ATP-EMTP Kullanılarak 154 kV Çatal Pilon Direkli Havai İletim Hatları için Direk opraklama Direncinin Yıldırım Aşırı Gerilimine Etkisinin İncelenmesi

Authors : Mustafa ŞEKER, Murat ÇIKAN

Pages : 1989-2001

Doi:10.21597/jist.549039

View : 10 | Download : 6

Publication Date : 2019-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :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.
Keywords : Havai İletim Hatları, Yıldırım Aşırı gerilimler, Alternatif Transient program ATP, Çatal Pilon Direk, Direk Toprak Direnci