Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar
AI InsightSonuçlar, aynı toprak yapısına sahip direklerde, 5 metre altındaki kısa elektrot uzunluğu ile yapılacak topraklamalarda yatay topraklama yapılmasının izolatör üzerindeki aşırı gerilimleri azalttığını göstermektedir.
📌 3 Maddede Bu Makale
Özet
Yıldırım çarpmalarının neden olduğu aşırı gerilimler elektrik güç sistemlerinde önemli elektrik kesintilerine ve sistem elemanlarının ciddi hasar görmesine neden olmaktadır. Yüksek gerilim direklerinde ve transformatörlerinde koruma topraklaması kullanılmaktadır ve koruma topraklaması haricinde özel bir koruma yöntemi uygulanmamaktadır. Havai iletim hatlarında yıldırım çarpmaları genellikle yıldırımın koruma iletkenine çarpması veya direğe çarpması şeklinde görülmektedir. İletim hattı yıldırım darbesine maruz kaldığında yıldırım akımı direk topraklaması üzerinden toprağa akar. Yıldırım darbesi direk topraklama direncine bağlı olarak direk üzerinde yüksek gerilimlerin oluşmasına neden olur. Oluşan bu gerilim izolatör darbe geriliminin üzerinde oluşursa izolatörlerin hasar görmesine yol açar. Bu nedenle yüksek gerilim iletim hatlarında direk topraklama direncinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, Türkiye’ de 154 kV enerji nakil hatlarında yaygın olarak kullanılan çatal pilon direkli iletim hattının koruma iletkenine ve taşıyıcı direğine yıldırım çarpması ile ortaya çıkabilecek aşırı gerilimler Alternative Transient Program (ATP) kullanılarak analiz edilmiştir. Analizde çatal pilon direğin eşdeğer modeli üniform olmayan direk modeli olarak tanımlanmıştır. Yıldırım akımı dalga formu ise 8/20 μs’ lik yıldırım darbesine sahip Heidler fonksiyonu olarak modellenmiştir. Direk topraklama elektrotunun farklı pozisyonları ve uzunlukları için direk toprak direncinin yıldırım çarpmalarında oluşan aşırı gerilimler üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Sonuçlar, aynı toprak yapısına sahip direklerde, 5 metre altındaki kısa elektrot uzunluğu ile yapılacak topraklamalarda yatay topraklama yapılmasının izolatör üzerindeki aşırı gerilimleri azalttığını göstermektedir. Eğer elektrot uzunluğu 5 metrenin üzerinde olursa dikey topraklama yapılması önerilmektedir. 154 kV çatal pilon direklerinin kurulacağı alanda toprak yapısı detaylı olarak incelenmeli ve toprak yapısına uygun olarak topraklama elektrodu ve elektrot pozisyonu seçilmelidir.
Abstract
Overvoltages by lightning strikes cause significant power outages in electrical power systems and serious damage to electrical system components. Protective grounding is used in high voltage tower and transformers and it is not applied any special protection method other than protective grounding. It is observed that lightning strikes in the overhead transmission line are often seen as the lightning strike on the lightning protection conductor or a tower. When the transmission line is exposed to a lightning strike, the lightning current flows to the ground via tower grounding. The lightning strike causes high voltages on the tower depending on the tower grounding resistance. If this voltage occurs above the isolator impulse voltage, the isolators will be damaged. Therefore, the determination of direct grounding resistance in high voltage transmission lines is very important. In this study, overvoltages due to lightning strikes on the protection conductor or tower of a transmission line with fork pylon tower widely used in 154 kV transmission lines in Turkey have been analyzed using the Alternative Transient Program (ATP). In the analysis, the equivalent model of the fork pylon tower is defined as non-uniform tower model. The lightning current waveform is modelled as a Heidler function with a lightning pulse of 8/20 μs. The effect of the tower ground resistance on overvoltages occurring in the lightning strikes is evaluated for different positions and lengths of the tower grounding electrode. The results show that horizontal grounding in the same earth structure tower with short electrode length below 5 meters reduces excessive voltages on the insulator. When the length of the electrodes is more than 5 meters, vertical grounding can be recommended. Determining the appropriate grounding position by conducting soil analysis in the area where the tower will be installed prevents the insulators from overvoltages caused by lightning strikes. In the area where 154 kV fork pylon tower will be installed, the soil structure should be examined in detail and the ground electrode and electrode position should be selected in accordance with the soil structure.