Darbe Gerilimi Nedir ?

Aşırı gerilimler ikiye ayrılır:

1-) İç Aşırı Gerilimler: Güç sisteminin içyapısındaki bir takım olayların yol açtığı gerilim artışlarıdır. Ferranti olayı, kapasitif devrenin açılması, ferrorezonans olayı, fazların toprakla temas halinde olması, alternatörde ani yük kalkması gibi durumlarda iç aşırı gerilimlere örnek olarak verilebilir.
 

2-) Dış Aşırı Gerilimler: Atmosferik kaynaklı gerilimlerdir. Yıldırım düşmesi, yüklü bulutların hattı etkilemesi gibi durumları örnek olarak verebiliriz.  

İç ve dış aşırı gerilimdeki zorlanmalar ve delinme olayı ile ilgili temel araştırmalar için yapılan yüksek gerilim deneylerinde, darbe gerilimlerine gereksinim vardır. Darbe gerilimleri; yüksek gerilim kondansatörlerinin, dirençler ve kondansatörler üzerinden çok kez katlı montaj şemaları ile boşalması sırasında üretilir. Yüksek gerilim tekniğinde, darbe gerilimi teriminden pozitif veya negatif kutbiyette bir doğru gerilim darbesi anlaşılır. 

Bir darbe geriliminin zamana göre değişimi ve süresi, üretim şekline bağlıdır. Temel araştırmalar için darbe şeklinde, yaklaşık sabit bir değere kadar yükselen ‘dikdörtgen darbe gerilimleri’ ve atlama veya delinme oluncaya kadar mümkün olduğunca lineer olarak yükselen ‘kama şeklinde darbe gerilimleri’ kullanılır. Deney amaçları için üretilen ‘çift üstel darbe gerilimleri’ standart hale getirilmiştir. Bu gerilimler, önemli titreşimler olmaksızın sıfırdan Um tepe değerine kadar hızla yükselir ve daha yavaş bir seyirle tekrar sıfıra inerler. 

 

► İlginizi Çekebilir : Parafudr Nedir? | Elektrikport Akademi

Darbe Gerilimi Çeşitleri

İki Üstel Fonksiyonlu Darbe Gerilimi
 

Darbe gerilimi dalgası ve karakteristik büyüklükleri

►Anma Cephesi Süresi (T1): Anma gerilimi tepe değerinin %30 ile %90'nın meydana geldiği anlar arasında geçen sürenin 1.67 katıdır.

►Anma Sırt Yarı Değer Süresi (T2): Anma başlangıç noktası (O1) ile sırtta tepe değerinin yarısına düştüğü ana karşı düşen noktalar arasındaki surettir. 

Darbe gerilimleri Tc/Ts olarak tarif edilir. En çok kullanılan standart darbe gerilimi Tc/Ts=1.2/50'dir.

Ayrıca kesik darbe gerilimi, dikdörtgen darbe gerilimi, kama biçimli darbe gerilimi, açma-kapama (bağlama) darbe gerilimi olmak üzere 3 çeşiti daha vardır.

Darbe Gerilimlerinin Üretilmesi

Darbe gerilimi üretiminde a veya b tipi darbe devreleri kullanılır.

a tipi eşdeğer devresi


b tipi eşdeğer devresi

Bu devrelerde C₁ darbe kondansatörü yüksek değerli bir yük direnci üzerinden U₀ doğru gerilimi ile doldurulur. Doldurulurken küreler arasında atlama olmamalıdır. K küresel elektrotları arasında atlama olması ile C₁ boşalır. İstenen u(t) darbe gerilimi, C₂ yük kondansatörünü uçları arasında meydana gelir. a ve b devreleri birbirinden, R₂ boşalma direncinin bir defa R₁ doldurma direncinin arkasında, bir defa da önünde olmaları ile ayırt edilirler. Devre elemanlarının değerleri, darbe geriliminin şeklini belirler.
 

Darbe üretecinin küresel elektrot sistemi

► a tipi eşdeğer devresinin; Verimi küçük, gücü büyüktür. Bu tip devre güç transformatörlerinin testinde kullanılır.

► b tipi eşdeğer devresinin; Verimi büyük, gücü küçüktür. Bu tip devreler ise izolatör, parafudr gibi elemanların testinde kullanılır.
 

3600 kV, 180 kWs'lik 18 katlı darbe gerilimi üreteci


 

Çok katlı yüksek gerilim darbe jeneratörü

Kaynak:

► Elektrik Mühendisleri Odası
► İstanbul Teknik Üniversitesi