DC voltaj mı AC voltaj mı daha iyi atlayıcıdır?

[taydin]

Diyelim iki sivri elektrod arasında X kadar bir hava boşlığı var. Bu iki elektroda önce DC voltaj bağlıyoruz ve 0 dan artırmaya başlıyoruz, sonra AC voltaj bağlıyoruz ve 0 dan artırmaya başlıyoruz. Ark oluşan voltajları not ettiğimizde, hangi voltaj daha düşük olacaktır? DC mi, AC mi?

Benim tahminim AC daha düşük voltajda atlayacaktır, ama bunu şu anda test etme imkanım yok. Bunun için yüksek voltaj güç kaynağını bitirmem lazım.

 

[serkan_48]

Abi elimde 10kV luk bir transformator var. Bununla bir izolasyon testi yapabiliriz.

10 kV yaklaşık 2 cm mesafeden rahatlikla atliyor.

Bir arkadas icin jacobs ladder yapmistim.

 

[serkan_48]

Bence ark olusumu polarite degisimi olmadigi icin DC voltajda daha erken olusacaktir.

Arkin ilk olusmasinda iki elektrod arasindaki gazin iyonize olmasiyla baslar. Buradaki hava boslugunun iyonize olmasi ac voltajın sinus egrisinde genligin sifir olmasi noktasinda iyonizasyonun azalacagini dusunuyorum.

Bu nedenle dc voltajin daha dusuk voltajda ark baslatir dusuncesindeyim.

 

[taydin]

Bence ark olusumu polarite degisimi olmadigi icin DC voltajda daha erken olusacaktir.

Arkin ilk olusmasinda iki elektrod arasindaki gazin iyonize olmasiyla baslar. Buradaki hava boslugunun iyonize olmasi ac voltajın sinus egrisinde genligin sifir olmasi noktasinda iyonizasyonun azalacagini dusunuyorum.

Bu nedenle dc voltajin daha dusuk voltajda ark baslatir dusuncesindeyim.

Evet mantıklı bir düşünce, ama benim 5 kV 2 mm'yi bile zor atlıyor ...

 

[taydin]

Abi elimde 10kV luk bir transformator var. Bununla bir izolasyon testi yapabiliriz.

Aslında 20 tane 1N4007 seri bağayıp, bir de uygun voltajda kapasitör bulsan o 10 kV u doğrultup deneyebilirsin. Ama böyle bir kapasitör bulmak zordur. Büyük kompanzasyon kondansatörleri vardır ama pahalıdır.

 

[serkan_48]

Abi emin olmamakla beraber hava direnci ve ilk iyonizasyonun baslamasi bazi parametrelere bagli.

Cok teknik detaylarini bilmesemde ark atesleme lambalarinda mesela projeksiyon cihazlarinda ilk ateslemenin baslamasi icin lambaya anlik dc yuksek voltaj uyguladiklarini biliyorum. Bazi markalarda.

 

[taydin]

Evet o zaman bu megger ile 5 kV ark oluşmamasının başka bir sebebi var. Belki de havada meydana gelen uzun bir arkın varlığını sürdürmesi için asgari bir akım miktarı vardır. Megger'de akım 3 mA ulaştığı anda voltajı düşürdüğü için belki de uzun bir ark oluşamıyor.

 

[taydin]

Bu arada yerli bir kondansatör firması varmış, ben yeni duyuyorum.

Motor Kondansatörleri – Ekon Kondansatör

ekoncapacitor.com

 

[taydin]

Şöyle birşey aklıma geldi. Kaynak makinalarında ilk arkı başlatmak için yüksek frekanslı yüksek voltaj kullanılır. Eğer DC ile ark başlatmak daha kolay ise niye yüksek frekans ile uğraşılıyor?

 

[serkan_48]

Şöyle birşey aklıma geldi. Kaynak makinalarında ilk arkı başlatmak için yüksek frekanslı yüksek voltaj kullanılır. Eğer DC ile ark başlatmak daha kolay ise niye yüksek frekans ile uğraşılıyor?

@taydin

Merhabalar,

Bu yeni nesil kaynak makinalarından bahsediyor isek bence bu cihazların yüksek frekansla çalışma mantığı tamamen sistemin 50 hz ile çalışması durumunda hantal trafolar yüksek güçlerin kontrolü yerine yüksek frekansla malzeme boyutlarının düşürülmesi ağırlığının hafifletilmesi ve smps mantığı ile çalışması diye düşünüyorum.

Yeni nesil inverter diye tabir ettikleri kaynak makinalarının çıkışları DC değil mi? İlk kaynak başlama anında sabit voltaj ve arkın başlaması sonrası zaten kısa devre akımı çektiği için akım sınırlama modunda kaynak işlemime devam ediyor diye okumuştum.

Az olan bilgim bu şekilde diye hatırlıyorum.

 

[taydin]

Burada benim bahsettiğim "HF Start" denen bir özellik Serkan, ve sadece kaynağın başlamasını daha kolay hale getiriyor.

Normalde bir elektrot kaynağı makinası ile kaynağa naıl başlıyorsun? Elektrodu iş parçasına ya sürtüyorsun, yada tık tık vuruyorsun. Ark bir kere başladıktan sonra ana kaynak akımı akmaya başlıyor.

Bu "HF Start" denen olayda, elektrodu ne sürtmeye gerek var, nede tıktıklamaya. Elektrot ucunu kaynak yerine yaklaştırıyorsun ve pedala basıyorsun. Yüksek frekanslı yüksek genlikli bir voltaj veriyor kaynak makinası ve ark hemen başlıyor. Benim kaynak makinasında var bu. Acemilikten daha tam kaynak pozisyonunu almadan pedala basıyorum ve bol bol çarpıldığım için iyi biliyorum

 

[taydin]

Bir kere ark başladıktan sonra yüksek frekans ve yüksek voltaj falan kalmıyor, normal inverter olarak çalışıyor ve ayarlanın kaynak akımı geçiyor.

Ama bu HF Start sırasında 4 cm'den ark yaptırabiliyor alet.

 

[taydin]

HF Start olayını çok güzel gösteren bir video:

 

[Furkan KELEŞOĞLU]

Aslında asıl soru şu olmalı galiba. DC mi daha iyi havayı iyonize eder yoksa AC mi. Ark atabilmesi için havayı iyonize edip kendine bir yol acması lazım diye biliyorum. Bence AC ve yüksek frekans daha iyi iyonize edici özelliğe sahiptir. Bir yandan bakıp araştırıcam şimdi , acaba teorim doğrumu

 

[taydin]

Aslında asıl soru şu olmalı galiba. DC mi daha iyi havayı iyonize eder yoksa AC mi. Ark atabilmesi için havayı iyonize edip kendine bir yol acması lazım diye biliyorum. Bence AC ve yüksek frekans daha iyi iyonize edici özelliğe sahiptir. Bir yandan bakıp araştırıcam şimdi , acaba teorim doğrumu

Evet benim de teorim o doğrultuda ama bir kanıt getirmekte zorlanıyorum

 

[Furkan KELEŞOĞLU]

İletkenden yalıtkana hızlı geçiş durumu, ışık yayımı ve keskin çatlaklar ya da çıtırdama sesleri üretir. Kıvılcım, uygulanan elektriksel alanın aradaki maddenin yalıtkan kırılma dayanımını aştığı durumlarda ortaya çıkar. Hava için bu dayanım deniz seviyesinde 30 kV/cm’dir.

İlk aşamalarda, boşluktaki serbest elektronlar (kozmik ışınlar ya da geri plandaki radyasyondan dolayı) elektriksel alan tarafından hızlandırılır. Bu elektronlar hava molekülleriyle çarpışarak hız kazanmış yeni iyonlar ve serbest elektronlar oluştururlar. Üssel şekilde artan iyonların ve elektronların, boşlukta elektriği ileten hava kümeleri oluşturmasına yalıtkan kırılımı adı verilir. Boşluk kırıldığında o anki akım, mevcut yük (elektrostatik boşaltım) ya da dış güç kaynağının direnci tarafından sınırlandırılır. Eğer güç kaynağı akım üretmeye devam ederse, kıvılcım “elektrik arkı” denilen sürekli güç kaynağına dönüşecektir. Elektrik kıvılcımı ayrıca yalıtkan sıvılarda ya da gazlarda da oluşur ancak kırılma işleyişi gazlara göre farklılık gösterir.


Yani buradan anlıyoruz Yüksek frekans boşluktaki serbest elektronları daha hızlı bir şekilde hızlandırıyormuş. Galiba teorimizi doğrulamayı başardım abi

 

[Furkan KELEŞOĞLU]

Aslında İyonize olmuş bölgede otomatik olarak bir plazma oluşmuyor mu ?

 

[taydin]

Ben de biraz bakıyorum ve konu çok derin ...

İyi bir başlangıç noktası Paschen's law denen ve iki plaka arasında oluşacak arkın nelere bağlı olduğunu gösteren kural. Burada AC ve DC arasındaki fark irdelenmiyor, ama şöyle bir tuhaf gerçek var ortada İki plaka arasında hava varsa, bu plakalar birbirine yaklaştıkça ark için gereken voltaj azalıyor. Ama bu azalma belli bir mesafeye kadar devam ediyor. Aradaki mesafe 7.5 µm ye düşünce ark voltajı 327V oluyor. Ama mesafeyi azaltmaya devam edersen, bu sefer ark için gereken voltaj artıyor! 3.5 µm için 533V gerekiyor ark oluşması için!

Değişik gazlar için sağolsun Paschen abimiz deneysel grafik çıkarmış ve bunlara da bir formül uydurmuş

 

[taydin]

Birkaç araştırma makalesinde de şöyle grafikler gördüm:

İzolasyon çöküşü için gereken elektrik alan şiddetini gösteren grafik (Quality Control of Extruded HVDC Cables: Comparison of AC, VLF and DC Voltage Stress on Flat Samples with Contamination)

Yağlı kağıtların voltaj dayanımı ile ilgili başka bir makaleden bir grafik

 

[taydin]

Son grafiğin pdf'ini mesaja ekleyemedim, çok büyük. O yüzden bunun bir kaynak olarak ekledim.

Yağlı kağıdın izolasyon çökme voltajını etkileyen faktörler

Yağlı kağıdın izolasyon çökme voltajını etkileyen faktörler

mekatronik.org