HAVA HATTI DİREKLERİNİN KULLANMA EĞRİLERİ

karakteristikleri üzerinde durulması gere ken bir husus olmuştur.

Bölgede madencilik bir hayli artmakta dır. Linyit, krom, demir, civa, kurşun işlet me halinde bulunan madenler arasındadır.

Çamaltı tuzlası enerji bakımından sıkın tı çekmektedir. Kendi dizel elektrojen grup ları eski olup kifayet etmediğinden bölge şe bekesinden enerji beklemektedir. İstihsal ka pasitesi 400.000 Ton/yıl ham tuz olan bu yer de enerji yokluğundan 250.000 Ton/yıl ham tuz yapılabilmektedir. Tuz ihraç maddeleri miz arasında bulunmaktadır. Diğer taraftan tuz, kostik imâli için çok miktarda lüzumlu bir ham maddedir.

Bölgenin takat ve enerji ihtiyacı on se nelik • tahminlere göre, 2,8 misli artacaktır. Senelik ortalama artış % 12 dir. Kuzey Ba

tı'ya benzemektedir. Yıllık ortalama çalışma saatleri 3.780 saat ile 4.035 saat arasındadır. Yük faktörü de % 43 üâ 46 arasındadır. Se ne içindeki mevsimlik yük değişimleri % 80 dir. Çalışma saati diğer bölgelere nazaran azdır, mevsimlik durum ise Kuzey Batı ile Çukurova arasında beliren bir sanayi duru munu göstermektedir.

Batı Anadoluda 1957 yılında kendi vası talarından enerjilerini temin eden sanayi ve iş yerlerinin her türlü enerji vasıtalarına te kabül eden elektrik enerji istihlâki, bölgenin toplam enerji istihlâkinin % 27 sini teşkil et mektedir. Bu değer Kuzey Batı'da % 2 idi

Ekli mukayese cetvelinde her üç bölgenin bazı karakteristik durumları hülâsa edilmiştir.

Hava hattı direklerinin kullanma eğrileri

Halûk CEYHAN Y. Müh E.İ.E.

Herhangi 'bir talimatname hükümlerine ve muayyen emniyet emsallerine göre hesap edilen bir direğin aranan şartlan tam, tıpı tıpına sağlanması nadiren vukubulan bir ha disedir.

Umumiyetle 1600 kg/cm2 kadar zorlan maya emniyetle dayanabilen bir profili, bir direğin herhangi bir çubuğu olarak 1300 veya 1400 kg/cm2 lik bir gerilmede çalıştırmak mecburiyetinde kalıyoruz. Demek ki bu çubuk için daha 200 kg/cm2 kadar yükleme imkânı mız vardır. Bu ise çubuğa tesir eden kuvvet leri biraz daha büyütmemize imkân verebilir.

Muayyen bir a' açıklığı için belirli emni yet şartlarını yerine getirerek ve hiç hat açı sı kabul etmiyecek şekilde hesaplanmış olan bir direkte normal olarak, bütün çubuklarda emniyet gerilmesinden, az veya çok miktarda farklı kalındığından, daha büyük açıklıklara gitmek veya normal açıklıkta bir miktar açı yaptırmak imkânı vardır.

Bu hususta bir metot H. Carpentier'nin «Lignes EIectriques T.H.T.» de verilmiştir.

Direkler eşit mukavemetli bir katı cisim olmadığından, en çok zorlanan çubukları göz

önüne almak lâzımdır. Bu çubuklara göre tâ yin edilen kulanma eğrisi ayrıca' konsollar, cı vatalar ve temeller içinde tahkik edilmelidir.

Umumî olarak direklerin hesabında şu kuvvetler nazarı itibare alınmaktadır i a) Düşey kuvvetler : • Direğin zatî ağırlığı Konsol ağırlığı İzolatör ve teçhizat ağırlığı İlâve malzeme ve teçhizat ağırlığı (transfor matör, salt teçhizatı, platform v.s.) Montör ağırlığı (asgarî 80 kg.) Nakillerle koruma telinin ağırlığı Nakillerle koruma telinde teşekkül eden bu • • zun ağırlığı.

b) Yatay kuvvetler: Nakillerle koruma telinin cer kuvveti Nakiller e, koruma teline, konsol, izolatör ve direğe tesir eden rüzgâr kuvveti

Muhtelif tip direkler, talimatnamede der piş edilen faraziyelere göre bu kuvvetlerin bir veya bir kaçı tesir ettirilerek hesaplanır.

Bu kuvvetlerden bir kısmı, kulanma eğri

E. M. M. — 28 24

leri ile tesbit edilmeye çalışılan direk arası

açıklığı, hat açısı ve seviye farklarının tesirle

rine tâbi değildirler.

Direğin zatî ağırlığı

D.A. •

Konsol ağırlığı

K.A.

İzolatör ve teçhizat ağırlığı T.A.

İlâve teçhizat ağırlığı

İ.A.

Montor ağırlığı

80 kg.

Konsol, direk ve izolatörlere tesir eden

rüzgâr kuvveti

belirli bir tip direk için daima sabittirler.

Buna mukabil nakiller ve koruma telinin ağırlığı ve bu tellere rüzgâr kuvveti açıklıkla ve cer kuvvetleri bileşkesi de hat açısı ile de ğişen kuvvetlerdir.

Direğe tesir eden kuvvetler çubuklarda sanki direğe tek başlarına tesir etmiş olsalar dı yapacakları tesirin toplamına eşit bir kuv vet meydana getirirler. Bu bakımdan, çubuk kuvvetinin bileşenleri ayrı ayrı hesap edilebi lir.

Fakat, kullanma eğrilerini bulmak üzere, direğe tesir eden kuvvetlerin cinsleri aynı kal mak şartı ile, büyüklükleri değiştiğinden, her hangi bir çubukta muayyen bir cins kuvvetin meydana getirdiği tesiri bulmak için, o kuv vet ve çubuğa ait olmak üzere bir tesir katsa yısı tarif edilmektedir.

Bu, direğe* tesir eden birim büyüklüğün

deki bir kuvvetin, direğin şekline, nazarı iti

bsre alınan çubuğun mevkiine tâbi olarak, o

çubuğa olan tesiridir ve c ile gösterilmekte

dir. Böylece, her çubuğa ait olmak üzere ve

direğe tesir eden her P kuvveti için bir tesir

katsayısı bulunur; çubuğa tesir eden kuvvet

bileşeni •

P, = P . c

olur.

Direğe tesir eden ve açıklığa ve hat açısı na tâbi olarak değişen kuvvetlerin ifadelerini yazalım :

İletgenlere ve koruma teline rüzgâr W = c . q . f = c . q . d . b . l O 3 (kg.) formülünden hesaplanır, burada c = rüzgâr tesirine maruz kalan cismin şek line, vüs'atıne ve yüzeyinin evsafına bağ lı bir katsayıdır.

q = m? ye rüzgâr basıncı (kg/m2) f = rüzgâra maruz kalan satıh (m2) d •— iletgen çapı (mm) b = direkler arası açıklığı (m)

Malûm olduğu üzere direkler arası açıklı

ğı olarak mevzuubahis direğin bir evvelki ve

bir sonraki direklerle olan mesafeleri ortala

ması ifade edilmektedir.

Direğe tesir eden düşey kuvvetlerden, tel

lerin ağırlığı iki kısımdan teşekkül eder :

— ilet genin zatî ağırlığı:

q.gd

(kg.)

E. M M. — 23 24

q '= iletgenin kesiti g = iletgenin özgül ağırlığı — Direkler arasındaki seviye farkından doğan ilâve kuvvet:

T (h/a, — h/a2) T ı= tellerin cer kuvvetidir. Hat açısından dolayı meydana gelen ya tay kuvvet:

2T sin 0 /2 Umumî olarak bu kuvvetlerin bir arada direğe tesir ettiğini kabul edersek, en çok yüklenen çubukta meydana gelen kuvvet : (n iletgeni, m koruma teli adedi olmak üzere)

n.c(qi) (di) be, + m c ' (qk) ( d k ) b c a + D. R. + 2n(Ti) sin 0/2 c, + 2m(Tk) sin 0/2 c, + n (qi) (gi)b c, + n(Tı) [(h/a,) — (h/a2)] c7 + m (qk) (gk) b cn + m (Tk) [ ( h / a , ) — ( h / a , ) ] cR + D.A + K.A + T.A + 80 = Pmax.

Bu denklemi değişkenlere göre sıralarsak: Ab + Bsin 0/2 + C[(h/a,) — ( h / a ; ) ] = S gibi bir denklem elde ederiz.'

Pratik olarak, bu fanksiyonun ifade ettiği sinusoidler çok yayvandır ve doğru olarak ka bul edilebilir Burada [(h/a,) — ( h / a 2 ) ] te b

riınini parametre alarak, muayyen değerleri için a ile 0 arasındaki bağıntıyı veren doğru ları çizebiliriz. Parametrenin değeri değiştik çe doğru aşağı veya yukarı kayacaktır.

Direk en çok zorlanan çubuğunda tam emniyet gerilmesine göre hesaplanmış olsa bi le, bu direkte mesafeyi kısarak bir miktar açı yaptırmak da daima kabildir.

Bir taşıyıcı direğin kullanıma eğrisinin çı kan iması :

Kayseri Bölgesinin ihtiyacını Hirfanlı san tralından karşılamak üzere projesi hazırlan mış olan Hırfanlı Kayseri enerji nakil hattı 190 Km. lik, 164 kVluk tek devre bir hattır. Nakiller 281,1 mm* lik çelik alüminyum (Ka nada normu 477.000 ACÖR) kablodur. Hava hattında iki tane 51,1 mm2 çelik koruma teli kullanılmıştır. Direk tipi olarak, memleketi mizdeki 154 kV tek devre hatlarda kullanılmış ve zaten bu voltaj için en ekonomik tip olarak tayin edilmiş olan yayık tip seçilmiştir. Di reklerin profil üzerindeki muhtelif şartlara uyabilmeleri için boylan 3 m. uzatılıp, kısaltı labilecek tarzda hesaplanmışlardır. Normal direk arası mesafe 360 m. ve normal direk bo yu 17,45 m. dir.

Taşıyıcı direkler 15/Ağustos/1956 tarihli «Kuvvetli Akım Elektrik Dağıtım Tesisatının bakım, işletme ve tesisina dair Talimatname» nin, I. Bölge şartlarına ve taşıyıcı direklere ait hükümlerine göre Kremona metodu ile hesap lanmışlardır.

Normal taşıyıcı direğe tesir eden kuv vetler :

İ'etgen ve izolatörlere rüzgâr Toprak teline rüzgâr İletgen ve izolatörlerin ağırlığı Toprak telinin ağırlığı

İletgen cerrinin % 2 si

İletgen kopması

1284 kg. 432 kg. 2271 kg. 596 kg.

232 kg.

1288 kg.

Direğin en çok zorlanan çubuğu resimde A ile işaretlenmiş olan dikmedir. Köşegenler talimatnamenin III. faraziyesi gereğince ilet gen kopmasına göre tâyin edildik" erinden açıklık ve hat açısına tâbi değildirler.

En kritik durumda olan A çubuğu taşıyıcı direklerin I. faraziyesine göre hesaplanmıştır, 6760 kg. lik bir kuvvet tesir etmektedir, flam baj boyu 145 cm. dir ve turada 1395 kg/cm2 ye zorlama ile 65 x 65 x 9 profili kullanılması icap etmektedir. Halbuki, aynı flambaj boyu için, bu profil 7750 kg. lık bir kuvveti taşıya bilir.

Direk köşede taşıyıcı olarak ta kullanıl mak istendiğinden, talimatnamenin köşe dire ği için en ağır şartlan veren II. faraziyesine göre kontrol edildi.

« + 5° C ta nakillerin ve toprak telinin cer kuvvetlerinin bileşkesi ile açı ortayı yö nünde direğe, konsol ve izolatörlerle nakillere ve toprak teline gelen rüzgâr kuvveti ve buz suz vaziyette bütün ağırlıklar nazan itibare alınır.»

İletgenlerin 5°C de cer kuvveti 2380 kg.

Koruma telinin ise

2356 kg. dır.

Cer kuvvetleri bileşkesi: Hattın gidiş yö nü, geliş yönü ile 0 açısı yapıyorsa, bileşke kuvvet 2 T sin 0/2 dir.

Nakil cerri 3 x 2 x 2380 sin 0 /2 c . Koruma teli cerri: 2 x 2 x 2356 sın 0 /2 c . Rüzgâr kuvvetleri:

Direğe rüzgâr tesiri daima sabittir 284 kg.

îletgenlere rüzgâr: (3 x l,144,xb + 3 xl6) c,

Koruma teline rüzgâr 2 x 0,6 x a x c4 Buzsuz ağırlıklar:

Direk ağırlığı tesiri daima sabittir 370 kg.

Montor yükü tesiri

80 x c5

İletgen zatî ağırlığı: 3(0,9748 x b + 55) c5

— seviye farkından ileri gelen : 3 x 2380 x [(h/a,) — (h2/a2)] cfi

Koruma teli zatî ağırlığı: 2 x 0,4063 x b x c7 . — seviye farkından

2 x 2356 [(h/a,) — (h;/a2)] cg Tesir katsayılan c lerin tâyini:

Kuvvetin ctnsl

Çubukta

meydana

Kuvvet gelen

Tesir katsayısı

İletgenlere rüzgâr 1534 3943 c3^=2,57

Koruma teline

rüzgâr

482 1449 c4 = 3,006

İletgenin ağırlığı 2271 568 c, = 0,25

Toprak teli ağırlığı 586 147 c = 0,25

Ay ne a

.

= c, = ca = 3,006

A çubuğuna tesir eden kuvvetler :

2 x 2356 x 2 x 3,006 sin 0 II + 3 x 2380 x 2 x 2,57 sin 0 /2 + 3 (1,144 b + 16) 2,57 + 2 (0,6 x b) x 3,006 + 3 (0,9748 xb + 55) 0,25 + 2 (0,4063 xb) 0,25 + [2 x 2356 x 3,006 + 3 x 2380 x 2,57]

E. M. M. — 23 24

[ ü ı / a ^ — (h2/a2)] + 370 + 2 8 4 + 3 6 = Pmax — 7750

Bu ifadeyi sıralarsak, kullanma eğrisi

denklemi :

65029 sin 0/2 + 13,37 b

+ 32514

— (h2/a2)] 6862

Taşıyıcı direğin kullanma eğrisinden gö

rüldüğü, 360 m. normal direk aralığında ve

hiç hat açısı yapmamak üzere hesaplanmış

olan direk, bu açıklıkta 3,75 gradlık bir açı ka

bul etmektedir, gene düz arazide açıklık 270

m. ye indirilirse açı 6 grad olmaktadır. Düz

hatta ise direk 490 m. ye kadar açılabilir.

Aynı hattın durdurucu direği, 360 d. açık

lık için, 28 grada kadar köşede durdurucu

olarak kullanılabilir, açıklık 270 e indirilirse

açı 31 grada çıkar.

<

Elde bu kullanma eğrileri mevcut olursa profil üzerinde direkleri yerleştirmek daha kolay ve emin olur. Şablonla tâyin edilen di rek yerini nihaî olarak kabul etmeden evvel kullanma eğrilerine göre kontrol edilmesi lâ zımdır; ancak bundan sonra o direğin yeri ve cinsi kat'î olarak tâyin edilmiş olur.

Bir direğin hesabı, profil üzerine, seviye farklarını ve hat açılarını göz önüne alarak yerleştirilmelerini sağlayan bu kullanma eğri leri çıkarıldıktan sonra tamamlanmış sayılır.

1 11 •]

s; TaçfHc^ ttospyr .„ :._ i.

; b i ^ j u , * ^ •*«»«!'.

',

•I

_.

, a,.

,.:•)

E. M. M — 23 24