Süperiletken hatalı akım sınırlayıcı (SHAS) tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ERCAN ERTEKİN
Danışman: ALİ GENÇER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezde süperiletken hatalı akım sınırlayıcı (SHAS) uygulamalarında kullanılmak üzere MgB2 ve YBCO yığın numuneler üretilmiştir. MgB2 üretimi esnasında katı hal reaksiyon yöntemiyle beraber, yüksek basınç ve sıcak presleme işlemi uygulanmıştır. YBCO üretiminde ise; katı hal reaksiyon ve eritme yöntemleriyle birlikte yüksek basınç altında presleme işlemi yapılmıştır. Üretilen numunelerin kristal yapı özellikleri; X-ışını toz kırınımı yöntemiyle (XRD), manyetik özellikleri ise; AA alınganlık ve manyetik kaldırma kuvveti sistemleriyle belirlenmiştir. Numunelerin mekanik özellikleri ise, Vickers Mikro sertlik ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarına ek olarak 3 ayrı tipte SHAS üretimi gerçekleştirilmiş ve kısa devre testleri tamamlanmıştır. Üretilen SHAS'lar 6 kVA 3-fazlı manyetik akı transferi tipinde, 6 kVA 3-fazlı rezistif tipte ve tek fazlı indüktif tiptedir. SHAS tasarımı aşamasında COMSOL programı yardımıyla birincil ve ikincil nüveler arasındaki enerji transferinin yaklaşık %100 oranında gerçekleştiği simülasyon çalışmalarıyla gösterilmiştir. Birincil ve ikincil nüvelerin çiftlenimi için süperiletken halkanın fiziği esas alınarak akı transferinin gerçekleştiği, süperiletken durumun normal duruma geçişi ile birlikte enerji transferinin önemli ölçüde sınırlandırılması ile birlikte ikincil bobine bağlı elektrik yükünde gerilim düşmesi deneysel olarak gözlemlenmiştir. Bu özellik, üretilen manyetik akı transferi tipindeki trafonun SHAS olarak kullanılmasına imkân vermektedir. Üretimi gerçekleştirilen trafoların suni bir kısa devre oluşturulduğu durumda, hem birincil hem de ikincil sarımlardaki akım-gerilim dalga şekillenimleri zamanın fonksiyonu olarak PicoScope üzerinde kaydedilmiştir. Suni kısa devre anında ani yükselme eğiliminde olan akımın birkaç periyot içerisinde sınırlandırıldığı deneysel olarak gözlemlenmiş ve ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Önerilen trafonun SHAS olarak kullanılması halinde geleneksel olarak süperiletken sarımlı trafolarla mukayese edilmiş ve önerilen sistemin avantaj ve dezavantajları ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Böyle bir sistemin geleneksel devre kesicilerle birlikte kullanılmasıyla ikincil devrede akım ve gerilim sarım sayısına bağlı olarak belli bir değerde tutulmasının, devre kesicilerin kullanım ömrünü uzatması bakımından faydalı olacağı değerlendirilmektedir.