AVRUPA KUVVETLİ AKIM KABLO TEKNİĞİNİN İNKİŞAF KRONOLOJİSİ

Çeviren : Orhan Zeki DEMİRAY

Y. Müh. E.E.Î.M.

Kablolar, elektrik cihazlarının en uzun ömür­ lü olanıdırlar ve senelerce kabiliyetlerinden hiç bir şey kaybetmezler. Kablo tekniğinin tarihçe­ sine bir göz atılacak olursa, görülürki hadise yaratacak bir inkişaf hamlesi pek cüz'idir. Kab­ lo spesiyalistlerinin uzun çabaları neticesi kab­ lonun mükemmeleştirilmest ve ucuzlatılması için elde edilen bir yığın ufak ilerlemeler, ancak materiyal üzerinde derin çalışmalarla kabil olmuş­ tur.

Kablo tekniğinin istibali- hakkında bir görü­ şe sahip olabilmek için eski senelere inen inki­ şaf seyrini gözden geçirmek gerekir.

Kablo tekniğinde ilk atılan adımlara bakıla­ cak olunursa görülürki, ilk ehemmiyeti haiz kablo ; yağ ihtiva eden dolgu maddesi ile emprinye edilmiş kâğıt izoleyi havi idi. Aynca bu izoleyi koruyan dikişsiz bir kurşun manto mev­ cuttu. İletken Bakır veya Alüminyumdan imâl ediliyordu ve kurşun manto yerin korroziyon et­ kisine karşı asfaltlanmış tekstil maddesi ile korunuyordu ; bu tekstilin altında ihtiyaca göre tel veya bandaj zırh mevcuttu. Bu kablolar he­ nüz yüzyılın başlangıcında mevcuttu ve o ka­ dar yayılmıştılarki, daha o zaman (1903) esas karekteristikleri ve akım yüklenme değerleri normlaştırıldı. Bu nizamname okunursa bugün kullanılmakta olan kâğıt - izoleli - kurşun kılıflı kobloların nizamnamesinin aynı olduğu hemen görülür. Bundanda anlaşılıyorki bu kablolar yük­ sek gerilim alanında daha birçok seneler talep kudretini muhafaza edeceklerdir.

Otuz sene evveline kadar kâğıt izoleli - kur­ şun kılıflı kablolar alçak gerilim için şarttı, yük­ sek gerilimler için Radyal alanlı - dolgulu kablo­ lar ve çok yüksek gerilimler için de «Termik stabl» yağlı kablolar kullanılıyordu. Bunların hepsi kâğıt izolasyona havi idiler. Aynı zaman­ da geniş kullanma sahası bulunan lâstik (daha ziyade tabii kauçuk imlâtı) sabit olmıyan hare­ ketli müstehliklerin bağlandığı iletkenlerde, veya gemi kablolarında izolasyon olarak kullanılıyor­ du. O zamanlar ilk defa Kimya Endüstirisinln yardımı ile izolasyon maddesi ve kılıf olarak sun'i madde kullanıldı. Uygun bulunan sun'i maddeler sert ve gevrek, kolay kırılır oldukla­ rından, bu maddeye ilâve edilerek istenen yumu-

saklığı elâstltiyeti verecek yumuşatıcı maddenin bulunması için çalışmalar başladı.

Uygun materiyal ve metodu bulmakta kar­ şılaşılan en büyük güçlük kablonun hususiyet­ lerine ve bilhassa kullanılma yerine bağlıdır. Kablolar hem toprağın içinde hemde su içerisin-' de veya Deniz suyunda kullanılabilmeli ve hatta güneş ışınlarına karşı mukavim olmalıdır. Bü­ tün bu şartları aynı zamanda yerine getirecek bir madde bulmak kolay değildir. Zira yazının başında da belirtildiği gibi kablolardan bu şart­ ları senelerce temin etmesi istenir. En büyük güçlüklerden biri de mecburiyet tahtında zaman bakımından sınırlı bir aralıkta araştırma ve de­ neyler yapıp kabloların ömrü hakkında neticelere varmaktır.

Bütün Avrupa Devletlerinin iştirak ettiği son harpte bütün araştırmalar harp için lüzumlu olan ham maddenin tasarrufu hedefine yönelmişti. Malzeme mahrumiyetinin en şiddetli safhada olduğu Almanya'da sun'i madde araştırmaları ön plânda gidiyordu. Tabiatla mücadele etmek zorluğu ve zaman müstaceliyeti sebebiyle bir çok başarılar meyamnda bazı muvaffakiyetsizlikler de yer aldı.

Harpten sonra bütün memleketlerde Endüstirinin yemden kurulması ile harp esnasında bulunmıyan veya yerine başka maddeler kullanı­ lan ham maddlere tekrar kavuşuldu^ halde kablo endüstrisinde sun'i maddeden vazgeçilme­ di. Bilâkis bu hususta başlıyan çalışmalar başka memleketlerin elde ettiği tecrübelerle devam etti.

Kablo tekniğinin son elU senesinde Avrupa devletlerinde müşterek bir görüş birliği yoktu. Meselâ harp içinde dahi kolonileri vasıtasiyle yeter derecede kauçuk temin eden tngiltsre kab­ lo tekniğinde sun'i madde kullanma yoluna uzun bir tereddüt devresi ile girdiği halde, dijjer dev­ letlerde sentetik izalosyon maddesi imali he­ men başladı, iki favori madde mevcuttu : Polietilen (PE) ve Polivinilklorid (PVC). ÎLk sene­ ler hangisinin daha kabule şayan olduğu hakkın­ da bir neticeye varılamamıştı. Kablo sahasının büyük imalâtçılarından biri olan Almanya'da

herkes (PVC) de hem fikirdi. PVC alçak geri­ lim sahasında rakipsiz kaldı. Yüksek gerilim sahasında ise henüz bir neticeye varılamadı. Fakat ileride de belirtileceği gibi bu sahada da yi sonuçlar elde edildi.

Sun'i maddede izoleli kablonun Almanya'da ne ölçüde İmâl edildiği resim 1. de görümektedir. 1951'de 0.44 MDM gibi gayet cüz'i bir meb­ lağda İken 1962'de imalât 300 MDM'ın üstüne çıkmıştır. Bu toplam kuvvetli akım kablo İma­ lâtının takriben % 52 sini, kilometre olarakta % 80'ini ihtiva etmektedir.

Eğride enteresan bir noktada, konjuntur şartlarının oynamasının sun'l izoleli kablo İmalâ­ tında görülmemesidir.

tki mühim sun'i maddenin arasındaki fark­ ları iyice görebilmek için burada biraz kimya sahasına girmek gerekir. Polietilen ve Polivinilklorid maddelerinin hem ikisinin de başındaki

Şekil : 1 — Batı Almanya'da kuvvetli akım kablo imâli.

Poli ekl( çok manasına gelirki, bu da her bir zincir tanzimindeki moleküllerinden müteşekkül büyük molekülleri belirtmek içindir. Polietilen, Etilen CH., = CH2 den meydana gelmiştir ve simetrik guruplarda aşağıdaki formda bir zin­ cir teşkil eder.

—CH, -CH, —CH.— Polivinilklorid, Nikilklorld moleküllerinden meydana gelmiştir.

Cl 1 CH, = C 1 H

Buradaki simetrisizlik, bu maddenin kulla­ nılmasında elektriki özelliğinden dolayı büyük bir manâ ifade eden klor atomundan husule ge­ lir. Simetrik olmayan moleküller elektrik: alan­ da bir Dipolmomenti gibi tesir ederler. Alter­ natif alanda bu moleküller sabit yerleri etrafın­ da titreşim yaparak elektriki kayıp diye görü­ len bir sürtünme ısısı meydana getirirler. Dü­ şük elektriki alanlarda ve düşük frekanslarda bu kayıplar mühim değildir. Fakat yüksek ge­ rilim meselâ 20 kV ve daha yukarısı veya yük­ sek frekanslarda dielektrikin ısısı o kadar artarki kablonun akımla yüklenme değerini dü­ şürmek gerekir. Buna rağmen istisnai haller ve kısa mesafeler için 30 kV'a kadar PVO-izo-, leli kablolar imâl ediliyor.

O halde niçin dielektrik kayıpsız Polietilen kullanmıyor da bu madde kullanılıyor suali so­ rulabilir. Bunun sebebi PVC'nln; aynı şekilde PVC bazındaki karışımın teknik ve mekanik vasıflarıdır.

«Yüksek Parafin» adı da verilen Polie:llen katıksız olarak veya pek az yabancı madde ilâ­ ve edilerek kullanılır. Bu durumda izolasyon maddesi kablo teknisyenleri için bir dert olan relatlf düşük erime noktalı ve yanıcıdır. Her ne kadar ayrı bir metodla elde edilen, ipıik ipek­ linde zincir molekülleri birbirleri ile düğüm.enmiş, yüksek erime noktalı «Ağ dokulu» Poli­ etilen mevcutsa da; bu maddenin imalât zo.-luğu bir istikbal vaad etmemektedir.

PVC için durum başkadır. Saf durumda iken cam gibi kırılır olan bu madde, yağ ihtiva eden uygun maddelerin ilâvesi ile karekterini değişıtirir ve ısı tesiri ile plâstikleşir. Ana maddeye çok miktarda tali maddeler ilâve edilebilir, ve rengi temin edilir. Çok iyi bir şekilde ısıyı İletmesi ve güneş ışığına karşı mukavimliği için çok miktar­ da is ilâve edilebilir. PVC'nin diğer bir özelliği de yanıcı olmayışıdır. PE'nin baş düşmanı olan ozon'a karşı mukavim oluşudur.

PVC daha birçok mühim özelliklere haizdir. PVC'ııin bu üstünlüğü en çok katılan maddeye ve imalâttaki titizliğe bağlıdır. Kablo teknttfi katım maddesinde çok iyi bir homojenite ve çok titiz bir kontrol ister. Karışını ma-ideslnin ehemmiyetini idrak için meselâ lâstik karışım nı ele alalım; Otomobil lâstiği ve silgi, her Ikiside lâstiktir fakat her ikisinin de mekanıhi vasıfları tamamen farklıdır.

Avrupa'da her hususta ihtiyaca cevap vere­ bilecek sun'i kablo imâl edilmeğe muvaffak olunduğundan beri bütün memleketler alçak ge­ rilim sahasında tamamen bu kabloyu tercih et­ tiler. 1948 de sun'i madde izoleli ve mantolu; kurşunsuz kablonun tecrübe mahiyetinde kulla­ nılması için ilk talimatname yazıldı. (Bu zama­ na kadar kablolar kurşun bir mantoya havi ol­ mak mecburiyetinde idiler) önce endüstri bü­ tün salt tesislerinde sun'i kablo kullandı.

On senelik bir işletme tecrübesi gösıtermiştırki PVC-Bazlı plâstik kablo bu gerilim sahası için en uygun kablo tipidir. Avrupadıı bu kab­ lonun, şebeke kablosu olarakta kulla:ıılma sa­ hası sür'atie genişlemektedir.

10 kV'dan 30 kV'a kadarki geriliir. değerle­ rini içine alan ikinci grupta izalosyonun dielek­ trik durumu kablonun ömrüne tesir eden en büyük faktördür. Dielektrik zorlanımlara mâni olmak için «Radyal alanlı kablolar» kullanıl­ maktadır. Her damarı kat kat izoleli mantolar­ la teçhiz edilmiş bu kablolar, homojen izoleli

Şekil : 2 — Bir santralde plistik kabloların barlara bağlanması.

Şekil 2 : 1953 senesine aittir ve yalnız sun'i kablo ile mümkün olabilen yer tasarrufunu gös­ termektedir. Bilâhara EVU bu yeni kablo tipi­ ni şebeke kabloları için kullanmağa başladı.

Uzun zamandan beri siyah izoleli kabloların elektriki dayanımlarının ve ozon'a, ışığa kar­ şı mukavemetlerinin daha üstün olduğu bilin­ mektedir. Diğer taraftan sun'i kabloların açık renklerle imali hatta damarları farklı renkler­ le gösterebilme imkânının mümkün oluşu bazı firmaları renklendirme sistemine götürdü. Si­ yah damarlar üzerine beyazla rakkam ve yazı basabilme tekniği ilerlediğinden beri farklı renk lerden vazgeçildi. Bu bilhassa kumanda kablo­ larında ehemmiyet kespetti ve montaj işlerini çok kolaylaştırdı.

Alçak gerilim sahasında istikbal artık İyice belli oldu. En son alçak gerilim kâgıt-kurşun kablosunun imâli çok yakındır.

Yüksek gerilim sahası ne durum arzediyor? Burada kablolar için üç esas gerilim grubu mevcut olduğundan toptan bir hükme varmak doğru olmayacaktır. Bu gerilimin grupları;

1 — ıo -L. 15 kV gerilime kadar 2 — 10 _L 15 kV'dan 30 ^- 35 kVa kadar 3 — 30-^-35 kV'dan yukarı izolasyonun fiziki durumuna göre ayrılan bu grupların sınırlan tabiidirki tam kesin değil­ dirler. 15 kV'a kadarki saha izalosyon maddesi bakımından bir problem arzetmemektedir. Zi­ ra burada alan şiddeti ve dielektrik kayıpları mühim bir mania teşkil etmiyorlar.

Şekil: 3a — Harici tip 6 kV'luk kablo taşlığı.

:

Şekil 3f> — Dahili tip 20 kVluk kablo başlığı. 13

Şekil : 4a — 220 kVluk genleşme hazneli bir yağlı kablo için harici tip kablo başlığı.

Şekli • it, — BOyUk Ur fitHir^e U<f ÜVt'JtC Utt.tftti i fpttlı e»ı •- kDAtanan damar'UnfUn fi'lffîmrtf.

Şekil : 5c — Dahili tesislerde 6 kV'luk kat lo bashğı.

Şekil : Sb — Dahili tesislerde 1 kV'luk kablo başltğı.

Şekil: 5d — Aynı kesitli kablolar için sun. reçineli mut ile dökme demir mufun mukayesesi.

y

Elektrik Mühendisliği 08