elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Enerji Taşınmasında Birden Fazla İletkenin Kullanılması

Günümüzde yerleşim birimlerinin kalabalıklaşması ile birlikte enerji tüketimi günbegün artmaktadır. Enerjinin havai hatlarla bir yerlere taşınması neredeyse imkansız hale gelmiştir. Yeraltı kablolarının gerilim ve akım değerlerinin yarattığı yüksek elektriksel ve ısıl zorlanmalar dolayısıyla bu kabloların analizi diğer iletim hatlarına nazaran daha karışıktır.



A- A+
11.12.2012 tarihli yazı 14977 kez okunmuştur.

Enerjinin birden fazla kablo ile taşınması durumunda, (1) denkleminden bulunan akım değeri kablo adedine (n) bölünür. Enerjinin birden fazla kablo ile taşınması durumunda kablonun taşıyabileceği akım,

I=(Ih/kn)  (3)
 

Ih: Hat akımı

k: Kanal içinde birden fazla kablo döşenmesi durumunda akım değiştirme katsayısı

n: Kablo adedi


Tablo 1'den bu akım değerini taşıyan kesit değeri bulunur. Kablonun döşeme şartları normalden farklı ise,


I =( Ih' / n )  (4)


formülünden bulunur. Burada;


Ih': Normalden farklı koşullarda hat akımı

n: Kanal içine döşenecek kablo adedi


Bu akım değerini karşılayan kesit Tablo 1'den seçilir. Tablo 2'de aynı kanal içine birden fazla kablo döşenmesi durumunda akım değiştirme katsayıları verilmiştir. Kablolarda kullanılan bakır ağırlığı,


G1= (S1*Ly ) (5)


formülünden bulunur. Burada; G1 kullanılan bakır ağırlığını, S1 iletken kesit alanını, L kablonun uzunluğunu, y bakırın özgül ağırlığını göstermektedir.



Şekil 3 İletken ağırlığının iletken çapına ilişkin değişimi


İletken çapı artıkça iletken ağırlığı karesel bir şekilde artmaktadır. Enerjinin birden fazla kablo ile taşınması durumunda bakır ağırlığı,


          (6)


formülü ile hesaplanır. Burada; G2 kullanılan bakır ağırlığını, S2 iletken kesit alanını göstermektedir. Bu durumda yapılan bakı tasarrufu,


Gfark = G2- G1        (7)


Formülü ile bulunur. Kaliteli enerji gerilimi, frekansı sabit harmonik oranı standartlarca kabul edilen seviyelerde olan uygun kablo kesitli ve sonsuz güçlü şebekelerle mümkündür.
 


Tablo 2 Kanal içinde kablolara ait akım değiştirme katsayısı



Sonuçlar ve Öneriler

Enerjinin birden fazla kablo ile taşınmasında işletme emniyeti ve ekonomiklik bakımından birçok faydalar vardır. Enerjinin birden fazla kablo ile taşınmasının incelendiği bu çalışmada elde edilen sonuç ve öneriler şu şekilde sıralanabilir:


Büyük güçlerin, büyük kesitli bir kablo yerine, eşit kesitli ve birden fazla kablo ile taşınması daha ekonomiktir. Bu durum işletme emniyeti bakımından da daha güvenlidir. Büyük kesitli bir kablo kullanıldığında kablodaki bir arıza durumunda enerjinin tümü kesilir. Birden fazla kablo ile enerji taşındığında kabloların birkaçında arıza olsa dahi enerjinin tümü kesilmez. Enerjinin sürekliliği açısından bu durum önemlidir. Açık havada döşenen kablolar olabildiğince güneş ışınlarının etkilerinden korunmalıdır.

Enerjinin birden fazla kablo ile taşınması durumunda kullanılacak bakır miktarında önemli azalmalar oluşur. Bu da günümüz ekonomik darboğazında oldukça önemli bir avantajdır. Tesisin maliyeti, teknik ve ekonomik kriterler bakımından optimum şartları sağlamalıdır.

Kısa devreler elektrik tesislerinde istenmeyen olaylardandır. Kısa devrelerin en şiddetlisi üç faz arası kısa devredir. Elektrik kablolarında iletken seçimi faz nötr arası kısa devreye göre belirlenir. Bu kısa devre durumunda koruyucu sigortanın hemen devreyi açması istenir. Bu kısa devre durumunda devreyi açan bir sigorta diğer kısa devre durumlarında devreyi daha kısa sürelerde açar.

Kablo iletkeninin işletme sıcaklığına ulaşma süresi yaklaşık olarak '6. τ' değerindedir. Burada, 'τ' minimum işletme sıcaklığını göstermektedir. Kısa devre durumlarında işletme sıcaklığına ulaşma süresi oldukça kısalmaktadır. PVC izolasyonlu kablolarda izin verilen iletken sıcaklık derecesi 70 C dir. Kısa devreler ile aşırı yüklenmelerde iletken bu sıcaklık derecesine hemen ulaşır. Bundan dolayı elektrik tesislerinde aşırı yüklenme ve kısa devrelere karşı sistemin korunması gerekir. Kısa devre hesapları mutlak surette yapılmalıdır

Kablo güzergahı seçilirken, bataklık, göl, nehir, orman ve köprü gibi yerler ile maden ocakları, taşlık ve engebeli yerlerden elden geldiğince kaçınılmalıdır. Şehir merkezlerinde ise, su borusu, doğalgaz tesisleri, kanalizasyon borularından kaçınılmalıdır.

Kısa devrede hasarların önlenmesi için tek damarlı kablolar zemine sıkı bir şekilde sabitlenmelidir. Kablolar kısa devrelere karşı termik manyetik şalterlerle korunmalıdır. Kablo ve çevresini yangın tehlikesinden korumak ve yangının yayılmasını önlemek için kablolar yanıcı maddeler üzerine döşenmemelidir.

Toprağa doğrudan gömülü kabloların yönetmenliklerin gösterdiği koşullara göre döşenmesi sağlanmalıdır. Çelik zırhsız kabloların yeraltında beton kanallar, beton büzler veya beton muhafaza içine alınmış PVC borular içinde kullanılması yerinde olur. Kablolar döşendikleri yerlerdeki kimyasal etkilere, su, rutubet ve hava koşullarına dayanacak tipte kablolar seçilmelidir.

Bir enerji kablosu ile başka bir enerji kablosu ya da kumanda kablosu arasındaki en küçük açıklık 7 cm'den az olmamak koşulu ile kablo çapı kadar olmalıdır.

Kumanda kabloları arasında açıklık gerekmez.

Kabloların koruyucu kılıfları ya da yalıtkanları bulundukları yerlerde zorlanmamalı ve zedelenmemelidir. Kablolar gerektiğinde koruyucu büz yada borular içine alınmalıdır.

Kablo kanala, ilerde zemin değişimleri dikkate alınarak 'S' şeklinde döşenmelidir. Alçak gerilim ile orta gerilim kabloları aynı kanal içine döşendiğinde araya tuğlalar konmalıdır.

Üst üste döşenirse alçak gerilim kablosu üste gelecek şekilde döşenmelidir. Bu durumda da araya tuğlalar döşenmeli dolgu maddesi olarak çakıl kum karışımı kullanılmalıdır.

Yeraltı kablolarının akım taşıma kapasiteleri bulundukları ortamın ısı iletme özelliği ile sıkı sıkıya bağlıdır. Kablonun döşendiği yerdeki ısı iletme özelliğinin bilinmesi gereklidir. Uzun tesislerde gerilim düşümü ve enerji kaybı, genellikle kötü şart olarak karşımıza çıkar. Bu nedenle uzun tesislerde, gerilim düşümü veya enerji kaybına göre tespit edilir. Gerekirse ısınma yönünden de kontrol edilir. Normal şartlar yakalanmadığında akım değiştirme katsayıları dikkate alınmalıdır.

Ağır taşıtların geçtiği güzergahtan geçen kablolar mutlak surette çelik zırhlı seçilmelidir.

Bir enerji kablosu ile telekomünikasyon, demiryolu, otoyol vb. ile ilgili kabloların birbirlerine yaklaşmaları ya da birbirlerini kesmeleri durumunda aralarındaki açıklık en az 30 cm. olmalıdır. Bu açıklık daha küçük olduğunda kablolar yanmayan gereçlerden yapılan levha, yarım büz ya da borularla korunmalıdır.

Yüksek gerilim yeraltı kablo güzergahının belirlenmesinde uygun aralıklarla kalıcı işaretler konulmalıdır.
Yeraltı kabloları üzerinde çalışmaya başlamadan önce (özel bir talimatın bulunmaması halinde) kablonun beslendiği bütün noktalar enerjisiz ve topraklı hale getirilecektir.

Birden çok yeraltı kablosunun aynı kanaldan geçtiği durumlarda çalışma yapılacak kablonun seçilmesinde uygun gerilim kontrol cihazları kullanılacaktır. Çalışma yerinde işe başlamadan önce koruyucu güvenlik önlemleri alınacak ve izole malzeme kullanılarak kapasitif boşaltmayı temin amacı ile bütün iletkenler kısa devre edilerek topraklanacaktır.

Çalışma bitiminde faz kontrolü ve benzeri çalışmalar için topraklama kaldırıldığında, yeniden gerilim altına girme tehlikesine karşı bütün ayırıcı ve kesiciler açık olacaktır.

Alçak gerilim şebekesi yeraltı kablolu ise mekanik dayanım için kontrole gerek duyulmaz. Yeraltı kablolarında kullanılan plastik ve kağıt yalıtkan, mekanik zorlanmalara karşı çelik bandaj (zırh) ile korunmuştur. Kablo kesitleri, yük akımına bağlı olarak çeşitli kablo tiplerine, döşeme durumlarına ve ortam koşullarına göre standartlarda belirtilen ya da yapımcılar tarafından bildirilen yükleme durumlarına göre belirlenir.

Mekanik darbelerin oluşabileceği güzergahlarda çelik borular kullanılmalıdır. Çelik borular nerede kullanılırsa kullanılsın üç faz aynı borudan geçirilmelidir. Tek damar olması durumunda anti manyetik malzeme kullanılmalıdır.

Yüksek gerilim kablolarına dahilde ve hariçte kullanılması durumunda kablo başlığı takılmalıdır. Kablo başlıkları, kabloya su ve nemin girmesini önleyecek şekilde olmalıdır.

Alçak gerilim kablolarda su girmesini önleyecek tedbirlerin alınması durumunda kablo başlığı kullanılmayabilir.

Toprak içine yerleştirilen kabloların altında ve üstünde yaklaşık 10 cm kalınlıkta elenmiş ince kum kabloya yataklık etmelidir. Kablonun üzerindeki kumun üzerine ve aynı kanala döşenen alçak gerilim ve yüksek gerilim kabloları arasına tüm kablo boyunca dolu tuğla veya en az 6 cm kalınlıkta beton plaka veya plastik vb. malzemelerden yapılmış koruyucu elemanlar yerleştirilmelidir.

İnsanların yoğun bulunduğu, tüm yapılar, yüksek katlı binalar, hastaneler, tüneller, tiyatrolar, okullar, alışveriş merkezleri gibi yerlerde yangın anında az duman çıkaran, halojensiz özellikli kablolar tercih edilmelidir. Kablolu dağıtım sistemlerinde yangın oluşmasına mutlak surette engel olunmalıdır. Yatay olarak serilen PVC yalıtkanlı kablo demeti üzerinde yangının ilerleme hızı 20 m/dk'dır (CEGB, İngiliz kuruluşu). PE (polyethylene) ve PP (polypropylene) malzemeleri içeren kablolar çok daha kolay yanabildikleri gibi ayrıca eriyen damlaların oluşturduğu sıcaklık ile diğer komşu malzemeleri de kolayca yakabilirler. Diğer plastiklerden mesela sert PVC yangını üzerinde taşımamakla birlikte kısa zamanda yumuşaması ve erimesi ile sıcaklığın yükselmesine ve doğal olarak yangının kısa zamanda binanın başka bölümlerine yayılmasına neden olmaktadır.

PVC kablolar sadece yangının yayılmasına neden olmazlar. Aynı zamanda yoğun koyu renkte dumana da neden olurlar. Bu duman itfaiyecilerin kurtarma ve söndürme çalışmalarını çok zorlaştırır, İçerdiği toksik ve kanserojen maddeler insanlara zararlıdır.

Alçak gerilim ile orta gerilim kabloları aynı kanal içinde döşendiği durumlarda, orta gerilim kablosu alta alçak gerilim kablosu üste gelecek şekilde döşenmelidir. Aralarına kanal boyunca tuğla döşenmelidir.

ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar