ENERJİ NAKİL HATLARININ NAFIA VEKALETİ YÖNETMELİĞİ ESASLARI DAHİLİNDE FLEŞ HESABI

Enerji Nakil Hatlarının Nalia Vekâleti Yönetmeliği Esasları Dahilinde Fleş Hesabı

1 — GİEİŞ :

Memleketimizde tatbikine çalışılan köy, kasaba ve şehirlerin elektrifikasyonunda en sık rastlanan tesislerden bin de hiç şüphesiz ki enerji nakil hatlarıdır. Bilhassa menzil büyüdükçe ehemmiyeti ve hassas hesaplanması zarureti arlan, nakillerin fleş hesabı için muhtelif kalitede metotlar uzun zamandan ben geliştirilmiş bulunmaktadır1. Bunlar içerisinde en hassas ve dolayısiyle fazla vakit alan ünıversal abaklar2 ve genel hesap metotları i yanında ufak hatlar için basit olarak neticeyi kısa bir hesapla hemen veren abaklar da mevcuttur4. Basit usullerin bir çoğunda arazi eğimi goz onune alınmaz. Her bir metodun hassası; et derecesi, kullanıldığı saha ve neticeye varmak için sarfı gereken zaman ve emek miktarı birbirinden farklıdır. Hattâ bu hesap usullerinde ana prensipler üzerinde dahi bazı farklar mevcuttur Meselâ bu metotların bir kısmında nakıllerdeki uzamanın askı noktalarındaki gerilme ile 5 ve diğer bir kısmında da yatay gerilme i l e J , 3 , 9 olduğu kabul edilir.

Bu yazıda, bütün malzemelere ve her türlü (eğik menzil, yandan rüzgâr v s ) asılma hallerine tatbik edilebilecek olan ve aynı zamanda kulanılması karışık problemlerden basitlere doğru gidildikçe aynı tarzda kolaylaşan yeni bir metodun sırf ana hatları verilecek ve Nafıa Vekâleti yönetmeliği dahilinde tam bir fleş hesabının ne şekilde yapılabileceği gösterilecektir9. Daha ziyade pratik bir arzuyu gidermek maksadıyla yapılmış olan bu çalışmamızda gerekli formüllerin çıkartılmasından sarfınazar etmek gayemize uygun görülmüştür.

2 — NAFİA VEKÂLETİ YÖNETMELİĞİNİN NAKİLİN MEKANİK HESABI HAKKINDAKİ HÜKÜMLERİ:

Nafıa Vekâletince çıkartılan ve memleketimizde tatbik edilmekte olan yönetmelik, goz önünde bulundurulmasını şart koştuğu birçok

E M M 37-38

Muzaffer CANAY

Doç - Y. Müh hususlarla nakil gerilmesinin emniyetini sağlamak gayesine matuftur istenen bütün şartlar :

a) Maxımum gerilmeler, b) Maxımum fleş gibi ıkı sınıf altında toplanabilir.

a) Maximum gerilmeler :

Kuvvetli Akım Elektrik Dağıtım Tesisatının Bakım, İşletme ve Tesisine Dair Talımatname'nin 91. maddesi havaî hatlarda kullanılacak nakillerin azamî cer zorlamalarının, nakilin kopma mukavemetinin % 45' ini geçmemesini şart koşar. Asılı bir nakilin muayyen bir asılma durumunda azamî cer zorlaması en üst askı noktasında teşekkül eder ve bu kıymet bilindiği veçhiyle yatay gerilmeden büyüktür. Bu maddenin sarih olarak kaleme alınmamış olmasından dolayı yukarıdaki ifadeye dayanarak yatay gerilmenin mı, yoksa askı noktasındaki gerilmenin mi en kotu halde nakilin kopma mukavemetinin % 45' ini geçmiyeceğıne hüküm verilemez Fakat 1956 senesinden bu yana olan bütün tatbikat müddetince bu maddenin yatay gerilmeyi tahdit ettiği kavramı yayılmış bulunmaktadır.

Aynı yönetmelikte askı noktaları için de bir kayıt mevcuttur. Burada, sıfır derece sühunetinde normal olarak verilen değerin iki misli buz yükü altında askı noktalarındaki gerilmelerin nakilin kopma gerilmesinin %70 ini (yani diğer bir dille elâstisite sınırını) aşıp aşmadığının kontrolü istenir.

O halde herhangi bir nakilin mekanik hesabına

( T 0 ) m a x ^ 0,45 T k o p m n

(1)

kabulü ile başlamak gerekmektedir Hesap nihayetinde ise normal şartların iki misli buz -yükü altında

T m n x g 0,70 T k 0 | l m a

(2)

şartı kontrol edilmelidir.

Burada şunu hatırlatmak yerinde olur ki; bu maddeye göre çift malzemeden müteşekkil nakillerde (meselâ Çelik - Alüminyum kablolarında) yine toplam gerilme tahdit edilmiş bulunmaktadır. Birçok ecnebi memleket yönetmeliklerinde de bu böyledir. Bununla beraber biz burada ufak bir noktaya temas etmek istiyoruz. Yukarıdaki (l) şartının iki cins malzemeden yapılmış bir kablo için yerine getirilmesi halinde zayıf mukavemetli nakilin (2) şartı sınırını aşan bir gerilme ile zorlanması imkân dahilindedir. Meselâ Çelik Alüminyum nakillerini goz önüne alalım. Tablo : 1 de verilen değerlerden hareketle alüminyum kesitinin çelik kesitine oranı 6 olan kablolarda kopma mukavemeti olarak 29 kg/mm2 değeri bulunur. Farz edelim ki; muayyen bir menzil ve muayyen bir asılma altında ıkı misli buz yükü halindeki askı noktalan gerilmesi 19 kg/mm2 olsun Bu kıymet (2) şartını sağlamaktadır. Kablonun toplam uzamasının gerek alüminyumun ve gerekse çeliğin uzama miktarlarına eşit olması düşüncesini ifade eden :

TABLO : 1. Malzeme Karakteristik Değerleri

Malzeme

Dctu/n Kopma Özjil h Cct- Mtık. Ayrlık mefüA.

tj/mJi ktftJ

tsı ftistlittt VZd/Dd Modırlü iafstfiıı E t'Cit* *S/cm*

Bakır

3 0 4 0 '8,3.10'

f.3/0'

Bronz Bil 40 5 0

« BzE 50

« BzM ez

Alüminyum 12

Aldrey

Çelik SI I 32

« stn 56 » st m 90

» St& 110

18"

8,65.16' 1.7.10-* •m

2.7.İ0'3 2,3.10" 0.56.10*

7,8. KTJ „

0,60 ms

M

1,23. İ0*1,92 Wf

t)

1,1.W*1,96.10'

.,

U

2,0 10"

..

n

•t

Çttık-Mum'm.

1:6

21"'

i : *,3 2t'>

1 •• 3

28'>

3)

1.35 İÇ* 0.75.10*

3) 3,6510' 1,76 10'' 0.73.10*

)> 3.98.10" 1,66.10-0' ,87 10'

1) Tel çapı 2,5 mm altındakiler için, bunun üzerinde 17 kgymms.

2) Çelik nüve St III1 tendir 3) Çelik - Alüminyum nakillerin kopma mukavemetleri için kesit oranı goz önünde bulundurularak hesap edilecek değerin 0,9 katı kabul edilir

(T st

E

0,56

= 0,28

E st

eşitliği goz önünde bulundurularak bu andaki alüminyum kesitinin zorlanması hesap edilecek olursa:

CT = 14 kg/mm' bulunur. Bu kıymet ise, Tablo : 1 den kolayca tahkik edileceği gibi alüminyumun elastisite sınırı üzerindedir. Bu arada, kablonun imalindeki çekim sıcaklığından farklı bir sühunette bulunmaktan dolayı husule gelebilecek munzam iç gerilmelerinin bu kıymeti azaltabileceği düşünülebilir. Munzam iç gerilmeleri imalât sıcaklığının altında alüminyum için negatiftir. Fakat hesap edilecek olursa bu gerilmenin büyük bir değişiklik husule getirebilecek kıymette olmadığı kolayca görünür. Yukarıda verilen basit hesap, malzemenin kalıcı uzamasından ötürü hakikatte bu kadar basit olmamakla beraber bize alüminyum kesitinin daha fazla zorlanması hakkında bir fikir verebilmektedir. Bu olay Al - St kablolanndaki kalıcı nakil uzamalarına yol açabilir.

Yukarıda verilen maximum yatay gerilme ya —5 derecede ve buz yükü altında veya mahallî en düşük sühunette teşekkül eder Buz yükleri ve mahallî en düşük sühunetler rasatlardan alınabilirse de, memleketimizin her ıkı bölgesi için minimum buz yükü miktarları Tablo : 2, 3 ve 4' te muhtelif nakiller için verilmiştir.

b) Maximuim fleş : Maxımum fleşin tâyini için aşağıdaki üç şart koşulmuştur: 1 Mahallî en yüksek sıcaklık, 2 Buz yükü, 3 Rüzgâr yükü. Bu üç şart altında hesaplanacak olan flieşlerden en büyük olanı maximum fleş olarak kabul edilecektir. İleride bu hususa tekrardan temas edileceği gibi, maximum fleşin hangi durumda teessüs edeceğini evvelden kestirmek mümkündür.

3 — NAKİLLERİN MEKANİK HESAPLARINDA KULLANILACAK İFADELER:

Burada verilecek olan metod ve kullanılacak olan abak en genel asılma halterinde

E. M. M. 37-38

(düz- eğik menzil, buz ve rüzgâr yükleri) ve her cins malzemeye kabili tatbiktir9.

Abakta görülen eğri, apsis ekseni sıcaklığa göre taksim edilmiş ve sabit olan, fakat ' ordinat ekseni ise malzeme, menzil, menzil eğimi ve yükleme (buz-rüzgâr yükü) gibi faktörler altında orijin etrafında dönerek değişen bir sistem içerisinde çizilmiştir. Diğer bir deyimle kullanılan sistem Kartesyen (Decart) koordinat sistemi olmayıp A açılı bir sistemdir. A Açısı biraz evvel sayılan faktörlerle alâkalı olarak değişebilmektedir. Her bir asılma durumunda ilk önce b eğik ordinat ekseni, yani A eğimi tâyin edilmeli ve sonra aranan büyüklüklerin abaktan okunması bu eksen sistemi içerisinde yapılmalıdır. Esasını izah etmek istediğimiz bu hal şekil: 1 de gösterilmiştir. Meselâ A noktası kendi gerilmesini karaktenze eden M değeri ile YOX eksen sisteminde verilmiş olsun. A noktasının apsisi OC dir ve bu asılma halinin sıcaklığını karakterize eder. Sıcaklığın d (t) kadar arttığını fakat başka hiçbir şeyin değişmediğini kabul edersek C noktası C ne gelecektir. Aynı eksen sistemi içerisinde C noktasına tekabül eden gerilme ise A' noktası üzerinden abaktan okunacaktır Diğer bir limit konum olarak ilk A aşılmasındaki sıcaklığın değişmeyıp nakilin munzam yükünün (buz- rüzgâr hali) değiştiğini düşünebiliriz. Yeni asılma durumundaki ordinat ekseni OY' olarak tâyin edilmiş olsun. Bu asılma hallinde C sıcaklığındaki gerilmeler Y'OX eksen sistemi içerisindeki B

noktasından okunmalıdır Hem sıcaklığın ve hem de munzam yükün değiştiği en genel haller de son durum ACC'B' yolu takip edilerek bulunacak B' noktasından okunacaktır.

ŞEKİL : 1 Abak eksen sisteminin izahı

Bu metod dahilinde ve abakta tamamıyle boyutsuz büyük yüklerle işlem yapılmaktadır. Nakili geren kuvvetler, nakilin menzil uzunluğundaki parçasının ağırlığına ve fleş de menzile irca edilmiştir.

Fıktıf yatay germe kuvveti (boyutsuz)

m=

(3)

pS

TABLO : 2 Çelik - Alüminyum Kabloları Karakteristik Değerleri

Çap ve Kesit İram ve mm2)

8 11

Toplam kesif

Monzarh Yükkrlk^fm] Mun. Yûk Faktörö k BÜZ . Rvzqar Buzlu Rüzgârlı

I. S. 44/0 52.S 1. U. 44 52.6

Böljt Belge tyatile kçftile Bilge Bl/jekf/nfık

16 15.3 6 2,55 1 6 17.8 54 0,062 0,165 0,636 0,285 0,34f S.50 12,25 fğ t J 5,5$

25 23.8 \t 4,0 D » 27.8 6,6 0.096 0,52/ 0,782 0,359 0,423 6,44 9,07 3,86 4,58

e,t 3 5 34,3 W S.7 İl u 40.0

0.138 4563 0,853 0,426 0,5/f 5,11 7,19 3,26 3,84

50 4-8,3 ti 6,0 ı| M S 6.3 9.6 0,195 0,620 0,9300.507 0,606 4,18 5.77 2.79 3,26

70 66,2 26 11,6 7 5,72 77,8 11,6 0,269 0.6S2 1,022 0,613 0.732 3& 4,8/ 2,43 2.9

95 90fi n 15.0 * 6.02 /05,0 13.4 0,363 0.731 1,095 0,64% 0.773 3.01 4,02 2,05 2,35

120 122,6 u , 20J II 5,86 f43,5 15.7 0,495 0,733 1,190 0,760 0.903 2,61 3,19 1.B3 2.0$

150 148,9 n 25,4 * II 174.3 17.3 0,603 0,631 1,149 0,760 0,903 2,38 3,07 1.61 1,97

1QS 183,8 İt 31,7 tf 5,80 215.5 19.1 0,745 0,675 1,312 0,845 1.010 2,11 2,76 1.51 1,69

210 209,1 » 35,8 u 5,85 244,9 20.5 0,862 0,305 1,360 0,901 1,076 2.06 2.56 1.45 1.60

2*0 236,0 II 40.1 11 5.89 276,1 21.7 0.355 0.331 1,396 0,355 1,140 1,38 2,46 1,41 1.56

30Q 234.9 u 43.5 •• 5f36 344,4 24,2 1>1S0 0,385 1,418 1,063 1,270 1,83 2,24 1,34 1.46

E M. M. 37-38

Fıktif Fıktif

askı noktası germe T

M =' p.S fleş (boyutsuz)

1 p_

kuvveti

(boyutsuz)

(4)

(5)'

Bu tariflerde menzil eğimi bir rol oynamamaktadır Burada :

T o : Yatay germe kuvveti (kg). T : Askı noktası germe kuvveti (kg).

p : Kablonun muayyen bir durumdaki (çıplak, buzlu, iki misli buzlu ve rüzgârlı) hneer ağırlığı (kg/cm).

S : Yatay menzil (cm).

t : Hakiki fleş (cm), ifade ederler.

Her iki askı noktası aynı seviyede olan simetrik asılmalarda yukarıda (3), (4) ve (5) eşitlikleri ile venlen uç büyûkltlk arasında :

F = M—m

(6)

basit bağlantısı mevcuttur. Askı noktalan arasında h, m metre kot farkı olan, tang 0 = h/S

meyilli eğik menzillerde M ile üst askı noktasındaki, yani bütün kablo boyunca olan en

yüksek germe kuvvetini gösterirsek en geneL

halde aşağıdaki:

F=

1 COS 0

F* (M* — m ) = a. cos 0

F* = M* — m

(7)

eşitliği caridir. Burada:

M* = a . c o s 0 (M — 0,5. tang 0) (8). ifadesi ile tarıflenen M*, aynı menzilde, aynı yatay germe kuvveti ile asılı (eşdeğer simetrik asılmada) bulunan bir kablonun askı noktalarındaki germe kuvvetini karakterize eder a Büyüklüğü ise :

Sin2 0

a=l +

(9)

24. m2

yaklaşık denklemıyle hesaplanan bir düzeltme faktörüdür. Bu kıymet ancak çok büyük menzillerde ve hassas hesaplarda bir mâna taşır, bizim rastlıyacağımız normal problemlerde hemen hemen her zaman :

a=1

alınabilir.

En genel hal ıçm doğru olan (8) ifadesi simetrik bir asılma için daha evvelden verilen (6) eşitliğine müncer olur.

Evvelki kısımda belirttiğimiz gibi, yönetmelik To yatay germe kuvvetini dolayısıyla da «m» değerini tahdit etmektedir. Abaktaki eğriye bir göz atılacak olursa görülür ki, bu eğrinin bir tarafı M ve diğer tarafı ise F fiktif gerilme kuvveti ve fleşıne göre taksimatlanmıştır. Bununla beraber muayyen bir t sühunetinde, yönetmelik hükümleri dahilinde verilen bir m kıymetine dayanarak abaktaki M, F fonksiyonlarının tekabülünden veya yukarıdaki eşitliklerden istifade ederek fleş ve askı noktalanndaki gerilme kuvvetlerinin ta-

Norm kesit.

TABLO : 3

<0

Bakır Kabloların Karakteristik Değerleri

Çap ve Kesit [mmvtmk

Munzam Yukler[kg/m] Mun.Yük Faktörü k

••e t/t

££

16 /5,9 7

25 24.1

35 31* U

50 w.s n

50 40,3 13 70 65.8 ti

35 93,2 M

120 117 ı|

165 182

ç.

Buz

Rozçâr Buzlu Rüzgârlı

•a o. 5,1

1. E.

52,5 I. E. 4-t 52,5

W" Bölge Bölge kg/a'ikiç/m i/eBilge Bilge kglm

0*52 0,678 0,269 0,322 58/ 2,15 2,W

m 6,3 0,215 0,502 0.753 0,333 0,398 3,33 1,95 2,10

7,5 0,306 0,&8 0,822 0,396 0*7*2,73 3,69 U^

3,0 0M0 0,600 0,900 0*75 0,568 2,36 3.0S 1*7 1.€3

om 3,0 1Î4-30 0,600 o.soo 0*75 0,568 2,H 3,03 1*3 1,€5

10,5 0,585 0,613

0,555 0,659 2,1i 2,67 138 1.52

12,5 0,830 0,708 1,061 4605 0,723 1,85 U8 1,24 1.32

1<t,0 İOH OJ4-91,1220J67B 0,801 1J22,08 US

m vs 15£ 1,31b 0,735 1131 0W 0.S1Z 1,61 1.31 US 1.22

17.5 1,620 0,837 1255 0,770 0,920 1,52 1,77

TUBİNİ TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ

Çankırı Caddesi 15/2 — Tel. : 10031 - 32 - 33 ANKARA

Dünyaca tanınmış birkaç firmasını takdim eder :

- HAWKER SIDDELEY BRUSH INTERNATIONAL LIMITED

Transformatörler, Alternatörler, Her türlü otomatik Şalter ve tablolariyle, Dizel jenaratör gurupları, 1HP-7000 HP komple Dizel gurupları, 50.000 HP kadar Long-strong buhar türbini santrallan....

— BRITISH INSULATED CALLENDER'S CABLES LIMITED

Her türlü Enerji kabloları Her türlü telsiz - telgraf kabloları Her türlü yüksek frekans kabloları...

Üyelerimizin eski borçları ve 1960 ijilı aidatı hakkında:

Bütün üyelerimize eski yıllara ait %05 ve aidat borçlarını gösterir mektuplar gönderilmektedir.

Eski yıllaia ait borcu olan üyelerimiz için bu borçlarını tasfiye edebilme ve imkânı üzerinde duran İdare Heyetiniz suhuletle hareket etmek kararını almıştır :

Şöyle ki; kendilerine borç durumları yazı ile bildirilen üyemiz borcunu ne miktardaki taksitlerle ve hangi tarihlerde ödeyeceğini Oda'ya, mektubu alışını takibeden 1 ay içinde yazı ile bildirecektir. Ancak bu «bildiri» de bulunmayanlar için - istenmiyerek - İcra'ya başvurmak mecburiyeti hasıl olacaktır.

Bu bakımdan herhangi bir sebeple eline hesap durumunu belirten mektubumuz geçmemiş olan üyelerimizin - birbirlerini de bu husustan haberdar ederek - derhal Oda'ya müracaatları rica olunur.

1960 yılı aylık aidatları ise, Birlik İdare Heyeti ayda almak olduğu «Birlik Hissesi» ni 2 liradan 3 liraya çıkarmış bulunduğu için (her ne kadar bu hususa Nisan ayında toplanacak Birlik Umumî Heyetinde itiraz edilecekse de) 11 lira üzerinden tahakkuk ettirilmektedir. Bu yılın aylık aidatları, ay be ay olduğu gibi üçer aylık taksitlerle de ödenebilecektir.

Üyelerimizden borçlarını tercihan (Türkiye îş Bankası Yenişehir Şubesi No. : 511) veya (T. C. Ziraat Bankası Yenişehir Şubesi No. : 328/522) deki Odamız hesabına göndermeleri veya yatırmalarını rica ve göstereceklerinden emin bulunduğumuz maddî alâkalarından dolayı da teşekkür ederiz.