Elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımında kullanılan orta ve yüksek gerilim sistemleri, yüksek elektrik alanlarına maruz kalır. Bu sistemlerde zamanla izolasyon bozulmaları meydana gelebilir. İzolasyon yapısındaki bu bozulmaların en önemli erken belirtilerinden biri ise "Kısmi Deşarj", yani Partial Discharge (PD) oluşumlarıdır.

Kısmi deşarjlar, ilk aşamada gözle görülmeyen küçük elektriksel boşalmalar gibi görünse de, zaman içerisinde ciddi ekipman arızalarına, enerji kayıplarına, plansız kesintilere ve hatta yangınlara neden olabilir.

Bu nedenle günümüzde elektrik dağıtım şirketleri, enerji üretim tesisleri, sanayi kuruluşları ve trafo merkezleri için PD ölçümleri büyük önem taşımaktadır.

Peki kısmi deşarj tam olarak nedir? Neden oluşur? Nasıl tespit edilir? Hangi türleri vardır?

Bu yazıda detaylı şekilde inceleyeceğiz.

Kısmi Deşarjın Tanımı

Kısmi deşarj, bir yalıtım sisteminin tamamını değil, yalnızca belirli bir bölgesini etkileyen lokal elektriksel boşalma olayıdır.

Başka bir ifadeyle:

Elektrik alanının belirli bir noktada izolasyon dayanımını aşması sonucu oluşan küçük elektriksel atlamalardır.

Bu boşalmalar:

• Tam kısa devre değildir,
• Sürekli ark değildir,
• Ancak izolasyon sistemine zarar verir.

Zamanla izolasyon yapısını bozarak büyük arızalara dönüşebilir.

Kısmi Deşarj Nasıl Oluşur?

Elektrik sistemlerinde izolasyon malzemeleri belirli bir elektrik dayanımına sahiptir.

Ancak:

• Hava boşlukları,
• Nem,
• Kirlenme,
• Yüzey bozuklukları,
• Keskin kenarlar,
• Mekanik hasarlar,
• Yaşlanma,
• Üretim hataları

gibi nedenlerle bazı bölgelerde elektrik alan yoğunluğu artabilir.

Elektrik alan belirli bir seviyeyi aştığında:

hava iyonlaşır ve küçük elektriksel boşalmalar meydana gelir.

İşte bu olay kısmi deşarjdır.

Kısmi Deşarjlar Neden Tehlikelidir?

PD oluşumları ilk aşamada küçük olabilir. Ancak sürekli tekrar eden boşalmalar:

• İzolasyonu karbonize eder,
• Yüzey bozunmasına neden olur,
• Isınma oluşturur,
• Kimyasal bozulma yaratır,
• Elektriksel dayanımı düşürür.

Bu süreç zamanla:

• Ark oluşumuna,
• Faz-faz kısa devresine,
• Toprak arızalarına,
• Trafo arızalarına,
• Hücre patlamalarına,
• Yangınlara

neden olabilir.

Bu yüzden PD oluşumları erken aşamada tespit edilmelidir.

Kısmi Deşarj Türleri Nelerdir?

PD oluşumları farklı şekillerde görülebilir.

1. Korona Deşarjı

Korona deşarjı genellikle:

• Sivri uçlarda,
• Keskin metal kenarlarda,
• Hava yalıtımlı sistemlerde

oluşur.

Yüksek elektrik alan nedeniyle hava iyonlaşır.

Belirtileri:

• Mor/mavi ışık,
• Cızırtı sesi,
• Ozon kokusu,
• Ultrasonik ses

şeklindedir.

Korona genellikle ilk PD aşamalarından biridir.

2. Yüzey Deşarjı (Surface Discharge)

İzolasyon yüzeyinde oluşan deşarj türüdür.

Genellikle:

• Nem,
• Kirlenme,
• Tuzlanma,
• Yaşlanmış izolasyon

nedeniyle ortaya çıkar.

Özellikle açık saha ekipmanlarında sık görülür.

3. İç Deşarj (Internal Discharge)

İzolasyon malzemesinin içindeki hava boşluklarında meydana gelir.

Örneğin:

• Kablo izolasyonları,
• Epoksi yapılar,
• Trafo izolasyonları

içerisinde oluşabilir.

En tehlikeli PD türlerinden biridir çünkü dışarıdan görünmeyebilir.

4. Floating Deşarj

Topraklanmamış metal parçalar üzerinde oluşur.

Elektrik alan etkisiyle metal parça potansiyel kazanır ve boşalma oluşturur.

Genellikle:

• Gevşek bağlantılar,
• Topraklama problemleri,
• İzole metal parçalar

nedeniyle oluşur.

Kısmi Deşarjlar Hangi Ekipmanlarda Görülür?

PD oluşumları birçok elektrik ekipmanında görülebilir:

• Orta gerilim hücreleri
• Trafolar
• Kablolar
• Bara sistemleri
• Kesiciler
• Ayırıcılar
• GIS sistemleri
• İzolatörler
• Kablo başlıkları
• Busbar sistemleri

Özellikle yaşlanan ekipmanlarda risk artar.

Kısmi Deşarj Belirtileri Nelerdir?

PD oluşumları bazı fiziksel belirtiler oluşturabilir:

• Cızırtı sesi
• Ozon kokusu
• Isınma
• Kararma
• Yüzey yanıkları
• UV ışınımı
• Ultrasonik ses
• RF sinyalleri

Ancak birçok durumda bu belirtiler insan tarafından fark edilemez.

Bu nedenle profesyonel ölçüm cihazları kullanılır.

Kısmi Deşarj Nasıl Tespit Edilir?

Modern PD ölçümlerinde farklı yöntemler kullanılmaktadır.

1. Ultrasonik Ölçüm

PD oluşumları ultrasonik ses üretir.

Akustik kameralar ve ultrasonik sensörler bu sesleri algılayabilir.

Avantajları:

• Canlı sistemde ölçüm
• Uzak mesafeden tespit
• Hızlı tarama
• Görsel analiz

özellikle orta gerilim sistemlerinde büyük avantaj sağlar.

2. Akustik Kameralar

Modern akustik kameralar:

• Çoklu MEMS mikrofonlar,
• Beamforming algoritmaları

kullanarak PD kaynağının yerini görsel olarak gösterebilir.

Özellikle:

• Korona,
• Floating,
• Surface discharge

tespitlerinde oldukça etkilidir.

3. Termal Kameralar

PD oluşumları zamanla ısınmaya neden olabilir.

Termal kameralar:

• Isı artışlarını,
• Faz dengesizliklerini,
• Direnç artışlarını

tespit edebilir.

Bu nedenle termal kamera ve akustik kamera birlikte kullanıldığında çok güçlü analiz yapılabilir.

4. UV Korona Kameraları

Korona deşarjları ultraviyole ışınım üretir.

UV kameralar:

• Gündüz şartlarında bile
• Korona noktalarını

görsel olarak gösterebilir.

Özellikle yüksek gerilim hatlarında kullanılır.

5. PRPD Analizi

PRPD (Phase Resolved Partial Discharge), en gelişmiş PD analiz yöntemlerinden biridir.

PD sinyalleri:

• Faz açısı,
• Genlik,
• Tekrar frekansı

ile analiz edilir.

Bu yöntem sayesinde:

• PD tipi,
• Şiddeti,
• Kaynağı

daha detaylı incelenebilir.

Kısmi Deşarjlar Enerji Kaybına Sebep Olur mu?

Evet.

PD oluşumları:

• Elektriksel enerji kaybına,
• Isı oluşumuna,
• İzolasyon bozunmasına

neden olur.

Özellikle korona deşarjları enerji kayıplarını artırabilir.

Ayrıca sürekli PD oluşumu ekipmanın ömrünü azaltır.

Kısmi Deşarj Ölçümleri Neden Yapılmalıdır?

PD ölçümleri sayesinde:

• Arızalar erken tespit edilir,
• Plansız kesintiler önlenir,
• Yangın riski azaltılır,
• Bakım planlaması yapılır,
• Ekipman ömrü uzar,
• Enerji sürekliliği sağlanır.

Bu nedenle modern enerji tesislerinde PD ölçümleri artık standart bakım uygulamalarından biri haline gelmiştir.

Elektrik Dağıtım Şirketleri İçin Önemi

Elektrik dağıtım şirketlerinde:

• Orta gerilim hücreleri,
• Kablo başlıkları,
• Şalt sahaları,
• Trafo merkezleri

sürekli yük altında çalışır.

PD oluşumlarının erken tespit edilmesi:

• Kesintileri azaltır,
• Müşteri memnuniyetini artırır,
• Arıza maliyetlerini düşürür.

Bu nedenle birçok dağıtım şirketi artık:

• Termal kamera,
• Akustik kamera,
• UV kamera

kombinasyonlarıyla kestirimci bakım uygulamaları yapmaktadır.

Sonuç

Kısmi deşarjlar, elektrik sistemlerinde oluşan en önemli erken arıza belirtilerinden biridir. İlk aşamada küçük ve görünmez olsalar da, zamanla ciddi ekipman arızalarına ve enerji kesintilerine neden olabilirler.

Modern ölçüm teknolojileri sayesinde artık:

• Ultrasonik analiz,
• Akustik kamera,
• Termal görüntüleme,
• UV korona kameraları,
• PRPD analizleri

ile PD oluşumları erken aşamada tespit edilebilmektedir.

Bu nedenle kısmi deşarj ölçümleri, günümüzde yalnızca bir bakım uygulaması değil; enerji güvenliği, işletme sürekliliği ve yangın önleme çalışmalarının önemli bir parçası haline gelmiştir.