta gerilim şalt tesislerinde SF6'yı 2026'dan itibaren yasaklıyor ve en yüksek gerilimler için 2032'ye kadar aşamalı olarak kaldırıyor; yine de mevcut tesislerde SF6 hâlâ baskın.

Sıvı yalıtım

Mineral yağ, transformatörlerde ve bazı kesicilerde kullanılan geleneksel sıvı dielektriktir. Aynı anda iki iş yapar: sargılar ile transformatör tankı arasında yalıtım, ve — dolaşabildiği için — ısıyı sargılardan, yalnızca gazın veya katı yalıtımın tek başına başarabileceğinden çok daha etkili şekilde uzaklaştırmak. Ester bazlı (doğal veya sentetik) sıvılar, biyolojik olarak parçalanabilir olmaları ve mineral yağdan çok daha yüksek bir parlama noktasına sahip olmaları nedeniyle giderek yaygınlaşan bir alternatiftir.

Katı yalıtım

Porselen
Açık hava yalıtkanları (havai iletkenleri taşıyan disk veya çan şeklindeki yığınlar) için klasik malzeme. Dayanıklı ve hava koşullarına dirençli, ama ağır ve kırılgan.
Polimer (kompozit) yalıtkanlar
Hava koşullarına dirençli bir polimer kılıfla kaplı fiberglas çekirdek. Porselenden daha hafif, kırılmaya dirençli, ve giderek yeni havai hat yalıtkanları için varsayılan seçim haline geliyor.
Kağıt / preshpan (yağ içinde)
Yağ dolu transformatörlerde sargı yalıtımı olarak kullanılır — yağ emdirilmiş selüloz kağıt, iki dielektriği tek başına her birinden daha güçlü bir sisteme birleştirir.
Çapraz bağlı polietilen (XLPE)
Modern yer altı güç kabloları için baskın yalıtım; iyi dielektrik özellikleri ve uzun hizmet ömrüyle değer görür.

Seçimin uygulamaya neden bağlı olduğu

Bir transformatör aynı zamanda ısı da uzaklaştıran bir yalıtkana ihtiyaç duyar, bu da yağı işaret eder. Kompakt bir iç mekan şalt tesisi kurulumu neredeyse her şeyin üzerinde küçük bir ayak izine değer verir, bu da SF6'yı işaret eder. Açık hava havai hat yalıtkanı, bakım yapılmadan onlarca yıl hava koşullarına ve kirliliğe dayanmak zorundadır, bu da porseleni veya polimer kompozitleri öne çıkarır. Tek bir "en iyi" dielektrik yoktur — sadece elektriksel, termal, mekanik ve çevresel gerekliliklerin belirli bir birleşimi için doğru olanı vardır.

Önemli çıkarımlar

  • Hava ve SF6 başlıca gaz dielektriklerdir; SF6 çok daha güçlüdür ama sera etkisi nedeniyle alternatiflere doğru kademeli olarak terk edilmektedir.
  • Transformatörlerdeki yağ, dolaşabilme yeteneği sayesinde çifte görev yapar: yalıtım ve soğutma.
  • Porselen ve polimer kompozitler açık hava havai hat yalıtkanlarına hakimdir; XLPE modern yer altı kablolarına hakimdir.
  • Malzeme seçimi, her uygulamanın birleşik elektriksel, termal, mekanik ve çevresel taleplerine göre belirlenir.

Daha fazla okuma