ENERJİ NAKİL KABLOLARI

Enerji Nakil Kabloları

Hüseyin PEKİN Y. Müh. E. İ. E.

Enerji nakil kablolarını ayırıcı özellikle rine göre üç bölüme ayırmak kabildir. Şöy leki:

a) Kâğıt kurşun elemanlı kablolar (al çak ve orta gerilim için)

b) Yüksek ve çok yüksek gerilimli kablo lar c) Kauçuk ve plâstik izole kablolar Şimdi bu kablo nevilerinin özelliklerini kısa ca tetkik edelim.

a) Kâğıt kurşun elemanlı kablolar: Kuvvetli akım tekniğinde kullanılan kab loların % 95 inden fazlası emprenye edilmiş kâğıt izolasyonlu kablolardır (İletkenler üze rine alçak sühunetlerde madeni yağlar esa sında luzuciı madde emdirilmiş kâğıt şeritler sarılmıştır.) Bu kablolar VDE 0255, e göre 1 ilâ 60 kV tesmiye gerilimleri arasında norm landınlmıştır. İletkenler bakır veya alümin yum olabilir. İletkenler de VDE 0202 : 1943 e uygun olarak imal olunurlar. Bunlar tek tel den veya aralarında sarılmış muhtelif teller den müteşekkil olabilirler. Kesitleri dayire veya hususiyetle üç ve dört nakilli kablolar da sektör şeklinde olabilir. Diğer kablo tip leri i£İn de esas itibariyle ayni şekil cari olup, sadece yüksek gerilimli kablolarda 'hususî konstrüksiyonlar yapılır.

Kâğıt izolasyon şerit şeklindedir ve ilet ken üzerine spiral şeklinde sarılır. Kâğıt emprenye edilmeden önce vakum ve sıcaklık altında ihtimamla kurutulmalıdır. Emprenye edilme işlemi 110 ilâ 120 C° da yapılır. Bu halde emdirilen madde akışkan olup izolas yondaki delik ve boşluklara dolar, Normal sıcaklıklarda, emdirilen madde koyudur. İş letme sıcaklıklarında da yağın alçak nokta lara akmaması için keza kâfi derecede koyu olması arzu edilir. Kablonun iki ucu arasın daki seviye farkının fazla olması hainde ise kablo hususî olarak yapılır. Bu nev'i kablola rı 10 kV, a kadar yapmak mümkündür. Es kiden reçineli yağlar kullanılırdı, şimdi ise katıksız yağlar kullanılmaktadır.

Kablo dahilinde rutubetin nüfuzuna ma ni olmak için kablo kalın bir zarf ile örtül melidir. Zarf maddesi olarak bugün esas iti bariyle kurşun kullanılır. Kurşun'yerine alü minyum zarfta kullanılabilir. Alüminyum

hafif olmakla beraber kurşun gibi kolay bü külemez. Bunlardan başka 0.3 0,4 mm kalın lığında çelik spiral boru da zarf olarak kul lanılabilir.

Alüminyum ve çelik spiral zarflar ko rozyona karşı iyi korunmalıdır. Ayni tehlike zarf için de mevcuttur. Bu nev'i kablolar da hilde kuru beton borular veya beton kanallar içersinde doşenmelidir. Zarf maddesi kimya sal tesirler yanında elektrolitik tesirlerden de müteessir olmamalıdır.

Kurşun zarflı kablolarda zarf üzerine, bi tüm emdirilmiş kâğıt sarılır ve bunun üzeri ne de gene bitüm emdirilmiş jüt kaplanır. Kablo ayni zamanda mekaniki zorlamalara karşı da korunmak istenirse iki tabaka çelik şerit muhafaza yapılır. Böylece dahi'de kul lanılan tahkimattı kablo tipi meydana" gel miş olur.

Şayet kablo toprak altına döşenecek olur sa çelik tahkimat şeridini korumak için de band üzerine emprenye edilmiş jüt tabakası kaplanmadır. Kauçuk kurşun veya plâs tik kurşun kablolar galvanizli çelik tellerle tahkim edilirler. Alüminyum zarflı kablolar korozyona karşı bitüm bileşenleri, plâstik, ka uçuk gibi maddelerle kaplanmalıdır. Çelik spi ral zarflarda ise fosfatlama yapılır.

Kurşun zarftan, zarf örtüsünden ve çe likten tasarruf yapmak için iletken kesitleri sektör şeklinde yaptır (Ayni değerdeki kesit için kablo dış çapı küçülür) BununİP l eraber bu takdirde kâğıt izolasyonun elektrik! zor lanması artar. Bundan dolayı sektör kesitli kablolar 10 kV,, a kadar yapılırlar. Kuşak kab lo halinde ise 20kVa (fazlar arası) kadar çı kılabrir. Kuşak kabloların iletken kesiti 1,5 ilâ 400 mm2 arasında olur. Nakiller bakır ve ya alüminyumdur.

Şehir tevzi şebekelerinde (220 : 380 Volt alçak gerilim şebekesi) umumiyetle 1 kV kâ ğıt kurşun kablolar kullanılır. Üç fazlı kab loların iletken kesiti kaideten sektör şeklinde olur. Sıfır iletkeni de düşük değerde dayi re sel kesitte yapılır.

Memleketimizde en çok başvurulan bir nizamname olan Alman VDE nizamnamesine göre kâğıt kurşun kabloların rumuz ve bun ların delâlet ettikleri manaları şöyledir:

E. U. M. — 23 24

NK : Bakır kesitli örgüsüz kurşun zarflı kablo

NAK : Alüminyum kesitli örgüsüz kurşun zarflı kablo

NKA: Kurşun zarflı ve koruma kapla malı

NKB : Kurşun zarflı, dahili koruma kap lamalı ve şerit tahkimattı

NKBA : Kurşun zarflı, dahili koruma kap lamalı, çelik tahkimattı ve haricî koruma kap lamalı kablo (jüt).

20 kV, tan daha yüksek gerilimlerde ku çaklı kablolar imal edilemezler. Bu gerilim den sonra elektriki kuvvet hatları iletkeni çevreleyen izolasyon tabakasını dik kesmeyip aksine eğik keserler. Böylece her noktada elektriki alan birisi dik, diğeri de izolasyon tabakasına teğet olmak üzere iki bileşene ay rılabilir. İzolasyonun teğet' sahaya karşı mu " kavemeti dik sahaya karşı mukavemetinden çok daha az olduğundan kablo, kâğıt izolas yon tabakası boyunca büyük tehlikeye maruz kalır. Bundan başka kuşaklı kablolarda dol gu maddesi ve iletkenler arasındaki izolasyon da elektriki olarak zorlanır. Böylece kablonun patlama tehlikesi belirir.

Tecrübeden öğrenildiğine göre, kâğıt izo lasyon sadece dik sahaya mukavemet edebil diğinden, sahayı mütesaviyen taksim kılmak için her iletken üzerine madenılevha kapla nır ve her nakil üzerine de ayrı ayrı' kurşun zarf tertip olunur Bu tarz, kablo imal tek niğinde bvyük t i r ilerleme olup. bu sayede yüksek gerilimli kabloların yapılması müm kün olabilmiştir Her münferit kab'o koroz yona Iiarşı asfaltlı kâğıt şeritlerle kaplanır. Üç zarflı kablolar 60 kV a kadar imal olu nurlar.

Bir kablonun en onem'ı işletme büyüklük leri izolasyon et kalınlığı ile nakil kesitine te kabül eden tesmiye gerilimi ve iletken kesiti dir. VDE : 0255 . 1951 § 4 e göre devamlı işlet mede, tesmiye geriliminin % 15 kadar fazlası bir gerilimde çalışmak mümkündür.

Kâğıt izolasyonun et kalınlığı azami em niyetli saha şiddetine bağlı olarak hesapla nır. Umumiyet'e azami değerde olan iletken dış sathındaki saha şiddeti nazarı itıbare alı nır.

VDE nizamnamelerine göre hesaplanan kablolarda nakı de işletme 2 ilâ 5 kV/mm. olarak alınır. Kâğıt izolasyonlu kablolarda, akımsız halde azamî sınrr 16 kV/mm. dir. Emniyet faktörünün 3 ilâ 5 arasında olması gerektir.

Kabloların yükleme dereceleri VDE 0225: 1951 § 12 de tablolar halinde verilmiştir. Yük öyle sınırlandırılmalıdır ki, kablonun hiçbir

E M M — 23 24

yerinde aşağıdaki sıcaklık dereceleri aşılma

sın:

.

1 ilâ 6 kV kablolarda 65 C

10 » 20 »

55 »

30 » 60 »

45 »

Tabiatıyla nizamnamelerde muhtelif mu

hit sıcaklıkları, toprağın ısı iletkenliği vs. he

saba katılmıştır.

Kablo dielektrik sabitinin iyilik derecesi

nin ölçüsü kayıp faktörüdür. Kayıp faktörü

tg5 ile ifade olunur ve ölçülebilir.

Darbe gerilimlerine karşı kablo izolasyo

nunun mukavemeti 80 üâ 100 kV/mm. dir.

Hususiyetle tehlikeye maruz kablolarda, pa

ra fudr kullanılmalıdır.

b) Yüksek ve çok yüksek gerilimli kab

lolar :

Yüksek gerilimli kablo imalâtının ilk

plânda halledilmesi gereken problemi, dielek

trik içinde mümkün odduğu kad,ar boşluk

haşıl olmasına mani olabilmektir. İzolasyonu

kalınlaştırmakla sahja şiddeti sınırlandırıla

bilir, fakat ısı iletkenlik katsayısı fenalaştı

. ğından kablo fazla yüklenemez ve binnetice

gayri iktisadî olur. Bu yüzden izolasyon et

kalınlığı mahdut kalmak zorundadır.

Bu sebeple 60 kV, tan yüksek gerilimler de yağlı ve basınçlı gazlı kablolar tekemmül ettirilmiştir. Kablo dahüinde yağ kanalları yapılır ve boşluklar doldurulur, yeni boşluk lar meydana gelmesine karşı tedbir alınır. Yağ ısınınca genişler, bunun için genişleme aksamı tertip olunur. Bu nev'iden 380 kV a kadar tek iletkenli kablolar yapılmıştır.

Eskiden yapılan kablolardakı basınç al çak basınç olduğu halde bugün 10 at, basınca kadar kablo yapılmıştır. 100 kv, a kadar iki ve üç nskılli yağlı kablolar yapılmıştır (Bun larda müşterek bir kurşun muhafaza ve uzun luğuna yağ kanalları mevcuttur).

Başka bir çözüm tarzı da tazyikli gazlı kablolar yapılmasıdır. Bunlarda üç adet kur şun zarf mevcuttur. Dışta çelik boru muhafa za vardır. İçersinde 10 15 atü tazyikte azot gazı bulunur. Bu gaz sayesinde, sıcaklık oy namalarıyla dielektrik içersinde boşluk husu le gelemez.

Bu iki kablo tipinde dielektriğin iyonlaş ma tehMkesi büyük nisbette azalır. Bunlarda yüksüz durumda sınır saha şiddeti 40 kv/mm. dır. İşletme sıcaklıklarında emniyetli pat lama gerilimi 35 kV/mm. ye iner. Bu ise, pratik olarak, ayni emniyet için elektriki sa ha şiddetinin 9 ilâ 12 kV/mm. ye yükselmesi demektir Şuhalde izolasyon kalınlığı azal tılabiHr ve ayni zamanda işletme sıcaklığı 70 C°, a çıkarılabilir, bundan dolayı böyle kab lolardan normal kablolara nisbetle % 50 faz

la yükleme yapılabilir. Böylece bu tip kablo lar yüksek gerilimlerde iktisadî olur. Bugün uzak mesafelerde 110 kV. un altında da yağ lı kablolar kullanılmaktadır.

c) Kauçuk ve plâstik izoleli kablolar: Alçak gerilim kabloları kâğıt yerine kau çuk veya plâstik ile izole edilebilir. Kurşun zarf muhafaza olunur. I kV kauçuk ve plâs tik izoleli kablolar VDE 0265 te izah olunmuş tur, örtüsüz kurşun kabloların esas tipleri NGK veya NVK dır. Takat nakil kablosu olarak bunlar büyük bir mâna ifade etmez ler. Bugün bu nev'iden VDE 027 : 1951 e uy gun olarak 1 kV. a kadar yapılıp toprak üs tünde de kullanılan kurşun örtüsüz kablo lardan daha çok rutubete dayanıklı kab lolar yapılmıştır. Böyle kurşun örtüsüz kab lolar ya lâstik örtülü (NGG) veya plâstik izo lasyonlu ve plâstik örtülü (NYY) olarak ya pılır. Plâstik izoleli kablolar şöyle yapılır: Ev velâ plâstik izoleli iletkenler aralarında sarı lır, üzerine dolgu maddesi örtülür, en üstü ne de suya ve sürtünmeye karşı mukavim bir plâstik örtü yapılır. Plâstik örtü deyince he men hemen polivinfklorid (PVC) maddesi anlaşılır. Nakü üzerindeki izolasyon maddesi elektrik!,, örtü ise mekanik tesirlere mukavim dir.

Plâstik izoleli kabloların yüklenme de ğerleri VDE 0271, de verilmiştir. Plâstik kab loların kurşun örtülü kablolara nazaran ba zı üstünlükleri mevcuttur. Zira bunlar hafif tir. Dış yüzeyleri temiz ve parlaktır ve kolay ca ferşedilırler. Ayni zamanda bükülme rad yanı kâğıt kurşun kablolardan mümkün ol duğu kadar küçüktür, plâstik kablolar zor yanabilir. Kimyasal tesirlere k'arşı da muka vimdir. Dış örtünün zedelenmesi halinde kab lo gene işletme kabiliyetini haizdir Zira ilet ken izolasyonu da rutubete dayanıklıdır.

Küçük ve orta büyüklükteki kesitlerde plâstik kablolar kâğıt kurşun kablolardan daha ucuzdur Fenalık1 arı ise, plâstik örtü nün harici hava tesirlerine karşı mukave metlerini anlamak için henüz kâfi zamanın geçmemesidir. PVC izplasyonu küçük sıcaklık oynamalarında iyi netice verir. Nihayet ka lın kablolarda örtü üzerinde gerilme çatlak ları husule gelir.

İhtiyaç halinde plâstik izo'eli kablolar tahkim olunurlar, yani NKBA kablolar gibi kullanılırlar. Böylece NYYBA tipi kablo mey dana getirilmiş olunur

VDE 0271: 1955 sadece 1 kV, a kadar kab lolar için caridir. PVC izoleM kablolar 20 kV, a kadar yapılabilir Böyle kablolar pratikte tecrübe edilmiştir. Fakat 10 kV, tan fazlası

için yapılmazlar. Zira dielektrik kayıplar çok yüksek olur.

Nitekim PVC maddesinin kayıp faktörü 0,05 mertebesindedir. Halbuki emprenye edil miş kâğıtta bu değer tg8 0.0005 dir. Plâstik kablo azamî 2,5 ilâ 3,5 kV/mm. saha şidde tine mukavimdir. PVC maddesinin dielektrik sabitesi 3,5 ilâ 5 dir.

Emniyet mülahazalarıyla madeni zarfı mevcut olmıyan yüksek gerilim kablolarında maksada uygun topraklı bir madeni zırh bu lundurulur. 20 kV, tan yüksek gerilimler için de plâstik izoleli kablolar yapılmak istenirse, kayıp faktörü çok düşük olan polietilen mad desi kullanılır. Bu izolasyon maddesi için en önemli mesele homojen ve hava boşluksuz olarak yapılabilmesidir. Kalın izolasyonlar birkaç kat halinde yapılmalıdırlar.

Şimdi de kısaca enerji nakil kablolarının kullanılmasında gözönünde tutulması gere ken hususlardan bahsedelim. Enerji nakil kablolarının seçilmesi ve ölçü'endirilmesi için birçok' hususların bilinmesi gerekir. Bunların en önemlileri tesmiye gerilimi, tesmiye akımı ve emniyetli gerilim düşümüdür Bunlardan başka kabloların kısa devre akımlarına karşı mukavemetleri de kontrol edilmelidir. Kısa devre akımlarının mertebesi azamî emniyetli sühunetle sınırlanır. Ayrıca kısa devre akım larının mekanik tesirleri de bazı aksam üze rinde kontrol edilmelidir. Kısa devrede azamî sınır sıcaklığı 150 ilâ 160 C° ı geçmemelidir.

Devamlı işletmede ehemmiyetlerine bi naen kablo kayıplarının da açıklanması lü zumludur. İletken 'kayıpları omik kayıplar dır. Modern yüksek tevettür kablolarında di elektnk kayıpları retken kayıplarının % 1, i civarındadır. Kurşun zarfda fuko akımlarının tesiriyle kayıplar meydana gelir. Bunların mertebesi, hat kayıplarının % 0,1, i ilâ 0,4 ü kadardır Ayrıca tahkimat malzemesinde de histerezis ve fuko kayıpları meydana gelir. Bunlar tam manasıyla hesaplanamaz. Tahki mat kayıplarının üç fazlı kab'olarda herhan gi bir manası mevcut değildir.

ELEKTROLİTİK BAKIE FABRtKASI . ŞUBATTA TAMAMLANIYOR

Sanayi ve Kalkınma Bankasının or taklığile İstanbul'da Kâğıthane'de ya pılmakta olan Elektrolitik Bakır Fabri kası 1959 Şubat ayı nihayetinde tamam lanacaktır.

4000 ton kapasiteli olan bu fabrika nın inşaatı ve küv (elektroliz kabı) leri tamamlanmış, sadece makine'erin yer lerine monte edilmesi işi kalmıştır.

(Cumhuriyet)

E. M. M. — 23 24