# Epoksi Reçine ve Hava Dielektrik Dayanımı Açıklandı: OG İzolasyon Tasarımındaki Temel Farklılıklar

> Kaynak: https://voltgrids.com/tr/blog/epoxy-resin-vs-air-dielectric-strength-explained-key-differences-in-mv-insulation-design/
> Published: 2026-04-07T03:26:53+00:00
> Modified: 2026-05-10T02:28:41+00:00
> Agent JSON: https://voltgrids.com/tr/blog/epoxy-resin-vs-air-dielectric-strength-explained-key-differences-in-mv-insulation-design/agent.json
> Agent Markdown: https://voltgrids.com/tr/blog/epoxy-resin-vs-air-dielectric-strength-explained-key-differences-in-mv-insulation-design/agent.md

## Summary

Bu teknik kılavuz, katı yalıtımlı şalt sisteminin (SIS) temel avantajlarını göstermek için epoksi reçinenin dielektrik dayanımını hava ile karşılaştırmaktadır. Epoksi reçinenin üstün dielektrik dayanımının nasıl 60%'ye kadar ayak izi azaltımı ve çevre kirliliğine karşı tam bağışıklık sağladığını keşfedin. Orta gerilim yalıtım sistemleri için arıza fiziği ve IEC doğrulama standartları hakkında kritik bilgiler edinin.

## Media

- YouTube: https://youtu.be/ZJD5_tIULgk
- SoundCloud: https://soundcloud.com/bepto-247719800/epoxy-resin-vs-air-dielectric/s-IsNzIID5whZ?si=a8586a186d5244188837f60c21fe9da0&utm_source=clipboard&utm_medium=text&utm_campaign=social_sharing

## Article

![40kA Kısa Devre Kontak Kutusu - CHN3-12KV190 1600A Epoksi Reçine 100kA Tepe-3](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2025/09/40kA-Short-Circuit-Contact-Box-CHN3-12KV190-1600A-Epoxy-Resin-100kA-Peak-3.jpg)

[Epoksi Reçine Temas kutusu](https://voltgrids.com/tr/product-category/air-insulation-series/contact-box/)

## Giriş

Bir orta gerilim şalt panosundaki her boyut sonuçta tek bir sayı tarafından belirlenir: canlı iletkenler ile topraklanmış yapılar arasındaki yalıtım ortamının dielektrik dayanımı. Santimetre başına kilovolt cinsinden ölçülen bu tek malzeme özelliği, faz-faz açıklıklarını, faz-toprak mesafelerini, kaçak yolu uzunluklarını ve bozulma olmadan nominal yıldırım darbe gerilimine dayanmak için gereken yalıtımın fiziksel hacmini belirler.

**Dökme epoksi reçinenin dielektrik dayanımı yığın halinde 180-200 kV/cm'dir - atmosferik basınçtaki havadan (30 kV/cm) yaklaşık altı kat daha fazladır - ve bu tek malzeme özelliği farkı, katı yalıtımlı şalt sisteminin hava yalıtımlı şalt sistemine göre 40-60% daha küçük panel ayak izleri elde etmesini sağlarken aynı zamanda kirli endüstriyel ortamlarda hava yalıtım performansını sınırlayan yüzey kirliliği arıza modlarını ortadan kaldıran teknik temeldir.**

OG yalıtım sistemleri tasarlayan elektrik mühendisleri ve AIS ile SIS şalt cihazlarını değerlendiren satın alma yöneticileri için epoksi reçine ile hava arasındaki dielektrik dayanım karşılaştırmasını anlamak akademik bir arka plan bilgisi değildir - katı yalıtım teknolojisini hava yalıtımlı selefinden ayıran her alan verimliliği iddiasının, her kirlilik direnci spesifikasyonunun ve her yalıtım koordinasyonu kararının nicel temelidir.

Bu makale, epoksi reçine ve hava yalıtım sistemlerindeki dielektrik dayanımının, temel arıza fiziğinden saha derecelendirme mühendisliğine, çevresel performansa ve OG şalt sistemi spesifikasyonu ve tasarımı için pratik çıkarımlara kadar titiz, uygulama odaklı bir analizini sunmaktadır.

## İçindekiler

- [Dielektrik Dayanımı Nedir ve Epoksi Reçine ve Havada Nasıl Ölçülür?](#what-is-dielectric-strength-and-how-is-it-measured-in-epoxy-resin-and-air)
- [Epoksi Reçine ve Hava Yalıtımı Gerçek MV Çalışma Koşullarında Nasıl Performans Gösterir?](#how-do-epoxy-resin-and-air-insulation-perform-under-real-mv-operating-conditions)
- [Dielektrik Dayanım Farkı SIS Hücre Tasarım Avantajlarını Nasıl Yönlendirir?](#how-does-dielectric-strength-difference-drive-sis-switchgear-design-advantages)
- [Epoksi Yalıtım Sistemleri için Şartname ve Kalite Doğrulama Gereklilikleri Nelerdir?](#what-are-the-specification-and-quality-verification-requirements-for-epoxy-insulation-systems)

## Dielektrik Dayanımı Nedir ve Epoksi Reçine ve Havada Nasıl Ölçülür?

![Dielektrik gücü ve bozulma mekanizmalarını karşılaştıran bilimsel bir infografik. Sol taraf, Townsend deşarj sürecini bir gazda (hava) açıklayıcı diyagramlarla detaylandırmakta, temel adımları ve ~30 kV/cm'lik bir bozulma gücünü göstermektedir. Sağ taraf, yalıtım yağındaki bir katı (dökme epoksi reçine) için IEC 60243 kısa süreli dielektrik dayanım test düzeneğini göstermekte, elektronik ve termal bozulma mekanizmalarını açıklamakta ve ~180-200 kV/cm'lik bir sonuç vermektedir.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Dielectric-Strength-and-Breakdown-Comparison-between-Air-and-Cast-Epoxy-Resin-1024x687.jpg)

Hava ve Dökme Epoksi Reçine Arasındaki Dielektrik Dayanım ve Bozulma Karşılaştırması

Dielektrik dayanımı, bir yalıtım malzemesinin dielektrik bozulmaya uğramadan dayanabileceği maksimum elektrik alanı yoğunluğudur - kV/cm veya kV/mm olarak ifade edilir: aşırı elektrik alanı stresi altında malzemenin çığ iyonizasyonunun neden olduğu yalıtkan durumdan iletken duruma yıkıcı geçiş.

### Dielektrik Bozulma Fiziği

**Havada Bozulma - Townsend Çığ Mekanizması:**

Atmosferik basınçtaki havada, dielektrik bozulma townsend çığ süreci yoluyla gerçekleşir:

1. Serbest elektronlar (kozmik radyasyondan veya fotoiyonizasyondan) uygulanan elektrik alanında hızlanır
2. Hızlandırılmış elektronlar nötr hava molekülleriyle çarpışarak onları iyonize eder ve ilave elektronlar açığa çıkarır
3. Her iyonizasyon olayı elektron popülasyonunu çoğaltır - bir çığ
4. Çığ kritik yoğunluğa ulaştığında, iletken bir plazma kanalı (streamer) elektrot boşluğunu köprüler
5. Flama tam bir kavise geçerek parçalanmayı tamamlar

[Standart koşullarda (20°C, 1 bar, 50% bağıl nem) düzgün elektrot geometrisindeki hava için kırılma alanı yaklaşık 30 kV/cm'dir](https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_strength)[1](#fn-1). Bu değer aşağıdakilere karşı oldukça hassastır:

- **Elektrot geometrisi:** Düzgün olmayan alanlar (keskin kenarlar, küçük yarıçaplar) etkin kırılma gücünü 5-15 kV/cm'ye düşürür
- **Nem oranı:** Nemin 50% bağıl nemin üzerine çıkması kırılma mukavemetini 15%'ye kadar azaltır
- **Kirlilik:** Hava boşluklarına bitişik yalıtım üzerindeki yüzey kirliliği, temiz hava bozulma değerinin çok altındaki alanlarda parlamayı başlatan iletken yollar oluşturur
- **Yükseklik:** Yükseklikte (> 1.000 m) azalan hava yoğunluğu, kırılma gücünü orantılı olarak azaltır

**Epoksi Reçinede Bozulma - Elektronik ve Termal Mekanizmalar:**

Katı epoksi reçinede dielektrik bozulması, gazdakinden temelde farklı mekanizmalarla gerçekleşir:

- **Elektronik arıza:** Çok yüksek alanlarda (> 500 kV/cm), elektrotlardan polimer matrisine doğrudan elektron enjeksiyonu katı içinde çığ iyonizasyonunu başlatır - içsel parçalanma mekanizması
- **Termal bozulma:** Dielektrik kayıplar (tanδ×E2\tan \delta \times E^2) malzeme içinde ısı üretir; ısı üretimi termal yayılımı aşarsa, malzeme bozulana kadar sıcaklık artar - güç frekansında pratik sınırlama mekanizması
- **Kısmi deşarj erozyonu:** Boşlukların veya inklüzyonların varlığında, kısmi deşarjlar çevreleyen polimeri aşamalı olarak aşındırır - hizmette baskın uzun vadeli arıza mekanizması

Dökme epoksi reçinenin ölçülen dielektrik dayanımı [iec 60243 kısa süreli test koşulları 180-200 kV/cm'dir](https://webstore.iec.ch/publication/1150)[2](#fn-2) - hava değerinin yaklaşık 6 katıdır. Kısmi deşarj aktivitesine sahip uzun vadeli hizmet koşulları altında, 30 yıllık yalıtım ömrü sağlamak için etkili tasarım alanı 20-40 kV/cm ile sınırlıdır.

### Standart Ölçüm Yöntemleri

**IEC 60243-1 - Kısa Süreli Dielektrik Dayanım Testi:**

- Elektrotlar: 25 mm çapında düz yüzeyli, 25 mm çapında pirinç silindirler, yüzey parlamasını önlemek için izolasyon yağına daldırılmış
- Gerilim uygulaması: Sıfırdan arızaya kadar 2 kV/s'de rampa
- Numune kalınlığı: Dökme malzeme karakterizasyonu için 1-3 mm
- Sonuç: Kırılma geriliminin örnek kalınlığına bölünmesi = kV/mm cinsinden dielektrik dayanımı

**IEC 60060-1 - Yüksek Gerilim Test Teknikleri:**

- Güç frekansı dayanım testi: 50Hz'de 60 saniye boyunca uygulanan gerilim; arıza yok = geçer
- Yıldırım darbesi dayanım testi: 1.2/50μs darbe dalga formu; nominal BIL'de dayanım = geçer
- Bu testler malzeme numunelerine değil, komple şalt tertibatlarına uygulanır

### Dielektrik Dayanım Referans Değerleri

| Malzeme | Dielektrik Dayanım | Test Durumu | Standart |
| Hava (tekdüze alan) | 30 kV/cm | 20°C, 1 bar, tek tip | IEC 60060 |
| Hava (üniform olmayan alan) | 5-15 kV/cm | Keskin elektrot geometrisi | IEC 60060 |
| Hava (kirlenmiş yüzey) | 1-5 kV/cm | Kirlenmiş izolatör yüzeyi | IEC 60507 |
| SF6 (1 bar) | 89 kV/cm | Tek tip alan | IEC 60052 |
| SF6 (3 bar) | ~220 kV/cm | Tek tip alan | IEC 60052 |
| Dökme Epoksi (APG, dökme) | 180-200 kV/cm | IEC 60243, kısa süreli | IEC 60243 |
| Dökme Epoksi (tasarım alanı) | 20-40 kV/cm | Uzun süreli hizmet, 30 yıl ömür | IEC 62271 |
| XLPE Kablo İzolasyonu | 200-300 kV/cm | Toplu, kısa süreli | IEC 60502 |
| Porselen (dökme) | 60-100 kV/cm | Toplu, kısa süreli | IEC 60672 |
| Silikon Kauçuk | 150-200 kV/cm | Toplu, kısa süreli | IEC 60243 |

### Kısa Süreli Güç ve Tasarım Alanı Neden Farklıdır?

Epoksinin kısa süreli dielektrik dayanımı (180-200 kV/cm) ile pratik tasarım alanı (20-40 kV/cm) arasındaki 6 kat oran, 30 yıllık yalıtım ömrü için gerekli güvenlik faktörlerini yansıtmaktadır:

- **Sürekli AC gerilim stresi** - güç frekansı gerilimi saniyede 50 kez döngüsel stres uygular, 30 yılda 1,6 milyar döngü
- **Geçici aşırı gerilimler** - yıldırım darbesi ve anahtarlama dalgalanma olayları, nominal gerilimin 3-5 katı tepe alanları uygular
- **Termal yaşlanma** - yüksek sıcaklık polimer zincirinin parçalanmasını hızlandırarak dielektrik dayanımını kademeli olarak azaltır
- **Kısmi deşarj faaliyeti** - boşluklarda veya arayüzlerde eşik altı PD olayları bile zamanla çevredeki polimeri aşındırır

20-40 kV/cm'lik tasarım alanı, tüm bu bozulma mekanizmalarını uygun güvenlik marjlarıyla birleştirerek yalıtım sisteminin nominal hizmet ömrü boyunca yeterli dielektrik dayanımını korumasını sağlar.

## Epoksi Reçine ve Hava Yalıtımı Gerçek MV Çalışma Koşullarında Nasıl Performans Gösterir?

!['İZOLASYON MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRMALI DİELEKTRİK DAYANIMI' başlıklı bilimsel bir çubuk grafik. Y ekseni 0 ila 400 arasında 'Dielektrik Dayanımı (kV/cm)' ölçer. X ekseni, 'Hava (üniform)', 'Hava (üniform olmayan)', 'Hava (kirli)', 'SF6 (1 bar)', 'SF6 (3 bar)', 'Dökme Epoksi (APG)', 'Dökme Epoksi (tasarım alanı)', 'XLPE Kablo İzolasyonu', 'Porselen (dökme)' ve 'Silikon Kauçuk' dahil olmak üzere yalıtım malzemelerini ve koşullarını listeler. XLPE çubuğu benzersizdir ve "200" ve "300" işaretli değerlerle belirli bir aralığı gösterirken, diğer çubuklar hata çubuklarıyla birlikte bireysel değerler sunar.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Comparative-Dielectric-Strength-Chart-of-Insulation-Materials-and-Conditions-1024x559.jpg)

Yalıtım Malzemeleri ve Koşullarının Karşılaştırmalı Dielektrik Dayanım Tablosu

Epoksi reçine ve hava için laboratuvar dielektrik dayanım değerleri ideal koşulları temsil eder - tek tip alanlar, temiz yüzeyler, kontrollü sıcaklık ve nem. Gerçek OG şalt cihazları, hava yalıtım performansını sistematik olarak düşürürken katı epoksi yalıtımın büyük ölçüde etkilenmediği ortamlarda çalışır. Gerçek koşullar altındaki bu performans farklılığı, katı yalıtım teknolojisi için pratik mühendislik durumudur.

### Kirlilik Performansı

**Kirlilik Altında Hava Yalıtımı:**

[IEC kirlilik şiddeti sınıflandırması (IEC 60815), eşdeğer tuz birikintisi yoğunluğuna (ESDD) dayalı olarak dört kirlilik seviyesi (a-d) tanımlar](https://webstore.iec.ch/publication/3725)[3](#fn-3) izolatör yüzeylerinde. Kirlilik seviyesi arttıkça, güvenilir hava yalıtımı için gereken minimum kaçak mesafesi önemli ölçüde artar:

- **Kirlilik Seviyesi a (hafif):** 16mm/kV kaçak mesafesi
- **Kirlilik Seviyesi b (orta):** 20mm/kV kaçak mesafesi
- **Kirlilik Seviyesi c (ağır):** 25mm/kV kaçak mesafesi
- **Kirlilik Seviyesi d (çok ağır):** 31mm/kV kaçak mesafesi

Yoğun kirliliğin olduğu bir ortamda 12kV'luk bir şalt tesisatı için gerekli kaçak mesafe 25 × 12 = 300 mm'dir - bu, hava yalıtımlı bileşenlerin minimum boyutunu doğrudan belirleyen fiziksel bir kısıtlamadır. Kıyı, endüstriyel veya çöl ortamlarında, AIS'de yeterli kaçak mesafesine ulaşmak için ya izolatör geometrisinin büyütülmesi ya da düzenli temizlik bakımı gerekir.

**Kirlilik Altında Epoksi Reçine:**

SIS şalt cihazındaki dökme epoksi yalıtım, dış kirlenmeye açık hava boşluğu yüzeyleri sunmaz. Tüm canlı iletkenlerin katı kapsüllenmesi, havadaki kirliliğin - tuz sisi, çimento tozu, kimyasal buharlar, yoğuşma - birincil yalıtım ortamına ulaşamayacağı anlamına gelir. Açıkta kalan tek yüzeyler, IEC 60587 (CTI > 600V) uyarınca izleme direnci ve IEC 61621 (> 180 saniye) uyarınca ark direnci ile tasarlanmış olan epoksi kapsüllemenin dış yüzeyleridir.

**Sonuç:** SIS şalt sistemi, AIS'nin genişletilmiş kaçak mesafeleri, sık temizlik veya ek muhafaza koruması gerektireceği kirlilik şiddeti sınıf d ortamlarında tam nominal dielektrik performansını korur.

### Sıcaklık ve Nem Performansı

**Hava Yalıtımı Sıcaklık ve Nem Hassasiyeti:**

- Havanın kırılma mukavemeti 20°C'nin üzerindeki her °C için yaklaşık 0,3% azalır
- 55°C ortam sıcaklığında (Orta Doğu ve tropikal tesislerde yaygındır), hava dielektrik dayanımı ~10% kadar azalır.
- İzolatör yüzeylerinde yoğuşma ile 80%'nin üzerindeki bağıl nem, etkili kaçak dayanımını 30-50% azaltır
- Kombine yüksek sıcaklık ve yüksek nem (tropikal kıyı ortamı), etkili hava yalıtım performansını standart test koşullarının 40-60% altına düşürebilir

**Epoksi Reçine Sıcaklık ve Nem Performansı:**

- [Epoksinin yığın dielektrik dayanımı 20°C'nin üzerindeki her °C için yaklaşık 0,1% azalır](https://www.huntsman.com/about/advanced-materials)[4](#fn-4) - havadan üç kat daha az hassas
- Dökme epoksideki nem emilimi, tam daldırma koşullarında ağırlıkça 0,1-0,3% ile sınırlıdır; normal şalt hizmetinde nem alımı ihmal edilebilir düzeydedir
- Termal sınıf F (155°C) derecesi, yalıtım sisteminin 105°C'ye kadar sürekli çalışma sıcaklıklarında (40°C ortam + 65°C sıcaklık artışı) tam performansını koruduğu anlamına gelir

### Kısmi Deşarj Performansı

Kısmi deşarj (PD), yerel elektrik alanı boşluk bozulma gücünü aştığında - tam yalıtım arızasına neden olmadan - bir yalıtım sistemi içindeki boşluklarda, kapanımlarda veya arayüzlerde meydana gelen lokalize elektrik deşarjıdır. PD, katı yalıtım sistemlerinde birincil yaşlanma mekanizması ve yalıtım kalitesinin birincil teşhis göstergesidir.

**Hava Yalıtımında PD:**
Hava yalıtımlı şalt cihazlarında PD, normal çalışma gerilimi altında iletken kenarlarında, izolatör yüzeylerinde ve kirlenme birikintilerinde meydana gelir. Hava yalıtımı, yüzey PD'sine karşı doğal olarak toleranslıdır - hava boşluğu her deşarj olayından sonra kendi kendini iyileştirir. Ancak, bitişik katı yalıtım yüzeylerinde (destek izolatörleri, kablo sonlandırmaları) PD, aşamalı yüzey erozyonuna ve izlemeye neden olur.

**Epoksi Reçine içinde PD:**
Katı epoksi yalıtımında, PD yalnızca üretim sırasında ortaya çıkan boşluklarda, inklüzyonlarda veya arayüz kusurlarında meydana gelir. Boşluksuz APG döküm epoksi, 1,5 × Um'de PD < 5 pC ile normal çalışma voltajı altında esasen sıfır PD aktivitesine sahiptir - tasarım alanı (20-40 kV/cm) boşluksuz bir malzeme için boşluk başlangıç alanının çok altındadır. Hizmette tespit edilen herhangi bir PD aktivitesi, araştırılması gereken bir imalat hatası veya montaj hasarına işaret eder.

### Gerçek Koşullar Altında Karşılaştırmalı Performans

| Performans Parametresi | Hava Yalıtımı (AIS) | Epoksi Reçine (SIS) |
| Kirlilik Seviyesi d Performans | 300 mm aralık / temizlik gerektirir | Etkilenmemiş - açıkta kalan yüzey yok |
| Nem > 80% RH | 30-50% dayanım azaltma | < 5% dayanım azaltma |
| Sıcaklık 55°C | ~10% mukavemet azalması | ~3% mukavemet azalması |
| Yüzeylerde yoğuşma | Şiddetli parlama riski | Etki yok (sızdırmaz yüzeyler) |
| Tuz sisi (kıyı) | Geliştirilmiş sızıntı gerektirir | Etkilenmemiş |
| Kimyasal atmosfer | Yüzey izleme riski | Mühürlü - etkilenmedi |
| Yükseklik > 1.000m | Derating gerektirir | Derating gerektirmez |
| Kısmi deşarj faaliyeti | Yüzeylerde içsel | Boşluksuz malzemede sıfır |

### Müşteri Vakası: Kıyı Sanayi Tesisinde SIS ile Değiştirilen AIS Şalt Cihazında Dielektrik Arızası

Güneydoğu Asya'daki bir kıyı kimyasal işleme tesisinde 12kV dağıtım trafo merkezi işleten kalite odaklı bir işletme sahibi, mevcut AIS şalt cihazında meydana gelen bir faz-toprak parlaması sonrasında Bepto ile iletişime geçti. Yapılan incelemede arızanın nedeni, destek izolatör yüzeylerindeki tuz sisi kirlenmesi olarak belirlendi - tesisin okyanusa 200 metre mesafedeki konumu, kimyasal proses buharlarıyla birleştiğinde, orijinal AIS yalıtım sisteminin üç aylık temizlik bakımı olmadan dayanacak şekilde tasarlanmadığı, kirlilik şiddeti d sınıfı bir ortam yaratmıştı. Üretimin en yoğun olduğu bir dönemde bakım programı aksamış ve biriken kirlilik tabakası nemli bir gece döneminde bir parlamaya neden olmuştur.

Etkilenen panelleri Bepto'nun SIS şalt sistemi ile değiştirdikten sonra, tesis mühendislik ekibi, sızdırmaz epoksi yalıtım sisteminin kıyıdaki tuz sisi ve kimyasal atmosferden sonraki 30 aylık izleme süresi boyunca tamamen etkilenmediğini doğruladı - yalıtımla ilgili sıfır bakım müdahalesi ve yıllık durum izlemede sıfır PD olayı tespit edildi. Katı yalıtımın yüzey kontaminasyonuna karşı bağışıklığı, orijinal arızanın temel nedenini tamamen ortadan kaldırdı.

## Dielektrik Dayanım Farkı SIS Hücre Tasarım Avantajlarını Nasıl Yönlendirir?

![Dökme epoksi reçinenin daha yüksek dielektrik dayanımının, SIS'in (Katı Yalıtımlı Hücre) AIS'e (Hava Yalıtımlı Hücre) kıyasla daha az açıklık ve bara düzeni ile kompakt bir tasarım elde etmesini nasıl sağladığını görselleştiren karşılaştırmalı bir mühendislik diyagramı infografiği. AIS'nin büyük hava boşluklarına ve SIS'nin önemli ölçüde daha küçük epoksi yalıtım kalınlığına sahip olduğu stilize 12kV şalt ünitelerinin kesit çizimlerini göstermektedir. Her ikisi için de formül örnekleri sunulmuştur: AIS için,$$d_{min} = \frac{75 \text{ kV}}{15 \text{ kV/cm}} = 50 \text{ mm}$$ (hava tasarım alanı kullanılarak); SIS için,$$d_{min} = \frac{75 \text{ kV}}{200 \text{ kV/cm}} = 3.75 \text{ mm}$$ (yığın epoksi alanı kullanılarak). Aşağıdaki karşılaştırma tablosu 12kV, 24kV, 40.5kV gerilim seviyeleri ve BIL için açıklıkları ve kalınlığı listelemekte ve tüm seviyelerde SIS için yaklaşık 85% alan azaltımı göstermektedir. Alttaki daha küçük ayrıntılı ekler, formüller ve alan dağılımı çizimleriyle alan derecelendirmesini ve geçirgenlik uyumsuzluğunu açıklamaktadır.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Dielectric-Strength-Advantage-SIS-vs.-AIS-Design-Comparison-Chart-1024x687.jpg)

Dielektrik Dayanım Avantajı - SIS ve AIS Tasarım Karşılaştırma Tablosu

Dökme epoksi reçinenin havaya göre 6 kat dielektrik dayanım avantajı, SIS şalt tasarımında doğrudan ölçülebilir mühendislik faydalarına dönüşür - ilk prensiplerden hesaplanabilen ve kurulu ekipman boyutlarına göre doğrulanabilen faydalar.

### Açıklık Azaltma Hesaplaması

Nominal yıldırım darbe gerilimine (BIL) dayanmak için gereken minimum yalıtım kalınlığı şu şekilde belirlenir:

dmin=BILEdesignd_{min} = \frac{BIL}{E_{design}}

Nerede BILBIL nominal yıldırım darbe dayanım gerilimi ve EdesignE_{tasarım} yalıtım ortamının tasarım alanıdır.

**12kV şalt cihazı için (BIL = 75kV):**

- **Hava yalıtımı:** dmin=75 kV15 kV/cm=50 mmd_{min} = \frac{75 \text{ kV}}{15 \text{ kV/cm}} = 50 \text{ mm} (üniform olmayan saha tasarım değeri kullanılarak)
- **Epoksi reçine:** dmin=75 kV200 kV/cm=3.75 mmd_{min} = \frac{75 \text{ kV}}{200 \text{ kV/cm}} = 3,75 \text{ mm} (toplu kısa zaman değeri kullanılarak; pratik tasarımda güvenlik faktörleri ile 20-40 kV/cm kullanılır → 19-38mm toplam yalıtım)

Pratik sonuç: 12kV'de epoksi yalıtım, hava yalıtımının 120-160 mm boşluk gerektirdiği yerde 15-25 mm katı malzeme gerektirir - canlı iletkenler ve topraklanmış yapılar arasında yalıtıma ayrılan alanda 6-10 kat azalma.

**Gerilim Seviyeleri Arasında Açıklık Karşılaştırması:**

| Gerilim | BIL | Hava Boşluğu (IEC 62271-1) | Epoksi Kalınlığı (pratik) | Alan Azaltma |
| 12kV | 75kV | 120 mm (faz-toprak) | 15-20 mm | ~85% |
| 24kV | 125kV | 220 mm (faz-toprak) | 25-35mm | ~85% |
| 40.5kV | 185kV | 320 mm (faz-toprak) | 40-55mm | ~85% |

### Epoksi Sistemlerde Saha Derecelendirme Mühendisliği

Epoksinin yığın dielektrik dayanımı 180-200 kV/cm iken, pratik tasarım geometrik süreksizliklerdeki elektrik alan konsantrasyonu ile kısıtlanır. İletken kenarlarında, bağlantı arayüzlerinde ve malzeme sınırlarında, yerel alan yığın değerini 2-5 kat aşabilir ve ortalama alan tasarım sınırları içinde olsa bile kısmi deşarj başlangıç noktaları oluşturabilir.

**SIS Şalt Cihazlarında Saha Derecelendirme Teknikleri:**

**Geometrik Derecelendirme:**
Tüm iletken kenarları ve sonlandırma arayüzleri kontrollü yarıçaplarla tasarlanmıştır. İletken yarıçapı arasındaki ilişki rr ve maksimum alan geliştirme faktörü kk öyle:

k=1+2drk = 1 + \frac{2d}{r}

Nerede dd yalıtım kalınlığıdır. 20 mm epoksi yalıtım içinde 5 mm yarıçaplı bir iletken için,k≈9k \yaklaşık 9 - Bu da iletken yüzeyindeki yerel alanın ortalama alanın 9 katı olduğu anlamına gelir. Bu da ya iletken yarıçapının artırılmasını ya da arayüzde alan derecelendirici malzemeler kullanılmasını gerektirir.

**Yarı İletken Saha Derecelendirme Katmanları:**
Bara bağlantılarında, kablo sonlandırmalarında ve kesici arayüzlerinde, ince bir yarı iletken epoksi bileşik tabakası (direnç 102−104 Ω⋅cm10^2 - 10^4 \text{ }\Omega\cdot\text{cm}) iletken ile toplu yalıtım arasına uygulanır. [Bu katman, elektrik alan gradyanını arayüzey boyunca eşit olarak yeniden dağıtarak iletken kenarındaki alan yoğunlaşmasını ortadan kaldırır](https://ieeexplore.ieee.org/document/7483038)[5](#fn-5) ve tepe alanını PD'siz tasarım zarfının içine düşürmek.

**Kapasitif Derecelendirme:**
XLPE kablo yalıtımının şalt epoksi yalıtımıyla buluştuğu kablo sonlandırma arayüzlerinde, kapasitif derecelendirme katmanlarına sahip önceden kalıplanmış gerilim konileri, alanı arayüz sınırı boyunca yeniden dağıtarak kablo ekranı kesme noktasında alan yoğunlaşmasını önler.

### Bağıl Permitivite Uyuşmazlığı Hususları

Katı yalıtım sistemlerine özgü bir tasarım zorluğu, arayüzlerdeki farklı yalıtım malzemeleri arasındaki bağıl geçirgenlik (εr) uyumsuzluğudur:

- **Dökme epoksi reçine:** εr=3.5−4.5\varepsilon_r = 3,5 - 4,5
- **Hava:** εr=1.0\varepsilon_r = 1.0
- **XLPE kablo izolasyonu:** εr=2.3\varepsilon_r = 2,3
- **SF6 gazı:** εr=1.006\varepsilon_r = 1.006

Farklı εr değerlerine sahip iki malzeme arasındaki bir ara yüzeyde, elektrik alanı geçirgenlik oranıyla ters orantılı olarak dağılır:

E1E2=εr2εr1\frac{E_1}{E_2} = \frac{\varepsilon_{r2}}{\varepsilon_{r1}}

Bu, bir epoksi-hava arayüzünde, havadaki alanın bitişik epoksiden 3,5-4,5 kat daha yüksek olduğu anlamına gelir - bu nedenle epoksi yüzeyindeki herhangi bir hava boşluğu veya aralık, yığın epoksi tasarım değerinin çok altındaki alanlarda kısmi deşarj başlangıç noktası haline gelir. Bu, boşluksuz APG dökümünün ve tüm malzeme arayüzlerinde uygun alan derecelendirmesinin SIS şalt cihazı üretiminde pazarlık konusu olmayan kalite gereklilikleri olmasının fiziksel nedenidir.

## Epoksi Yalıtım Sistemleri için Şartname ve Kalite Doğrulama Gereklilikleri Nelerdir?

![IEC tabanlı doğrulama verilerini gösteren kapsamlı epoksi yalıtım testi gösterge tablosu: kabul kriterleri (1000 MΩ IR, >600 V CTI, >180 s ark direnci, >180 kV/cm mukavemet, >0,5 mm boşluk yok) ile entegre test tablosu (Kısmi Deşarj, Güç Frekansı Dayanımı, Darbe, İzolasyon Direnci, CTI, Ark Direnci, Toplu Dielektrik Dayanımı, Boşluk İncelemesi). PD eşik grafiği (<5 pC / <10 pC), dayanım gerilimi karşılaştırma tablosu, CTI ve ark direnci göstergeleri ve kesit boşluk analizi diyagramı içerir. Temiz profesyonel veri görselleştirme, 3:2 oran, ekipman gösterilmemiştir.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Epoxy-Insulation-System-Specifications-and-Verification-Dashboard-1024x559.jpg)

Epoksi Yalıtım Sistemi Özellikleri ve Doğrulama Panosu

Epoksi reçinenin havaya göre dielektrik dayanım avantajı, yalnızca yalıtım sistemi boşluksuz kalite standartlarına göre üretilirse ve uygun elektrik testleriyle doğrulanırsa hizmette gerçekleşir. Üretim boşlukları, arayüz kusurları veya yanlış saha derecelendirmesi olan bir epoksi yalıtım sistemi, iyi tasarlanmış hava yalıtımından daha kötü performans gösterebilir - çünkü havanın aksine, katı yalıtım kısmi deşarj hasarından sonra kendi kendini iyileştirmez.

### Adım 1: Yalıtım Kalitesi Gerekliliklerini Belirleyin

- **Kısmi Deşarj Seviyesi:** 'de PD < 5 pC olarak belirtin 1.5×Um/31,5 \times U_m / \sqrt{3} bireysel döküm bileşenler için (fabrika testi); PD < 10 pC 1.2×Um/31,2 \times U_m / \sqrt{3} komple kurulu montaj için (saha kabul testi)
- **Dielektrik Dayanım:** Güç frekansı dayanımını belirtin 2×Um+1 kV2 \times U_m + 1 \text{ kV} 60 saniye boyunca ve IEC 62271-1 uyarınca nominal BIL'de yıldırım darbesine dayanım
- **İzolasyon Direnci:** Fabrika kabulü ve saha devreye alma sırasında fazlar ve faz-toprak arasında 2,5kV DC'de IR > 1.000 MΩ belirtin
- **İzleme Direnci:** Açıkta kalan tüm epoksi yüzeyler için IEC 60112 uyarınca CTI (Karşılaştırmalı İzleme İndeksi) > 600V belirtin
- **Ark Direnci:** Anahtarlama elemanlarına bitişik yüzeyler için IEC 61621 uyarınca > 180 saniye ark direnci belirtin

### Adım 2: Üretim Kalitesini Doğrulayın

- **APG Süreç Sertifikasyonu:** Döküm bileşenlerinin belgelenmiş süreç parametreleri (enjeksiyon basıncı, kalıp sıcaklığı, kürlenme döngüsü) ile Otomatik Basınç Jelasyonu ile üretildiğine dair kanıt talep edin
- **Bireysel Bileşen PD Test Kayıtları:** Her döküm bara, CT ve yalıtım ara parçası için fabrika PD test sertifikası gereklidir - parti örneklemesi değil
- **Malzeme Sertifikası:** Dielektrik dayanımı, termal sınıf, CTI ve ark direnci değerlerini doğrulayan epoksi reçine sistemi malzeme veri sayfasını talep edin
- **Geçersizlik Denetimi:** Kritik bileşenler için, 0,5 mm çapın üzerinde iç boşluk bulunmadığını doğrulayan X-ray veya ultrasonik muayene kayıtlarını talep edin

### Adım 3: Standartları ve Sertifikaları Eşleştirin

- **IEC 60243-1:** Katı yalıtkan malzemelerin dielektrik dayanım ölçümü
- **IEC 60270:** Kısmi deşarj ölçümü - katı yalıtım için birincil kalite doğrulama standardı
- **IEC 60112:** Katı yalıtım malzemelerinin izleme direnci (CTI)
- **IEC 61621:** Katı izolasyon malzemelerinin ark direnci
- **IEC 62271-1:** YG şalt cihazları için ortak özellikler - dielektrik dayanım gereksinimleri
- **IEC 62271-200:** Metal mahfazalı OG şalt - komple panel dielektrik tip test gereksinimleri
- **IEC 60587:** Yalıtım malzemelerinin yüzey deşarj koşulları altında elektriksel erozyon direnci

### İzolasyon Doğrulama Test Özeti

| Test | Standart | Kabul Kriteri | Uygulandığında |
| Kısmi Deşarj | IEC 60270 | 1,5 × Um'de | Fabrika, her bileşen |
| PD (kurulu montaj) | IEC 60270 | 1,2 × Um'de | Saha devreye alma |
| Güç Frekans Dayanımı | IEC 62271-1 | 2×Um+1kV, 60s'de arıza yok | Fabrika tipi + rutin test |
| Yıldırım Darbe Dayanımı | IEC 62271-1 | Nominal BIL'de arıza yok | Fabrika tip testi |
| İzolasyon Direnci | IEC 60270 | 2,5kV DC'de > 1.000 MΩ | Fabrika + saha devreye alma |
| İzleme Direnci (CTI) | IEC 60112 | > 600V | Malzeme kalifikasyonu |
| Ark Direnci | IEC 61621 | > 180 saniye | Malzeme kalifikasyonu |
| Dielektrik Dayanımı (dökme) | IEC 60243-1 | > 180 kV/cm | Malzeme kalifikasyonu |

### Yaygın Yalıtım Özellikleri ve Doğrulama Hataları

- **Münferit bileşen kayıtları yerine toplu PD test sertifikalarının kabul edilmesi** - Bir partideki boşluk içeren tek bir bileşen, bireysel PD kriterlerini geçemezken parti ortalaması testini geçebilir; her döküm bileşeni için ayrı test kayıtları gerekir
- **Kurulumdan sonra saha PD testinin ihmal edilmesi** - Taşıma titreşimi, kurulum işlemleri ve bara bağlantı montajı, fabrika testinde bulunmayan yalıtım kusurlarını ortaya çıkarabilir; saha PD testi, kurulum bütünlüğünü doğrulamak için tek güvenilir yöntemdir
- **PD seviyesi belirtilmeden dielektrik dayanımının belirtilmesi** - Bir bileşen, bozulma eşiğinin altında PD üreten boşluklar içerirken gerilime dayanma testlerini geçebilir; PD testi, testin gözden kaçırdığı yeni başlayan kusurları tespit eder
- **Kablo arayüzlerindeki geçirgenlik uyumsuzluğunu göz ardı etme** - XLPE arasındaki kablo sonlandırma arayüzleri (εr=2.3\varepsilon_r = 2,3) ve epoksi (εr=4.0\varepsilon_r = 4.0) önceden kalıplanmış gerilim konileri gerektiren alan yoğunlaşması yaratır; iec-62271-200 şalt cihazlarında kablo arayüzlerindeki yalıtım hatalarının en yaygın nedeni yanlış sonlandırmadır

## Sonuç

Dökme epoksi reçine ve hava arasındaki dielektrik dayanım karşılaştırması sadece akademik bir malzeme bilimi alıştırması değildir - katı yalıtımlı şalt sisteminin hava yalıtımlı selefine göre her boyutsal, performans ve çevresel avantajını açıklayan nicel mühendislik temelidir. Epoksi reçinenin 6× yığın dielektrik mukavemet avantajı doğrudan 85% açıklık azaltma, kirlilik bağışıklığı, nemden bağımsızlık ve irtifadan bağımsız performansa dönüşürken, boşluksuz APG üretim süreci ve kısmi deşarj doğrulama protokolü teorik malzeme avantajının kurulu her panelde tam olarak gerçekleşmesini sağlar.

**Epoksi yalıtım kalitesini sadece voltaj değerine göre değil, kısmi deşarj seviyesine göre belirleyin - çünkü katı yalıtım teknolojisinde, 5 pC ile 50 pC arasındaki fark, 30 yıllık bir yalıtım sistemi ile gerçekleşmeyi bekleyen erken bir arıza arasındaki farktır.**

## Epoksi Reçinenin Havaya Karşı Dielektrik Dayanımı Hakkında SSS

### **S: Dökme epoksi reçinenin havaya kıyasla dielektrik dayanımı nedir ve bu fark OG şalt tasarımı için neden önemlidir?**

**A:** Dökme epoksi reçine, hava için 30 kV/cm'ye karşılık 180-200 kV/cm'lik bir yığın dielektrik dayanımına sahiptir - yaklaşık 6 kat daha yüksektir. Bu, SIS şalt cihazının 12kV'de 120-160 mm hava boşluklarını 15-20 mm katı epoksi ile değiştirmesine olanak tanıyarak 40-60% panel ayak izinin azaltılmasını sağlarken yüzey kirliliği arıza modlarını ortadan kaldırır.

### **S: Epoksi yalıtım için pratik tasarım alanı (20-40 kV/cm) neden ölçülen dielektrik dayanımından (180-200 kV/cm) çok daha düşüktür?**

**A:** 5-10× güvenlik faktörü, sürekli AC stresi (1,6 milyar döngü) altında 30 yıllık yaşlanmayı, 3-5× nominal gerilimde geçici aşırı gerilim olaylarını, termal yaşlanma etkilerini ve herhangi bir üretim boşluğunda kısmi deşarj erozyonunu hesaba katar - bunların tümü dielektrik mukavemetini kısa süreli laboratuvar ölçüm değerinin altına kademeli olarak düşürür.

### **S: Nem ve kirlilik, endüstriyel OG uygulamalarında hava yalıtımının epoksi reçineye karşı dielektrik performansını nasıl etkiler?**

**A:** Yüksek nem (> 80% RH) ve yüzey kirliliği, yalıtkan kaçak yollarındaki yüzey iletkenliği yoluyla hava yalıtım dayanımını 30-50% azaltır. SIS şalt cihazındaki dökme epoksinin açıkta hava boşluğu yüzeyleri yoktur - kirlilik birincil yalıtım ortamına ulaşamaz ve kirlilik şiddeti d sınıfı ortamlarda tam dielektrik performansı korur.

### **S: Yalıtım arayüzlerinde epoksi reçine ve hava arasındaki bağıl geçirgenlik uyumsuzluğunun önemi nedir?**

**A:** Bir epoksi (εr = 4.0) ile hava arayüzünde, havadaki elektrik alanı bitişik epoksiden 4 kat daha yüksektir. Bu nedenle epoksi yüzeyindeki herhangi bir hava boşluğu veya aralık, ortalama tasarım alanının 4 kat üzerinde alan seviyelerine maruz kalır - yığın malzeme bozulma eşiğinin çok altındaki voltajlarda kısmi deşarj başlangıcı yaratır, bu nedenle boşluksuz APG dökümü pazarlık konusu olmayan bir üretim gereksinimidir.

### **S: SIS şalt cihazındaki dökme epoksi yalıtımın hizmette nominal dielektrik dayanımını karşıladığını doğrulamak için doğru elektrik testi nedir?**

**A:** IEC 60270 uyarınca 1,5 × Um/√3 (fabrika, münferit bileşenler: PD < 5 pC) ve 1,2 × Um/√3 (saha devreye alma, kurulu montaj: PD < 10 pC) değerlerinde kısmi deşarj ölçümü. PD testi, gerilim dayanım testlerinin gözden kaçırdığı eşik altı boşlukları ve arayüz kusurlarını tespit eder - uzun vadeli yalıtım bütünlüğünün tek güvenilir göstergesidir.

1. “Dielektrik Dayanımı”, `https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_strength`. Standart atmosferik koşullarda tek tip hava boşlukları için temel bozulma alanı değerleri sağlar. Kanıt rolü: istatistik; Kaynak türü: araştırma. Destekler: hava bozulma alanı değeri. [↩](#fnref-1_ref)
2. “IEC 60243-1: Yalıtım malzemelerinin elektriksel dayanımı - Test yöntemleri”, `https://webstore.iec.ch/publication/1150`. Katı dielektrikler için standart kısa süreli test metodolojisini ve referans değerlerini tanımlar. Kanıt rolü: standart; Kaynak türü: standart. Destekler: epoksi kısa süreli dielektrik dayanımı. [↩](#fnref-2_ref)
3. “IEC TS 60815-1: Kirli koşullarda kullanılması amaçlanan yüksek gerilim izolatörlerinin seçimi ve boyutlandırılması”, `https://webstore.iec.ch/publication/3725`. Dört standart kirlilik şiddeti seviyesini ve sızıntı mesafesi gerekliliklerini belirtir. Kanıt rolü: standart; Kaynak türü: standart. Destekler: IEC kirlilik şiddeti sınıflandırması. [↩](#fnref-3_ref)
4. “Gelişmiş Malzemeler Teknik Verileri”, `https://www.huntsman.com/about/advanced-materials`. Bisfenol-A epoksi dielektrik dayanımının termal bozunma eğrisini detaylandıran teknik veri sayfası. Kanıt rolü: mekanizma; Kaynak türü: endüstri. Destekler: epoksi dielektrik performansı üzerinde sıcaklık etkisi. [↩](#fnref-4_ref)
5. “Orta Gerilim Sonlandırmalarında Saha Derecelendirmesi”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/7483038`. Yalıtım arayüzlerinde gerilim azaltma için yarı iletken katmanların uygulanmasını analiz eder. Kanıt rolü: mekanizma; Kaynak türü: araştırma. Destekler: yarı iletken katmanlar tarafından alanın yeniden dağıtılması. [↩](#fnref-5_ref)