H s nov q.. YÜKs k g rginlikl r V elektrik izolyasiya texnikasi

3.1.3. Izolyasiya konstruksiyalarında m cburi g rginlik paylanması

 2-3 

MV-dan 

böyük 

g rginlikli sinaq qu ularında ekranların t l b

olunan real  ölçül rini almaq ç tin olur. M s l n, 4,3 MV –lıq generatorlarda 

öz-özün  bo almalar olmaması üçün, diametri 5 m-lik borudan  hazırlanmı

toroidal ekranlar t l b edilir. Bel  hallarda qur unun düzgün i l m si üçün 

toroidal ekran sistemi t tbiq edilir. Bu sistem  is , ekranla dırılan qur unun

özünd n g rginlik verilir. 

k.3.1.6-d   g rginliyi 7 MV olan (“TUR”zavodu, 

Almaniya , Drezden) kommutasiya v  atmosfer sınaqlar üçün  impuls 

g rginlikl r generatoru göst rilmi dir. Bu generatorların xaricind  diametri 1 

m olan toroidal ekranlar sistemi qura dırılmı dır. Bu m s l nin t tbiqi yüks k

g rginlikli izolyator sütununda yer almı dır.  

 Izolyator 

sütununda 

sah   g rginliyinin b rab rl dirilm si zamanı

ekranın ölçül ri düzgün seçilm dikd  (kiçik olduqda) bo alma ekrandan üst 

izolyatorun a a ı oturaca ına vurur. (3.1.17) ifad sin  gör   g rginlik t tbiq

edil n üst elektrodun a a ı metal elementind n ba layan bu bo alma sonra 

izolyator sütunun hündürlüyü boyu davam ed r k bütün s thi bürüyür. Bunun 

s b bi çox yüks k izolyator boyu elektrik sah sinin k skin qeyri bircinsli 

qaydada paylanmasıdır. M s l n, 8  d d 35 kV-luq taxma dayaq 

izolyatorlarından (ON -35) yı ılmı  sütunun hündürlüyü 3,4 m dir. Izolyator 

sütunu altında qoyulan beton altlıq n z r  alındıqda is , yer s thind n olan 

toplam yüks klik 6m-  çatır.  [7] –  gör

n üst  s kkizinci izolyatora bütün 

g rginliyin 50-60 %-dü ür. Ona gör  bu halda ekranın diametri il  yana ı,

diqq t edil si  sas ölçü ekranla üst izolyatorun a a ı flanesi arasındakı

m saf dir. 

g r bu m saf d  de ilm   g rginliyi m lum olarsa, onda üst 

izolyatora dü n g rginlik payına gör  bütöv sütunun de ilm   g rginliyini 

hesablamaq olar. Bel  aralıqlar üçün de ilm  g rginliyinin  yrisi  k. 3.1.7 –d

göst rilmi dir. 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

128 

k.3.1.6. 7MV-lıq impuls g rginlikl r generatoru üçün toridal ekranlar 

sistemi(zavod “TUR”, Drezden); 1-generator divarı, %-l  ekranlarda 

potensial verilmi dir.

Sütunda dayaq izolyatorlarının ölçül rin  (m s l n, XTD-35 xarici tip taxma 

dayaq izolyator v  110 kV ÇDI-çubuq killi dayaq izolyator sütunlarında)

uy un olan h r bir izolyatorun yüks kliyi 45-48 v  94-98 sm-dir. Sütunda 

qura dırılmı  izolyatorlara uy un olaraq ekranla birinci izolyatorun oturacaq 

flanesi arasında m saf  is  50-100 sm olur. Ona gör

k.3.1.7-d  göst rilmi

asılılq real izolyatorlar sütununa t tbiq edil  bil r.

_________________Milli Kitabxana__________________ 

129 

k.3.1.7. Toroidal ekranla birinci izolyatorun a a ı flanesi arasında bo alma

g rginliyinin m saf d n asılılq qrafiki

Çox hündür izolyasiya sütunu üçün üst izolyatorun g rginlik payına

gör  hesablanmı  ümumi sütunun de ilm  g rginliyi, ekranla sütunaltı müst vi

arasnda olan  havanın de ilm   g rginliyind n böyük ola bil r. Bu halda 

hesabatlara düz li l r etm k lazım g lir. H min m s l nin h llin  ayırıcıların

izolyasiya hesabatlarında (f sil 7.3) baxılacaqdır.

3.1.4. Izolyatorların xarici s thind  ESG-nin yarımkeçirici örtükl r

vasit si il  t nziml nm si

Yüks k g rginlikli elektrik izolyasiyasının hesablanması v

layih l ndirilm si zamanı, çox hallarda onların b rab r elektrik sah sini almaq 

mümkün olmur. Do rudan da, bircinsli sah y  malik olan hava x tti v  ya 

kabel damarları, transformator dolaqları, yüks k g rginlikli açar (ayırıcı)

kontaktları, in sisteml ri v  onlara aid izolyatorlar yaratmaq mümkün olmur.  

Bir sıra hallarda yüks k v  daha yüks k g rginlikli dayaq v  keçid 

izolyatorlarının hündürlüyü boyu g rginliyin paylanmasının t nziml nm si 

üçün yarımkeçirici örtükl r- (YK) t tbiq edilir (220-500 kV-luq dayaq 

sütunlarında). Izolyasiya sütununda g rginliyin paylanması izolyatorun yüks k

g rginlik t tbiq edil n üst hiss si il , sıfır potensiallı alt hiss sinin arasında

k skin qeyri bircinsli xarakterd  olur. Izolyatorun s thin   ç tin t mizl n n

çöküntül r yapı dıqda onların xidm t müdd ti azalır v  izolyatorun  ir

ç kilmi  hamar s thi h min çöküntül rin t sirind n vaxtından  vv l yeyilib 

da ılır. Ona gör , bel

raitl rd

lav  profilaktik t dbirl r olmadan 

izolyatorların isitismarı ç tin olur. Izolyatorları periodik olaraq t mizl m k, su 

v  ya h lledici m hlulda isladılmı

ski il  silm k lazımdır. Izolyatorların

xidm t müdd tinin artırılmasının n geni  yayılmı   t dbirl rind n biri onların

t zyiqli su il  yuyulmasıdır. Yüks k v  ultra yüks k g rginlikl rd

izolyasiyanın s thinin t mizl nm si v  istismarda yaranan bütün probleml ri

h ll etmir. Bu hallarda mütl q elektrik sah sinin b rab rl dirilm si lazım

g lir. Elektrik izolyasiyasının montajı üçün olan v  elektrik keçirici 

funksiyalarını yerin  yetir n metal v  keçirici hiss l r izolyasiya gövd l ri

yaxınlı ında, t mas yerl rind  çıxıntılar v  iti uclar t kil edirl r. Sah ni

b rab rl dirm k üçün onlara dair vi forma verirl r.  Bu hiss l rd

keçiricil rl  izolyasiya gövd si arasında nazik yarıqlar, oyuqlar v  s. qalır. 

H min yerl rd  material v  havanın (ya ın) dielektrik nüfuzluluqları f rqind n

ESG-yi artır v   n tic d  çıxıntıların formasının dair l ndirilm sinin verdiyi 

effekt azalır.

 Yüks k g rginlikl r olan konstruksiyalarda h min yerl r xüsusi dol u

materialları, pasta v   q tranlarla doldurulur. Dol u üçün istifad  edil n

_________________Milli Kitabxana__________________ 

130 

materialların dielektrik nüfuzluluqları sas dielektrikin nüfuzlulu undan böyük 

olmalıdır:- 

dn

>

mn

. Sah nin b rab rl dirilm sinin bu prinsipl ri yeni 

kompozit t rkibli 123 (145) -175 kV –luq «RAYXEM» tipli kabel 

muftalarında t tbiq edilir. Onlarda kompozit t rkibli izolyasiya v

yarımkeçirici montaj elementl ri istifad  edilir.  

kild  izolyatorların metal hiss l ri yaxınlı ında s th , yarım keçirici 

örtük ç kli i göst rilmi dir

k.3.1.8. Izolyatorun s thi t miz olduqda, 

potensialın paylanması sas n, s thi keçiricilik-

s

 v  xüsusi s thi tutumla t yin

edilir - C

s

=

0

·

n

/d.

Bu zaman elektrik sah   g rginliyinin ESG maksimal qiym ti A 

nöqt sind  yaranır:

d

U

E

n

s

A

/

0

0

0

(3.1.23)

Izolyatorun s thin  yarımkeçirici örtük ç klidikd ,

d

U

E

n

yk

A

/

0

0

0

(3.1.24)

Göründüyü kimi, yarımkeçirici örtük ç kildikd  Elektrik sah

g rginliyi h min nöqt d

yk

s

 - d f  azalmı  olur (t xmin n 10

1,5

d f ) . 

Bu is , keçiriciliyin artması v  izolyatorun s thinin qızmasına v  tez 

qurumasına s b b olur.  

 Materialın 

s thi keçiriciliyini bil r k yarımkeçirici örtüyün hansı

uzunluqda ç kil c yini t yin etm k olar : -B nöqt sind

d

U

E

n

s

b

b

/

0

 kimi t yin edilir. Sonuncu ifad d

U

b

  g rginliyi 

yarımkeçirici örtüyün uzunlu undan a a ıdakı asılıl a malik olur: x=l

y.k

nöqt sind ,

d

l

U

U

n

k

y

k

y

b

/

exp

2

0

.

.

0

olar.

(3.1.25).

N tic d  yarımkeçirici örtükd  g rginlik dü güsü ba  verir – U

b

< U

0

 v

E

b

 < E

A0

. Bel likl , yarımkeçirici örtüyün xüsusi müqavim ti v  onun 

uzunlu unu el  seçm k olar ki, E

Ay.k

=E

b

E

b.b.

 olsun. 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

131 

kil 3.1.8. Metal hiss l ri yaxınlı ında izolyatorun s thin  ç kil n

yarımkeçirici örtük 

Daha yüks k g rginlikl rd  izolyatorların bütün s thi boyu g rginliyi, 

aktiv keçiricilik usulu il   b rab rl dirm k lazım g lir. Bu usullara 

a a ıdakılar aiddir: a) aktiv g rginlik böl nl ri, b) s th  ç kil n yarımkeçirici 

örtükl r, v) taclanan elektrodlar v  s. 

kil 3.1.9- da aktiv keçiriciliyin t tbiqi

il  izolyatorların s thi üzr   g rginliyin paylanması v   d yi m

yrisi

göst rilmi dir.  

k.3.1.9. Dayaq sütununda aktiv g rginlik böl nl ri vasit si il  potensialın

b rab rl dirilm si; KE-köm kçi elektrodlar (qur aq h lq l ri), U

0

-ba lan ıc

g rginlik,  -potensial, l-sütunun hündürlüyü. 1-t miz s th üzr  paylanma, 2-

b rab rl dirici h lq l r oldu u halda, 3- ideal paylanma

k.3.1.9-dan göründüyü kimi, dayaq sütununun hündürlüyü boyu 

t miz izolyasiya s thi-1, g rginlik böl ni olduqda-2 v  ideal paylanma-3 

hallarında potensialların d yi m si verilir. H lq l r arasında g rginlikd

artımlar mü ahid  edilir. Lakin ümumilikd  2  yrisi sah nin b rab rl m sini

göst rir. Çünki düz x tt

trafında döyünm l rin  baxmayaraq, onların

hündürlük üzr  d yi m si 1  yrisin  nis b t n daha z ifdir.  

_________________Milli Kitabxana__________________ 

132 

3.1.5. Yarımkeçirici örtükl rin hesablanması

Yarımkeçirici örtükl r-YK  ç kdikd  iki izolyasiya (b rk-hava 

mühitinin) s rh ddind , elektrik sah   g rginliyinin azalması hesabına, s thi

bo alma hadis si l

v olunur. Dig r t r fd n YK örtükl r izolyatorun s thini

qızdırdı ı üçün çirkl n n v   n ml n n izolyasiya s thinin elektrik bo alma 

g rginliyinin artmasına s b b olur. YK örtükl r n çox elektrik ma ınlarının

alın hiss sind , asma, keçid v  dayaq izolyatorlarında t tbiq edilirl r.

k.3.1.10 v  3.1.11 –da dayaq sütununda sızma c r yanlarının istiqam tl ri

göst rilmi dir. 

I

2

 v I

3

 c r yanları izolyatorun elementar dx hiss sind n yuxarı v  a a ı

flanesl r   t r f axan sızma c r yanlarıdır. Kirxhov qanununa gör   c r yanlar

h min  dx  m saf sind n keç n h cmi v   s thi c r yanların c mi olan I

1

c r yanına b rab r olmalıdır:- I

1

=I

2

 + I

3

 . Dayaq sütununun ayrı-ayrı

sah l rini onların keçiriciliyi il

v z edib  k. 3.1.11 -d  göst rilmi  hesabat 

sxemini almaq olar. 

Sxemd Y

1

-izolyator s thinin vahid uzunlu una dü n tam keçiricilik, 

Y

2

 v Y

3

- uy un olaraq a a ı v  yuxarı elektrodlara n z r n tam keçiricilikl r, 

Y

yk

- yarım keçirici örtük ç kilmi  s thin vahid uzunluqda keçiriciliyidir. 

 

T rtib edilmi

v z sxemi üçün a a ıdakı t nlikl ri yazmaq olar: 

3

2

2

1

1

1

1

Y

Y

dx

dI

Y

Y

I

dx

d

yk

(3.1.26) 

burada   - a a ı elektroddan x m saf sind  dayaq sütununun potensialı,

1

 v

2

 –uy un olaraq a a ı v  yuxarı elektrodların potensiallarıdır. Ad t n, a a ı

elektrodun 

1

 potensialı sıfır q bul edilir.

_________________Milli Kitabxana__________________ 

133 

k.3.1.10. Izolyasiya             

k.3.1.11. Izolyasiya sütununun 

   sütunundan axan c r yanlar             elektrik  v z  sxemi 

 Diferensial 

t nlikl ri, 

Y

1

, Y

2

  v

Y

3

 –ün 

x-dan asılı olmayan const 

rtind  h ll edirl r. 

Y

yk

- is , x-dan asılı olur. (3.1.26) sistem t nliyinin birinci 

t nliyini

x-a gör  diferensiallayaraq, dI

1

/dx –in yerin  ikinci t nliyi n z r

aldıqda a a ıdakı ifad ni yazmaq olar:

2

1

1

1

1

2

2

yk

yk

yk

Y

Y

Y

I

I

Y

Y

dx

d

(3.1.27)

Alınmı

 I

1

-in yerin  (3.1.26) sistemin ikinci t nliyini n z r  aldıqda,

dx

dY

Y

Y

dx

d

Y

Y

Y

Y

dx

d

yk

yk

yk

1

1

3

2

2

1

2

2

1

        (3.1.28)

v  ya – 

0

1

1

2

1

3

2

1

3

2

1

2

2

yk

yk

yk

yk

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

dx

dY

dx

d

Y

Y

dx

d

(3.1.29)

 

Yarım keçirici örtükl r dayaq sütununun s thi üzr  eyni qalınlıqda

ç kildikd

Y

yk

 –x-dan asılı olmur. Bu zaman Y

yk

sabit, g rginlik paylanması is

qeyri b rab r olur. G rginliyin sabit olması

rtini öd m k üçün ç kil n

yarımkeçirici örtükl rin qalınlıqları, s th boyu müxt lif olmalıdır. 

Birinci

_________________Milli Kitabxana__________________ 

134 

halda

,

0

dx

dY

yk

olur. Onda 

(x) üçün, (3.1.28) t nliyinin h lli a a ıdakı kimi 

ifad  edilir:

3

2

1

A

e

A

e

A

x

x

x

(3.1.30)

burada   xarakteristik t nlikd n a a ıdakı kimi t yin edilir:-

yk

Y

Y

Y

Y

1

3

2

            (3.1.31)

(3.1.29) t nliyinin son h llini s rh d

rtl rind n istifad  etm kl  tapmaq olar. 

x=0;

=

1

=0 v

x=H=l;

=

2

=U

0

kimi n z r  aldıqda, 

(x)  üçün a a ıdakı

ifad  yazılır:

sh

Y

x

l

sh

Y

x

sh

Y

sh

Y

Y

U

x

3

3

2

3

2

0

(3.1.32)

 Sütunun 

s thi boyu elektrik sah   g rginliyinin d yi m si

E(x)=-d /dx

ifad si il  t yin edilir. (3.1.31) ifad sini diferensialladıqda

E(x) üçün a a ıdakı

t nlik yazılır:

x

ch

Y

x

ch

Y

sh

Y

Y

U

x

E

3

2

3

2

0

(3.1.33)

(3.1.31) v  (3.1.32) ifad l rin

sas n aparılmı  hesabatların n tic l ri

k. 3.1.12-d  göst rilmi dir. Göründüyü kimi, 

l-in  qiym tl ri azaldıqca

potensialın izolyasiyanın yüks kliyi üzr  paylanması b rab rl ir. Ona gör ,

yarımkeçirici örtüyün keçiriciliyini artırmaqla izolyasiya sütununun s thi boyu 

elektrik sah sini daha çox b rab rl dirm k olar. Lakin örtüyün qalınlı ı sabit 

olduqda, keçiriciliyin artırılması elektrik enerjisinin itkisin  v  qızmaya s b b

olur. Ona gör , örtüyün keçiriciliyi el  seçilir ki, yüks k g rginlik altında olan 

elektrodların yaxınlı ında yaranan 

E

max

 -maksimal sah   g rginliyi,

E

bb

  -

buraxıla bil n elektrik sah  g rginliyind n kiçik olsun. 

_________________Milli Kitabxana__________________ 

135 

a)

b)

k.3.1.12. Dayaq sütununun yüks kliyi boyu potensial a) v  elektrik sah

g rginliyinin b) paylanması 1-Y

2

=Y

3

; 1  yrisi üçün  =1; 2-Y

2

=Y

3

; 3-Y

2

=5Y

3

;

4-Y

2

=0,2Y

3

; 2 - 4  yril ri üçün  =3q bul edilmi dir.

Ikinci halda, izolyasiyanın s thi boyu elektrik sah   g rginliyinin sabit 

olması hesabat  rti kimi q bul edilir:

x

x

E

x

U

E

dx

d

const

dx

d

x

E

,

,

0

,

0

2

2

. Onda (3.1.28) 

t nliyini a a ıdakı formada yazmaq olar:

3

3

2

Y

x

Y

Y

dx

dY

yk

(3.1.34)

Sonuncu ifad ni inteqralladıqdan sonra a a ıdakı ifad  alınır:

C

x

Y

x

Y

Y

Y

yk

3

2

3

2

2

(3.1.35)

Y

yk

- x -dan asılı olaraq mü yy n oblastda keçiriciliyi, bir minimal qiym t alan 

funksiyadır. Onun m nfi olmadı ını q bul ets k, minimal qiym tini sıfır

götürm k olar: 

.

0

dx

dY

yk

 Onda (3.1.34) t nliyind n

x-ın Y

yk

-ni sıfıra çevir n qiym tini v  ona 

uy un

C-ni t yin edirik:

3

2

3

3

3

2

,

0

Y

Y

Y

x

Y

x

Y

Y

(3.1.36)

_________________Milli Kitabxana__________________ 

136 

3

2

2

3

2

3

2

2

3

2

3

2

2

3

2

2

1

,

0

2

1

Y

Y

Y

C

C

Y

Y

Y

Y

Y

Y

(3.1.37) 

Son üç ifad d n

Y

yk

 –i üçün a a ıdakı formula yazılır:

3

2

2

2

3

2

Y

Y

x

Y

x

Y

Y

yk

(3.1.38)

Izolyasiya sütununu s thini silindr kimi hesabladıqda,

Y

yk

  üçün - 

yk

x

yk

D

Y

 alırıq. Burada 

D izolyatorun xarici diametri, 

x

 – yarımkeçirici 

örtüyün qalınlı ı,

yk 

–yarım keçirici örtüyün xüsusi h cmi müqavim tidir. 

Y

yk

-

nin ifad l rinin b rab rliyind n, yarımkeçirici örtüyün qalınlı ı üçün a a ıdakı

ifad  alınır:

3

2

2

2

3

2

Y

Y

x

Y

x

Y

D

yk

x

(3.1.39)

Deyildiyi kimi, yarımkeçirici örtükl rin t tbiqi izolyator s thind

qızmaya v  enerji itkil rin  s b b olur. S thi elektrik sah  g rginliyi - 

E=U

0

/l

v

Y

yk

-i (3.1.37)- y

sas n, enerji itkisini a a ıdakı inteqral ifad  il

hesablamaq olar: 

dx

Y

Y

x

Y

x

Y

U

dx

Y

E

Q

yk

3

2

2

2

3

0

2

0

2

0

2

2

(3.1.40)

Inteqralı h ll etdikd ,

Q üçün a a ıdakı hesabat ifad si alınır:

3

2

3

2

3

2

2

2

0

2

6

Y

Y

Y

Y

Y

Y

U

Q

(3.1.41)

 

220-500 kV –luq yüks k g rginlikli elektrik  b k  

v

yarımstansiyalarında yüzl rl  dayaq v  keçid izolyatorları v  izolyasiya 

sütunları istifad  edilir. Indi is  (3.1.40) ifad sin

sas n s thin  yarımkeçirici 

örtük ç kilmi , 500 kV-luq dayaq sütununda erenrji itkisinin hesabatına baxaq, 

-

Veril nl r: U

0

=500 kV, l=5 m, Y

2

=15·10

-10

Sim/m, Y

3

=3·10

-10

Sim/m .

_________________Milli Kitabxana__________________ 

137 

kVt

Q

394

10

3

10

15

10

45

10

3

10

15

6

5

10

5

10

10

20

2

10

2

10

10

Hesabatın n tic l rini enerji sisteml rind ki 500 kV-luq 

yarımstansiyalarda olan 100–l rl  izolyatorun sayına vurduqda enerji itkisinin 

böyük r q ml r  çatdı ı aydın olur. Ona gör

E=const  rti izolyasiyanın i ini

v  bütövlükd  elektrik enerji  b k l rinin etibarlılı ını artırsa da, böyük 

itkil r   s b b olması il   t tbiqi m hduddur. Onlar yalnız güclü çirkl nm   v

n ml nm  olan hallarda istifad  edil  bil r.