16 2/3 VE 50 FREKANS AKIMLA DEMİRYOLU ELEKTRİKLENDİRİLMESİ

16 2/3 ve 50 Frekanslı Akımla Demiryolu Elektriklendirilmesi

CONTACT** HATTI SİSTEMİNİN ÖZELLİKLERİ VE TELEKOMÜNİKASYON İLETKEN LERİNDE HUSULE GELEN BOZUCU (ARIZA) TESİRLERİ ÜZERİNE BAZI ARAŞTIRMALAR

AKE KARSBEG İsveç Devlet Demiryolları İdaresi

Elektrik Baş Mühendisi

1. Giriş :

İkinci Dünya Harbinden sonra değişken akım kullanan demiryolüarına uygun bir fre kans tesbit etmek hususundaki münakaşalar tekrar ortaya çıkmıştır. Başlıca 16 2/3 ile 50 cycle üzerinde duruluyordu. Bu iki sistemin bir diğerine üstünlüğüne ait iddialar ileri sü rülmüş fakat erişilen sonuçlar umumî bir kabul bulmamıştır.

İsveçte, çok evvelden alçak frekans (16 2/3 C/s) seçilmişti. Bu frekans İsveç'te geniş ölçüde yer .alan demiryolu elektriklendiril mesının İslâhatı işlerinde muhafaza edilmiş tir. Halen (Haziran 1953) de toplamı, Devlet Demiryollarının % 40'a tekabül eden, 6088 km. hat elektriklendirilmiştir. Buna düşen trafik yüzdesi % 87 dir

Bu hale göre başlangıçta kabul edilen hatların yeni bir sistemle değiştirilmesi için hiç bir ekonomik savunma yoktur. Hattâ, cellecekte • yapılacak hatların elektriklenmesi hususunda,, (ki bu halen elektriklendirilmiş olan başlıca noktaların arasını bağlamaktan ibarettir), lokomotiflerin değiştirilebilir ol ması, v. s. bakımından ve hatta böyle bir ha reket için en iyi teknik sebepler bulunmuş olsa dahi, sistem değiştirmeğe karşı çetin bir itiraz vardır. Bu kabil sebepler her ne kadar şimdiye kadar bulunmamışsa da, bir veya di ğer yönden kesin olarak etkisini gösterecek faktörler için temsilî değerlerin (kemiyetle rin) inkişafına gayret etmek İsveç'te de önemli addedilmiştir.

Aşağıdaki sayfalarda sunulan ölçmelere, teknik inkişafla sorumlu olanların bu husus ta kendi vicdanlarını temize çıkarma istekle

T. H. EVCİMEN

Y. Müh T.C.D.D.

ri, pek alâ bir sebep olarak ileri sürülebilir. Nitekim bu ölçüler 1920 de yapılmış olanlar dan bir kısmının tekrarını teşkil eder, çünkü onlar yalnız 16 2/3 c/s frekans üzerine yapıl mıştı. 50 c/s'a tekabül eden ölçmeler, İsveçte evvelce yapılmamıştır.

Z. ölçmelerin Maksadı ve Şartlan :

Contact hat akımı frekansı, hem demir yolu civarındaki telekomünikasyon iletkenle rinde husule gelen arızalar bakımından ve hem de contact hattının elektrik sabiteleri, empedans, direnç ve reaktans için esas ehemmiyeti haizdir. Bu yüzden, yalnız contact hattı değil, fakat demiryolunun lokomotife akım sağlayan kısımları da dikkate alınmalı dır.

Sözü geçen arızalar, demiryolunun kendi yeraltı telefon kablolarında ve kısmen de de miryolu civa'rındaki diğer telefon hatlarında husule gelir. Umumiyetle,, demiryolu civraın daki telefon hatları. Telgraf İdaresinin malı dır. Arızalar indüklenmiş voltaj şeklinde ha sıl olur ve tesirleri bakımından ekseriya ikiye ayrılır, güç akımları frekans arızaları ve ses frekansları arızalan.

Güç akımlar frekans arızalan demiryo luna tatbik edilen temel frekansta ortaya çı kar, bazı hallerde, toprağa nisbetle pek yük sek elektrik gerilimi gösterirler; • hakikaten bunlar telefon tesislerinin işletmesi ve bakı mı ile sorumlu olan ekiplere tehlike teşkil edecek derecede yüksek olurlar. Ses frekan sı anzalan, telefon çift hatlan arasında de ğerce düşük olup, yine de telefon konuşmala nnı güçleştirirler. Bu ses frekansı arıza vol

* «The Bulleün of the International Bailway Congress Assoclatlon, Vol No. 4, August 1953» den Türk. çeye çevrilmiştir.

** «Kataner hattı» yerine «Contact hattı» kullanılmıştır, çünkü yazar İngilizce aslında bu tâbiri kul lanmıştır. T. H. B.

CM.M. 41 «9

ta] inin frekans spektrumu, lokomotif motor larının yapısını da ihtiva eden bir çok faktör lere bağlıdır. Onların özellikleri ve büyüklük leri İsveçte 16 2/3 c/s demiryolu frekansı için pek iyi bilinir, fakat durum 50 c/s için aynı değildir. Hattâ, İsveçte 50 cycle ile çalışan lokomotif motorlarının bulunmayışı yüzünden bu konuda bir araştırma yapmak dahi müm kün olamamıştır B.u sebeple sözü geçen ölç melerin yalnız güç akım frekans arızalarına inhisar etmesi icap etti.

Aksi halde, benzer şartlar altında bozucu (arıza) voltajının büyüklüğü geniş ölçüde top rağın direncine . bağlıdır. Bu' direnç yüksek olduğu zaman (ki İsveç'in birçok yerlerinde) durum budur) bozucu voltajlar da yüksek olur, aksine düşük ise (ki Avrupa kıt'asında ekseriya durum budur), onlar da beklenildiği gibi düşük olurlar. Burada itibare alınan 31ç . meler Güney İsveçte bulunan demiryolunun bir kısmında yapılmıştır ki oradaki toprak di renci daha ziyade İsveç şartlarını temsil eder

I. YÜKSELTİCİ^ TRANSFORMATÖRLER tÖNUf HATTI BULUNAN STANDARD İ S/E Ç CONTACT HATTI SİSTEMİ

£. M, M.' 41 42

Arıza voltajının büyüklüğü, demiryolunun indüklenen iletkenlere olan uzaklığına da bağlıdır Bu ölçmelerde, Telgraf İdaresinin çıplak üetkenlerı demiryoluna paralel, ve on dan 400 m. uzaklıkta bulunuyordu. Demiryo lunun kendi yeraltı kabloları,, demiryolu orta ekseninden 1,9 m uzaklıkta ve rayların kenı rında 0.7 m derinliğinde gömülmüştür.

Contact hattının inşaa tarzı da bir etki yapar. Şekil 1., îsveçte kabul edilmiş standart ınçâanın krokisi' olup contact hattının nasıl bir kataner kablosundan iniş. teüerile asıldığı nı gösteriyor. Contact teli ve Tcataner kablosu da kesitleri sıra ile 80 ve 50 mm12 olan saf elektrolitik bakir telden ıtiarettir. Contact sistemi sonra demir direklere bağlı izolatör ler üzerine konmuş ilâve kirişlere tutturul muştur Contact hattının ray üst kenarından yüksekliği normal olarak 5.6 m. dir.' Kataner kablosu, konsol kirişi (çantileyer), kolundan 1.55 m. daha yüksekte uzanır. Direkler arası, düz kısımlarda 60 m ve eğrilerde daha azdır.

ta/trMTrftf

LOKO Hortr

OO

S»*İl S rıt/ttnRHKrouu CONTACT "IT surem

DIVHE SIMASI

I1" VW

YüEHEltATOİZ

'Afr,

\W

0 W

LOKO norır

O O'

fimi. 3 tftStOİO'TMHSFCgnATOR VS to««f»,rrı(«fOT»Pi»HJ BVIUHAN COfinCT HAT SlSTZMt tSS"KC «VfASI

Son olarak, contact hat akımlarr ta rafın dan ındüklenmıs anza voltajını tahdit etmek için hazırlanan tertipler de bir etki yaparlar, prensip bakımından farklı iki usul araştırıl mıştır. Bunlar Şekil 2 de gösterilen yükseltici transformatör üe Şekil 3 te gösterilen yüksel tici transformatör ve dönüş hattı «return fee der» sistemleridir. .'

Bu tertiplerden maksat,, lokomotife giden contact akımınin*ve lokomotiften dönen1 akı mın bu birin'e,kabil olduğu kadar yakın geç mepıi sağlayarrbirei teşetfoGs olarak, T jfade edilebilir ki, bu yüzden husule gelen indükle me etkisi kabil oldugu'kâdar küçük olacaktır.

Dönüş hattı kullanılmayan tertipte, geri ye dönen akım contact hattı akımına, ray ile contact hattı arasındaki uzaklıktan daha faz la yaklaşamaz. Fakat geriye donen akım top rak içinden artan derinlikten yol aradığı için, toprağın direnci çoğaldıkça iki akım arasın daki uzaklık oldukça fazla olur.

Eğer geri dönen akım yükseltici transfor matör yardımı üe rayların yolunu takip etme ğe mecbur edilmediği takdirde, teorik olarak bu uzaklık için 9 km. ye baliğ olan değerler elde edilmiştir..

Bu metod, bir hadde kadar, yükseltici transformatörlerin bir birine yaklaşık konma sı nisbetinde daha müessirdir.

Contact hattı ile raylar arasındaki uzak lık, iki akım arasındaki indükleme (bileşke) etkisini gideremiyecek derecede büyükse bu hallerde dönüş hattı kullanılır. Dönüş hattı vasıtasüe geriye donen akım adetâ contact hattı akımına eşit bir değere yükselir ve iki akım yolu arasındaki uzaklık yalnız yükseltici transformatör kullanıldığındakinden daha da az olacaktır. Bu suretle net indükleme etkisi o derecede azalacaktır. Şekil 1 de dönüş hattı (ki bu 130 m a 2 kesitli bakır veya eşdeğer ke sitli alüminyumdan ibarettir.) contact hattı direkleri üstünde tecrübe yolu ile tâyin edilen bir yükseklikteki izolatörlerden, meselâ con tact hattından biraz yüksek, fakat kataner kablodan alçak olarak asılır.

Bu arada dönüş hattı olmayan, fakat ol dukça uzak fasılalarla yerleştirilmiş yükselti ci transformatörü! contact hattında yapılan ölçmelerde elde edilen sonuçların, yükseltici transformatör dahi konmayan, sadece loko motife akım veren ve contact hattı ile raylar dan ibaret olan bir sistemde elde edilen so nuçlara yaklaşmakta olduğuna dikkat etmek ilgiyi çeken bir cihettir. Böyle bir sistemde ka rakteristiğin ölçülmüş değerleri, yükseltici transformatörlerin arası 30 40 km. olduğu zaman hemen peyda olur.

Contact hattı sabitelerinin ölçülmesi,, transformatörleri muhtelif fasılalarla kon muş ve ilâveten dönüş hattı olan veya dönüş hattı bulunmayan contact hattı sistemleri için yapılmıştır.

3. ölçme Tertipleri :

16 2/3 cycle ölçmeleri yapılırken 50 cycle lık üç fazlı enerjiyi bir faz 16 2/3 cycle'a çe virmek için, contact hattr standart İsveç tipi bir motor generatorden normal şekilde bes lenmiştir. 50 cycle ölçüler esnasında tek fazlı bir generatör, synchronize motor olarak kul

» M . M. 41 42

lanılmış, bu suretle ölçmeler için tek faz ener ji üç fazlı bir makineden alınmıştı. Her iki halde contact hat akımı, contact hattını mo tor — generatörden 40 km. uzaklıkta bir nok tada doğrudan doğruya raylara bağlamak su retiyle elde edilmişti. Contact hattındaki alnm generatorün ikazını ayarlamak suretiyle de ğiştirilmişti

Devlet Demiryolları yer altı kablolarında ki ve Telgraf İdaresinin çıplak tellerindeki güç frekansı bozucu (arıza) voltajı, paralel iletkenin bir ucu ile toprak arasında bağlanan voltmetrelerle ölçülmüştür. Bu iletkenin diğer ucu doğrudan doğruya toprağa bağlanmıştır

Contact hattı sabiteleri, bilindiği gibi, wattmetre ve voltmetre ve ampermetre yardı mı ile ölçülmüştü.

Bu kabil ölçmelerin, ölçüyü yapanlardan oldukça fazla emek istediği hususu da zikre dilmelidir. Aşikâr sebepler yüzünden, ölçme ler geniş sahalara dağılmıştır ki, aynı anda öl çü sonuçlan elde etmek için aletlerin telefon kontrolü ile okunmasını imâ eder. Bu şart ise değişik yükler meselesi dolayısiyle bilhassa ehemmiyeti haizdir. Nihayet, alelade trafiğin lüzumsuz arıza ve bozmalarını önlemek için ölçmeler gece vaktinde yapılmalıdır. Bu ise, yükseltici transformatörleri, hatların devreye bağlanması veya devreden çıkarılması işini daha güçleştirir ve bir bakımdan da emir ve organizasyonun gerektiği gibi neşri için sarf edilmesi lâzımgelen emekleri çoğaltır.

Ölçüyü yapan ekip üstün bir iş çıkarmış ise de, ölçme hatalarını önlemek mümkün ola mamıştır, ölçmelerin kabil olduğu kadar dü zeltilmiş olmasına rağmen burada tekrarlanan sonuçlarda hatalar bulunabilir. Gerçi, bu ha talann ± % 10 sının içine düşmeyecek dere cede büyük olmadığı tahmin edilmiştir.

ölçmeler 1952 Mayıs sonunda yapılmıştır.

4. ölçü Sonuçları:

a) Yükseltici Transformatörlü, Fakat Dönüş Hattı Olmayan Contact Hattı.

Okuma ve ölçü aleti hatalarına karşı dü zeltilmiş sonuçlar Şekil 4 deki grafikte eğri ler şeklinde sunulmuştur. Bu diyagram güç frekansı arıza voltajının yükseltici transfor matörler arası uzaklığı ile nasıl değiştiğini, "(volt/km.) cinsinden ve dört farklı contact hattı akım değerleri için göstermektedir. Dört akım değeri 50, 100, 150 ve 200 amper olup, iki frekans 16 2/3 ve 50 cycle üzerinden hem Devlet Demiryolu (SJ) yeraltı kablosu ve hem ĞS Telgraf İdaresi çıplak telleri (TV) için .gösterilmiştir.

ftljaFlTICJ 7IU*SfClt>UlMlLtt kUSI, KM

tS

IO4

k •* YALNIZ YÜKSELTİCİ TgAHSFMHATOUU sISTtn

Yalnız yükseltici transformatörler arası 2.5, 5, 10, ve 34 km. değerlerine tekabül eden arıza voltajlan doğrudan doğruya ölçülmüş olmasına karşılık eğrilerin bu noktalar ara sında serbestçe çizildiğine rii.irir.ftt edilmelidir.

Diyagramın gösterdiğine göre arıza volta jı, aynı şartlar altında, 50 cycle'da hem Dev let Demiryollan kablolarında ve hemde Tel graf İdaresinin çıplak tellerinde 16 2/3 cycle' dakinden oldukça yüksektir. Ve Telgraf İda resinin çıplak tellerinde bu arızalar, yükselti ci transformatör aralığının çoğalması ile ke silmeden, fakat biteviye olmayan bir artma gösterirler, buna karşılık yeraltı kablosu eğri leri ise gerek 16 2/3 cycle ve gerekse 50 cycle için yükseltici transfarmatörler arası uzaklık lan 5 km. ye vannca belirli bir minimum gös terirler.

,0

C' on

/1

\ \

t. TkAHTO*.fATOUARA IASI% KH

2Ji

+0

K.M. M. 41*42

50 ve 16 2/3 c/s frekansları ile arıza vol tajları arasındaki bağıntıyı daha yakından araştırma, K ile Şekil öteki diyagram vasıta sıyla hülâsa etmek suretiyle de kabildir. Bu bağıntı transformatörler arası uzaklıkla deği şir, fakat arıza voltajı Telgraf İdaresi telle rinde hasıl olunca contact hatlarındaki akıma bağlı kalmaz. Diğer taraftan Devlet Demiryo lu yeraltı kablosunda peyda olan arıza voltaj ları ise contact hattı akımı ile değişir, ancak bu değişme o derece azdır ki, bu pratik bakım dan bir ortalama değer eğrisi ile gösterile bilir.

Yeraltı kablosunda, arıza voltajı 50 cycle' da ve yükseltici transformatörler arası uzak lık en müsait değeri olan 5 km. de, 16 2/3 cyc le 'dekine nazaran 5 misli büyüktür. Telgraf İdaresinin çıplak tellerinde arıza voltajı 50 cycle'da yükseltici transformatörler arası uzaklık azaldıkça artar ve meselâ bu uzaklık 2,5 km. ye düşerse arıza voltajı 4 misline çı kar.

Ha C/S AMP HAT

1 %i 100 TV

2 / İSO ,

3 « 100 p

4 o 50 »

S Sd 200 6 t, iSO

x »

t 1

7 ., W0 » 1 1

8 « 50 » 1 1

J1

/1 1t

1 1

7'' s'

/ //

X i >*» '

7>

>

^^

TÜK

—— ncı THAM

•r——

2 3 4 5 6 7 8 910

Şekil: 6

Diğer teferruatlı bir araştırma, Şekil 6 da hülâsa edildiği gibi, yükseltici transformatör uzaklıkları azalıp 1.5 km. değerine düşünce, Telgraf İdaresi çıplak telleri arıza voltajları nın hepsi 50 cycle veya 16 2/3 cycle için, sıfır gibi çok düşük bir değere yaklaşırlar. Bu ise yükseltici transformatörlerin 1.5 km. den da ha kısa fasıla ile konmasının bir istifade te min etmiyeceği manasına gelir. Bunun fizik sel izahı, ray sisteminden dönen demiryolu akımı en kısa mesafelerde raylardan geçer ve bu suretle toprağa geçmeğe fırsat bulamaması hakikatile yapılır ki, contact hattı' ile ray in dükleme etkileri bir birini tamamiyle karşı

lar. Gerçi bu, Telgraf İdaresi hatları için cari dir. Bu teller bir taraftan demiryolundan nis beten uzak mesafelerde yer almış ve diğer ta raftan da ona olan uzaklıkları contact hattın dan olan uzaklıklarına takriben eşittir.

Halbuki, Devlet Demiryolları yer altı kab lolarında şartlar farklıdır. Demiryolu yeraltı kablolarına raylardan olan uzaklık ile contact hattından olan uzaklık pek farklıdır ve evvel ce de işaret edildiği gibi, yeraltı kablolarında ki arıza voltajları, yükseltici transformatör ler takriben 5 km. fasıla ile konunca bir mi nimuma düşerler.

TABLO : 1

Telgraf İdaresinin çıplak tellerinde ölçülmüş güç frakansı arıza voltajı (V Akm.) cinsinden . 100

0.36

0.92

3.4

4.S

3.1

6.3

TABLO : 2

Devlet Demiryollarının toprak altı kablolarında ölçülmüş arıza voltajı (V Akm.) cinsinden 100

1.4 0.22 1.6 3.6

1.3 0.90

1.5 2.9

Tatbikatta güç frekansı arıza voltajla rı ekseriyetle volt bolü 100, amper kilomet re (V/100) AKm olarak ifade edilir. Telgraf idaresinin çıplak tellerinde hasıl olup hiç ol mazsa burada ölçülmüş kısımlarına (takri ben 35 km. ye) inhisar eden bu değer (ki aynı zamanda buna «specific» arıza voltajı adı da verilir) hemen hemen contact hattı akı mına bağlı değildir. Gerçi, Tablo 1 den de görüldüğü üzere, bu yükseltici transforma törlerin bir birlerine olan uzaklıklarına bağ lıdır.

31.

Devlet Diemiryollaiının yeraltı kablola

rında ' specific arıza voltajı contact hattı

akımına bağlıdır, çünkü bu akım çoğalınca

specific arıza voltajı düşer. Bu, Şekil. 7 deki

diyagramdan da bellidir, zira akım arttık

ça specific değerler düşük bir limit değerle

rini aürlar. Bu limit değerleri arıza şartları

nı temsil eden değerler olarak düşünülmeli

dir. Çünkü Tablo 2 ye göre onlar maksimum

arıza voltajını tâyin ederler. Ancak bunların

tahminî ve bilhassa 50 cycle da takribî oldu

ğuna dikkat edilmelidir. Neyazık ki, bu fre

kansta contact hattı akımları için ölçmeler

yapmak, bulunan tertipler yüzünden kabil

olmamıştır.

,'

10, _

Normal servis şartlan altında arıza vol tajının Uluslar arası kabul edilen değeri top rağa nisbetle 60 volt (Anî kısa devrede 430 volt) olduğu için alınan misalde hesaplanan sonuç, yalnız yükseltici transformatör kulla narak bu arıza voltajın azaltmaya kâfi gel mediğini imâ eder.

TABLO : 3

Güç Frekansı arıza voltajı, volt cinsinden

2 16 j Cycle

Y ükseltici Transforma torler arası uzaklığı Kabloların da Telgraf 1. İdaresinin çıplak telle rinde Si Kabloların da Telgraf İda resinin çıp lak telle rinde

O.İ

COHTHCT Hftm AKIMI AMP

Şekil: 7

Böylece elde edilen ölçme sonuçlarının pratikteki manâsı en iyi şekilde bir misalle gösterilebilir. Faraza, Telgraf İdaresinin hat ları, demiryolları kabloları ve bu demiryolu paralel uzunluğu 50 Trm olsun ve oldukça fazla trafik yükü taşıyan demiryolunun bu kısmına tekabül eden contact hattı akımı, 500 amper olsun. Arıza voltajının evvelki tablolardaki değerleri bu yüzden

50 km. x 500 Amp.

= Akm 100 faktörü ile çarpılmalıdır. Böylece Talblo 3 deki değerler bulunur.

Y ükseltici Transforma törler arası uzaklığı 50 Cycle 50 Cycle

2.5 5.0 10

TABLO : 4

Guç frekansı arıza voltajı, volt cinsinden

Telgraf İdaresinin çıplak tellerinde

Ou>a.

M |m •o

D. Demiryolları Toprak altı kab lolarında e>

O n |m vo

0.042 0.042 0.042

0.11 0.11 0.11

0.14 0.12 0.10

0.30 0.27 0.29

b) Yükseltici transformatörü! ve dönüş hattı bulunan contact hattı:

Şekil 8 deki diyagramda yükseltici trans formatör ve dönüş hattı bulunan contact hat tında ölçülen güç frekansı arıza voltajının değerleri topluca hülâsa edilmiştir. Dönüş hattı ve demiryolu akımı raylar vasıtasile ge riye döndüğü sıkkındaki ölçülmüş değerler ile yapılan karşılaştırmada, dönüş hattının arıza voltajlarını onda bir değerine veya da ha az bir değere indirdiği bulunmuştur.

Transformatör fasılaları, Telgraf İdare sinin çıplak tellerindeki arıza voltajı husu

îîti

|

OS ot £__

S _ • * • 6 _ —

03 ^ _ _

—= ^:

fS

•f

/*

—zz^

0.05 O ti, 0.03 o.02 zs

IS

AMP M Ar

•* 1 HA

*

100 Tto

» ıı

% I ':• 10» ıı ISt *

6 ti tûO iı

1t

f s8

ıı rsf".

at

»06

a

TV

10 ı, fSO u

tt II ite '/ JZ » JO ıı

12 n 60 190 ıı

f*t >ı tf "

rse

;

U 4 St '1

Cİ Tff/YSf ' ARASI V^tklâl^CM

zo

Şekil : 8

Yükseltici transformatörlerle dönüş hattı (Return Feeder) Bulunan cuntact hat sistemi

sunda okadar küçük bir rol oynadı ki, bu ba kımdan ölçülen değerlerde kesin bir temayül müşahade edilemedi. Buna tekabül eden eğ riler diyagramda absise paralel doğrular şek linde gösterilmışsede, teorik hesaplar şüphe siz transformatörler arası uzaklık arttıkça arıza voltajının biraz artacağını gösterir. Bu na rağmen, Devlet Demir yollarının yeraltı kablolarındaki arıza voltajlarının, yükseltici transformatörler arası uzaklığı ile olan bağın tısı üzerine, diyagramın gösterdiği gibi ta mamile vazıh emareler elde edilmiştir.

Arıza voltajının 50 ve 16 2/3 cycle'da ki değerlen Şekil 9 daki diyagramda gösteril miştir. Telgraf İdaresinin çıplak telleri için bu bağıntı ölçülmüş mesafelerde 2.7 değerin de olup transformatörler arası uzaklığa tabı değildir.

Devlet Demiryollarının yer altı kablola rındaki bozucu (arıza) voltaj bağıntısı, mini mum değeri 2.1 olan bir eğri şeklinde elde edilmiştir 50 cycle için bozucu (arıza) Vol tajı 2 7 olduğu için 16 § daki anza voltajına nısbetle en az 2.1 kadar büyük demektir

Y ükseltici Transforma törler arası uzaklığı Sj

Kabloların da Telgraf ida resi çıplak telleri

Si

Kabloları T. idaresi nin çıplak Tellerinde

Ö

5$ "O 00 rv

fOkSİLT/Ct r/unisFOKWt !o&sg.A

W

ŞEKİL $

TABLO :5

Güç frekansı arıza voltajı, volt

10.

İletken

TABLO :6

Max. Guç frekansı arıza voltajı, volt

2 16 y Cycle

Tablo 5 e göre İlâve voltaj Toplamı Tablo 5 e göre ilâve voltaj Toplam

Devlet Demir yolları Yeraltı kabloları

Telgraf İdare sinin çıplak tellerinde

30 17 47 68 16 84 11 5 16 28 1» 47

volt

Specıfic arıza voltajı,

Amper Kılo

metre cinsinden îfade edilip, hem Telgraf

İdaresinin çıplak tellerinde ve hemde Dev let Demiryollarının yeraltı kablolarında, he men hemen contact hattı akımına bağla de ğildir. Değerler Tablo 4.'te gösterilmiştir

50 km. uzunluğundaki demiryolu ve Tel graf İdaresinin hatları için ve 500 amper contact hattı akımı için Tablo 5 deki değer ler, toplam güç frekansı arıza voltajları de ğerlen olarak bulunmuştur.

16 °, ey ele için gösterilen değerlerin hiç bin Uluslar arası kabul edilen, maxımum 60 volt'u geçmez ve 50 eyele'da ise bıj değerler 60 volt'u bir miktar aşar. Tablo 3 ile muka yese edildiği zaman, dönüş hattının contact hattı sistemindeki anza voltajlannı müessir bir şekilde azaltmak hususundaki büyük im kânlannı ortaya koyar.

DONO$ HATTI

ŞEKİL ıo

ıfasunu ruMfmHAToK \ıc OONÜJ HATTı (umu rsna)Bı>WMAH conncr nur S I S T « « ı * M damtır $J» r. tİVAtıNV' OLUNCA AKIM YHU HMHI İÖSTıtİR

Bu tarzda hesaplanmış değerler, lokomo tif, dönüş hattını komşu iki yükseltici trans formatörler arasında bir noktada raylara bağ lıyan bir toprak iletkenine yakın olduğu zaman daha ziyade sıhhatlidir. Lokomotif demiryo lu üzerinde herhangi başka bir noktada ise, Şekil 10 dan'da görüleceği üzere,, cer akımı nın bir kısmı ray vasıtasıyla geriye döner. Dönüş hattından akan A ve B noktalan ara sında bir akım husule gelir ki contact hattın da buna tekabül eden her hangi bir akımla karşılanamaz, (telâfi edilemez). x km. ile gos tenlen A B mesafesi azamî, iki yükseltici transformatör arasındaki mesafenin yansına eşit olur. Bu kısımda hasıl olan anza voltaj lan için, contact hattının yükseltici transfor matörlerle teçhiz edilmiş fakat dönüş hattı bulunmayan halindeki aynı değerleri prensip olarak candir. Bu sebeple ortaya çıkan bozu cu arıza voltajlan tablo 5 işaret «dildiği gibi diğerlerine ilâve edilmelidir. Bundan sonra, bu ilâve bozucu (anza) voltaj inin değeri, yükseltici transformatörler arası uzaklığı 5 km. olan dönüş hattı ile mücehhez contact hattı sistemi için hesaplanır. x'in masumum değeri bu halde 2.5 km. dir.

x Kısmının uzunluğu, ilâve bozucu (an za) voltajlarnıın hesabındaki alınan hat u zunluğunun da aynısıdır.

Telgraf İdaresinin çıplak tellerindekı' ilâve bozucu (arıza) voltajının x = 1.5 km. değenni aşınca ve x' in artan değerleri ile ço ğaldığına da dikkat edilmelidir.

Bu x değerinin üstünde arıza voltajı, artan contact hattı akımı ile de artar. Bu demekdır ki, ilâve anza voltajı x = 2.5 km. iken maxımum değenni alır. Bu kıymet tab lonun başlangıcındaki sabiteler yardımı ile

1.5 V hesaplanabilir, yani sıra ile 0.36 ve ( )

100 Akm değerlen 16 § ve 50 eyele'larda. Para lel uzunluk 2 5 km. olduğu için ve akımında 500 A olduğu farzedıldiği için, sabiteler 2.5 X

500 = 12.5 üe çarpılmalıdır. Bu suretle

100 maximum ilâve arıza voltajı, Telgraf İdare sinin çıplak teU'ennde, sıra ile 5 ve 19 volt olacaktır.

Devlet demiryollan yeraltı kablolarında bozucu arıza voltajı, X = 2.5 Km .olduğu za man minimum olacak ve X azaldıkça, arta caktır. Fakat X'in azalması aynı zamanda pa ralel uzunluğun azalması demek olacaktır. Da ha teferruatlı araştırmaların gösterdiği gibi bu ise ilâve voltajı her ne olursa olsun nraxi mum değerini X = 2.5 Km. iken alır demek tir.,, yani lokomotif bir yükseltici transforma tör civarında yer almıştır. Bu suretle Devlet Demiryollarının yeraltı kablolanndaki ilâve bozucu (anza) voltajını hesap etmek için tab lo 2 nin başlangıcındaki sabiteler kullanılabil

V lir; sıra üe 14 ve 1 3 ( ) Akım değerleri

16 3 ve 50 eyele'larda ilâve arıza voltajlan sıra ile 12 5 faktörü ile çarpıldıktan sonra 17 ve 16 volt olacaktır. 5 km. yükseltici transfor matörler arası uzaklığı için tablo 5 de yazılı güç frekansı anza voltajı düzeltmeleri şim di tablo 6 daki gösterilen sonuçlan verir.

Bazı hallerde ilâve arıza voltajı nısbeten yüksek ise de mukayesede fazla bir tesir gös termediği görülür. Bu ise dönüş hattının, contact hattı yanında bulunan telekomünikas yon iletkenlerindeki anza voltajını azaltmak hususunda tesirli bir tertip olduğunu göste rir.

Umumiyetle yükseltici transformatör ve dönüş hattının nihayet civardaki telekomüni kasyon iletkenlerinde husule gelen ses fre

kansı arızalarını da azaltacak tertipler olduk larına işaret edilebilir. Güç frekansı bozu cu arızalarını tahdit ederi tertiplere ihti yaçtan ziyade, ses îrekansı arızalarını önle yecek düzeltici tertipler (ki bunlardan bura da bahsedilmemiştir) için duyulan ihtiyaç ekseriye daha kesin bir etkiye sahiptir.

O 5 10 1$ 20 25

ŞtK/L II

COMTACT HATTI SABİTELERİ

Z tnpeıisuue

RsJtrenf

X=*«•*&.*«

VKSELTICI TMNSFOIIMATCRLU V£" DOtVUŞ HATfl

İDNUŞ HATTI OLMAYAH SIST£MieBKE fult

C) Contact Hattı Sabiteleri:

Değişen transformatörler arası uzaklığı ıçm, dönüş hattı olan veya olmayan hallerde. 16 § ve 50 cycle'larda ve muhtelif contact hattı akımları için, contact hattı sabiteleri, ımpedance Z, direnç R, ve reactance X, Watt metre, Voltmetre ve ampermetreler vasıta sıyla ölçülmüştür. Bütün bu ölçmelerde con tact hattı akımı gayet ehemmiyetsiz bir tesir yaptığı müşahade edildiği için, bu akımın se bep olduğu değişmeler tatbikatte kaale alın mayabiMr. Bundan sonra gelen bütün ölçü sonuçlan 150 amper contact hattı akımına aittir. Dönüş hattı kullanılan hallerde yük seltici transformatörler arası uzaklığı (veya birim uzaklığa düşen transformatör sayısı) çok küçük bir rol oynamıştır ki, tatbikatte onların tesiri ihmal edilebilir.

Mümkün olduğu kadar okuma ve ölçme aleti hatalarına karşı düzeltilmiş değerler

E M M. 41 42

Şekil 11 deki diyagramdaki eğriler şeklinde hülâsa edilmiştir. Diyagram, 50 cycle'daki contaet hattı sabitelerinin ölçülmüş değerle ri, 16 s cycle'a tekabül eden ölçülmüş de ğerlerden tamamıyle daha yüksek olduğunu gösteriyor. Şekil 12, 16 § cycle 50 cycle ara sındaki farklı hallere dair daha teferruatlı bilgi vermektedir. Hususiyle impedance'lar arasındaki bağıntı 2 ye pek yakındır ve de ğer transformatörler arası uzaklığa ve dönüş hattı olup olmadığına pek bağlı değildir. Bu yüzden eğer yüzde voltaj düşümü her iki fre kansta da en müsait şartlar altında bazen değerlerde bulundurmak isteniyorsa contact hattında 50 cycle'da, 16 i cycle'da oldu ğundan daha büyük bir voltaj düşümü sağla mak lâzımdır Meselâ, contact hattında bir eş değer (uniform) yük dağıtılmışsa, buna gö re besleme noktalarının artış sayısı 1 : y/2 arasındadır, veya 40 % dır. Eğer, bunun ye rine yükün hat üzerinde bir tren ile bir nok ta yer aldığını fark edersek, besleme nokta larının sayısını 100 % arttırmak lâzımıgelır. Gerçek artış 40 100 % arasında olup, yü kün tipine bağlı kalır ve kabaca bir tahmin olarak 60 % değen pek nisbetsız sayılmaz

Şekil: 12

5. Mütalâa : Burada takdim edilen sonuçlar, bozucu (anza) ların ölçülmesi bakımından umumi yetle uygulanamaz, ölçmeler, ölçmelerin ya pıldığı noktadaki toprak direnci şartlan baş ka olsaydı, değişik sonuçlar verecekti. Dev let Demiryollarının kendi yeraltı kablolan ve

ya Telgraf İdaresinin çıplak telleri başka bir tarzda yerleştirilmiş olduğu takdirde sonuç lar başka olurdu, ölçülmüş sonuçlar, hasıl o lan arızaların vüsati nisbetinde hakiki tatbı katten alınmış bir misal olarak faydandır.

Bununla beraber ölçme sonuçlan evvelce bi linen iki hakikati yeniden teyidetmiştir. Fre kans 16 â cycle'dan 50 cycle'a yükselmesi, contact hattı bozucu (arıza) yi giderir tertip lere yeni ilâveler yapılmasını lüzumlu kılar ve contact hattı sabitelerinin değerlerini art tırır.

Burada bahsedilen bozucu arızayı önle yen tertipler, vaki şartlara göre değiştirilebi lir. Gereken muhtelif tatepler, yükseltici transformatörler vasıtası ile, dönüş hattı kul lanarak veya kullanmayarak en düşük mali yete sağlanabilirler. Uygun toprak direnci şartları altında ve Telekomünikasyon iletken lerinin demiryolundan büyük bir uzaklıkta bulunduğu zaman bu tertiplere ihtiyaç ol maması mümkün olsa gerektir. Kabloları özel bir şekilde zırhlamak imkânı da hariç tutulmamalıdır. Nisbeten daha az uygun şart lar, yükseltici transformatörleri gerektiği gibi uzun veya daha kısa mesafelerde yerleştir mek suretiyle giderilebilirler. Daha zor şart lar için, dönüş hattı temin edilmelidir.

Aşikâr olduğu gibi, bozucu arızaları gi dermek için lâzım gelen tertiplerin masraf ları arızanın şiddeti ile artar. 50 cycle'da bo zucu arızalar, 16 i cycle dakilerinden de ğerce daha düşük olduğu için daha yüksek frekansla demiryolu elektriklendirilmesinde maliyetin yükselmesi düşük frekansta yapıla cak demiryolu elektriklendiriimesine nisbet le daha çabuk olacaktır ki, bu alçak fre kanslı elektriklendirme lehinde itiraz götür mez bir hakikattir.

Bilhassa, bu yalnız yükselticis transfor matörler kullanarak eldeki şartlanıl nak sediltmesi takdirinde göze çarpar. Daha yük sek frekans için aksi halde aynca dönüş hat tı kullanmak lâzım gelecektir. Ancak 50 Cyc le kullanan sistemde maliyet bakımından müsait olmayan durum, transformatörlerin bu cycle'da 16 S cycle'dakilerine nisbetle biraz ucuz olması dolayısile biraz düzelir.

İsveçte, memleketin toprak direncinin çok yüksek olduğu bir çok yerlerinde, Tel graf İdaresinin çıplak iletkenleri hususunda geniş ölçüde tedbirler alınmış ve otoriteler, alçak frekans kullanılmış olmasına rağmen daha pahalı bozucu arıza giderici tertipleri tatbike mecbur kalmışlardır. Bu sebepten

Contact hattı sistemi bu kabil vasıtalara ih tiyaç göstermeden uygulanmış olması haline nazaran, % 13 nisbetinde daha pahalı olmuş tur. Gerçi, düşük frekansın kullanılması,, İs veç'te vaktile iyi cer motörleri imal etme im kanlan yüzünden dikte edilmişti.

Contact hattı sabitelerinin ölçülmesinin başlıca sonucu, prensip olarak alçak frekansa nazaran beseleme noktalarının bir birine ol dukça yakın yer almasını ima eden, 50 cycle' dakı ımpedence' in 16 § cycle'dakinden iki misli büyüklüğünde oluşu idi. Bir transforma tör merkezi, motor istasyonuna nazaran daha ucuza inşa edilir, ve bunun neticesi olarak, 50 Cycle'da besleme noktalan için tesislerin top lam masraflan, 16 i cycle'a nazaran daha ucuz olabilir. Fakat, bu mesele demiryolu güç kaynağı ve ekonomisi ile ilgili bir çok mesele lerden sadece birini temsil eder. Buna benzer diğer hususlara temas edilebilir, ancak bunla rın burada takdim edilen ölçmelerle hiç alâ kası olmadığı için, daha geniş etüd ve müza kerelerle tahlili gerekir. İki sistemden birinin avantajlı veya kusurlu kaldığı hususlann tar tılması bir ekonomik probleme rücû etmeli ve meselenin doğru çözümü muayyen hallerde carî şartlara dayanmalıdır.

HABERLER

Büyük inkilâp hareketimizi takiben yapı lan ve topluluğumuzu ilgilendiren tâyinlerden birkaçı.

PTT Genel Müdürlüğüne: Reşat Bayra miçli: (Ulaştırma Bakanlığı Eski Başmüfet tişi)

Etibank Genel Müdürlüğüne : Tahsin Ya labuk : (Y. Maden Mühendisi)

İller Bankası Genel Müdürlüğüne : Sabri Sağıroğlu : (Ziraat Bankası ıeski Genel Md. Muavini)

Elektrik tarife esaslarının tesbıti, tarife lerin tasdiki ve tatbikatının murakabesi ile ilgili talimatname 17 Haziran 1960 gün ve 10528 s. Resmî Gazete ile yayınlanmıştır.

oo«

İ T. Ü. Elektrik Fakültesi Telekomüni kasyon Kürsüsü Profesörü Bedri Karafakıoğ lu, ayni kürsünün Ordinaryüs Profesörlüğüne yükseltilmiştir. Meslekdaşımızı tebrik ederiz.