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

Abstract

Yıldırım çarpmalarının neden olduğu aşırı gerilimler elektrik güç sistemlerinde önemli elektrik kesintilerine ve sistemelemanlarının ciddi hasar görmesine neden olmaktadır. Yüksek gerilim direklerinde ve transformatörlerinde koruma topraklamasıkullanılmaktadır ve koruma topraklaması haricinde özel bir koruma yöntemi uygulanmamaktadır. Havai iletim hatlarında yıldırımçarpmaları genellikle yıldırımın koruma iletkenine çarpması veya direğe çarpması şeklinde görülmektedir. İletim hattı yıldırım darbesinemaruz kaldığında yıldırım akımı direk topraklaması üzerinden toprağa akar. Yıldırım darbesi direk topraklama direncine bağlı olarakdirek üzerinde yüksek gerilimlerin oluşmasına neden olur. Oluşan bu gerilim izolatör darbe geriliminin üzerinde oluşursa izolatörlerinhasar görmesine yol açar. Bu nedenle yüksek gerilim iletim hatlarında direk topraklama direncinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Buçalışmada, Türkiye’ de 154 kV enerji nakil hatlarında yaygın olarak kullanılan çatal pilon direkli iletim hattının koruma iletkenine vetaşıyıcı direğine yıldırım çarpması ile ortaya çıkabilecek aşırı gerilimler Alternative Transient Program (ATP) kullanılarak analizedilmiştir. Analizde çatal pilon direğin eşdeğer modeli üniform olmayan direk modeli olarak tanımlanmıştır. Yıldırım akımı dalga formuise 8/20 μs’ lik yıldırım darbesine sahip Heidler fonksiyonu olarak modellenmiştir. Direk topraklama elektrotunun farklı pozisyonları veuzunlukları için direk toprak direncinin yıldırım çarpmalarında oluşan aşırı gerilimler üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Sonuçlar, aynıtoprak yapısına sahip direklerde, 5 metre altındaki kısa elektrot uzunluğu ile yapılacak topraklamalarda yatay topraklama yapılmasınınizolatör üzerindeki aşırı gerilimleri azalttığını göstermektedir. Eğer elektrot uzunluğu 5 metrenin üzerinde olursa dikey topraklamayapılması önerilmektedir. 154 kV çatal pilon direklerinin kurulacağı alanda toprak yapısı detaylı olarak incelenmeli ve toprak yapısınauygun olarak topraklama elektrodu ve elektrot pozisyonu seçilmelidir.