Elektrik dağıtım şebekesi,güç yitimleri, alternatif akım sistemleri,dağıtım,kablolar | Ilk elektrik santralı ve ilkel dağıtım şebekeleri | üstün iletkenlerin uygulanma yeri-Elektrik dağıtım şebekeleri,kabarcık odası,tanecik | Buz eritme sistemleri-Elektrik iletim hatlarında-Taşıtlarda-Uçaklarda-trenlerde | Elektrik devresi,elektronların akımı,gerilim,elektrik akımı, suyla yapılan benzetme |

Elektrik teli ile kablosu arasında tam bir ayrım yoktur. Ancak «kablo» sözcüğü, genellikle birbirine değmeyecek biçimde yalıtılıp koruyucu bir kılıf içine yerleştirilmiş iki ya da daha çok iletken anlamına gelir. İletkenler, bakır ya da alüminyumdan yapılmış birçok telin bükülerek sarılmasından oluşur. Bu yapı, aynı akımı taşıyabilen tek bir telden çok daha fazla esneklik sağlar.
Bakır en çok kullanılan iletkendi: ama son yıllarda fiyatı arttığından, bu alanda alüminyumdan da' yararlanılmaktadır. Alüminyumdan, daha kalın, ama daha hafif kablolar elde edilmektedir. Aynı dirençteki alüminyum kablonun kesiti, bakır kablonun kesitinden % 60 daha büyüktür.
Kablo yapımında alüminyumun kullanım oranı, yeni birleştirme yöntemlerinin geliştirilmesiyle büyük artış göstermiştir (Bk. ALÜMİNYUM KAYNAĞi).

Dağıtım sistemleri:
Yüksek gerilimli elektrik, santrallardan, direkler arasına gerilmiş iletkenler aracılığıyla dağıtılır. Çelik çekirdekli alüminyumdan yapılan bu iletkenler yalıtılmamıştır; ama direklerden izolatörlerle ayrılmıştır. Bu dağıtım devreleri, her faz için ayrı bir iletkenden (bazen çift ya da dörtlü) oluşur ve üç fazlı ALTERNATİF AKIM taşır.
Direklerin yüksekliği ve genişliği, çevreye ve taşınan gerilime bağlıdır. Sözgelimi, İngiltere'de 132 kV
taşıyan bir direk 27 metre; 400 kV taşıyan bir direk ise 50 metredir.
Kullanılan yüksek gerilimler A.B.D. için 115 kV, 138 kV, 230 kV, 345 kV ve 525 kV, İngiltere için 132 kV, 275 kV, 400 kV, Fransa için 150 kV, 225 kV ve 380 kV, Türkiye için ise, 60 kV ve 150 kV'tur.
Yüksek gerilim şebekesi trafo merkezlerine bağlıdır. Trafo merkezleri, elektriği, düşük gerilimle düşük gerilim şebekesine dağıtır. 11 kV'a kadar akım, yeraltı kablolarıyla taşınabilir.

Yalıtım:
İletkenler kablonun kullanımına göre değişen çeşitli biçimlerde yalıtılır. Eskiden düşük gerilim kablolarında lastik yalıtkan kullanılırdı; ama günümüzde daha çok plastik (PVC) yalıtkan kullanılmaktadır. Bir başka gelişme de yalıtımda magnezyum oksit tozundan yararlanmaktır. Bu toz, iletkenlerin çevresine bakır bir kılıf içinde sıkıştırılır. Böylece kablo, neme, yağa ve petrole karşı direnç kazanır. Ayrıca, magnezyum oksit iyi bir ısı iletkeni olduğundan, yüksek akımı taşımayı kolaylaştırır. Bu çeşit yalıtıma, MICS (Mineral yalıtımlı bakır kılıflı) adı verilir ve özellikle yüksek sıcaklıktaki yerlerde kullanışlıdır.
Kablo, yer altından yüksek gerilim dağıtımında kullanılıyorsa, yağ emdirilmiş kağıtlarla yalıtılabilir. Çok başlıklı sargı makinalarıyla kabloya sarılan kağıt, gerilimin yüksekliğine göre ayarlanır. Yüksek gerilimlerde kat sayısının 200'ü bulduğu olur. İletkenler tek tek yalıtıldıktan sonra, toplu halde yeniden kağıtlara sarılır. Sonra kablonun çevresi alüminyum ya da kurşunla kılıflanarak nemden korunur. Ardından kablonun üstü, çelik tabaka ya da çelik tellerle kaplanır ve en üste bir PVC tabaka geçirilir.

Yağlı kablolar:
Elektrik kabloları, büyük akım taşırken ısınıp genleşir; küçük akım taşırken, soğuyup kağıt kaplama ile arasında boşluk oluşturur. Bu tür zayıf noktalarda ortaya çıkabilecek kısa devreler, yalıtımı bozar ve kablonun yenilenmesini gerektirir. Genleşme sorunu yağlı kablolarla çözülmüştür. Yağlı kabloların ortasında bir sarmal kanal bulunur. Kanalda, akışkanlığı az olan yalıtkan bir yağ vardır. Yağ, kablo genleştikçe ya da büzüldükçe kablo boyunca hareket eder. Yağ kanalı, kablo başlarındaki depolara bağlanmıştır. Genleşme sırasında, yağ, bu depoya dolar, soğumadan sonra da yeniden kanala çekilir.
Bu yolla, her türlü koşulda iyi bir yalıtım sağlanır. Yağlı kablolardaki kağıt kalınlığı, yağlı kağıtla kaplı kablolardaki kağıt kalınlığının yarısı kadardır. Yağla yalıtım tekniği 30 kV ile 400 kV arasındaki kablolar için kullanılır. Özellikle günün farklı saatlerinde, değişik oranlarda yük taşıma durumundaki elektrikli tren şebekelerinde bu yöntem çok yararlıdır.
Yağlı kablolar yerine, gazlı kablolar da kullanılabilir. Gazlı kablolara, kablonun iki ucu arasındaki yükseklik farkının çok olduğu ya da yağ depolarının yerleştirilemediği durumlarda başvurulur. Gazlı kablolarda sıkıştırılmış azot kullanılır.

Borulu kablolar:
Sık sık toprak çöküntüleri görülen yerlerde, kabloların mekanik dayanıklılığı çok önemlidir. Bu koşullarda kablo, zift ve cam elyafıyla kaplı çelik borular içinde korunur. Aşınma tehlikesi yüksek olan yerlerde kablo, ayrıca plastik kılıf içine alınır. Söz konusu kabloların azotla doldurulması ise, yüksek sıcaklıkla genleşme gibi koşullarda bile, yalıtımın bozulmamasını sağlar.

Kablo döşeme:
Elektrik kabloları çukurlara gömülebilir, borular içine çekilebilir ya da beton kanallara yerleştirilebilir.
Kabloların çoğu, çukurlara gömülmüştür. Yüksek gerilim kabloları (30 kV ve yukarısı) için çukur genişliği 75 cm, derinliği de 90 cm'dir. Birkaç kablo devresi bir aradaysa, daha geniş çukurlar kullanılır.
Kablo, ana yolu keserse, ana yolun altını kazmak zor olduğundan, önce borular yerleştirilir ve onların içinden kablolar çekilir.
A.B.D 'nde genellikle çok kanallı künk sistemi
kullanılır. A.B.D. kentlerinde künkler grup halinde yapılır- ve hat üstünde bağlantı yapabilmek için insanların girebileceği bağlantı odaları bulunur. Künkün içinde, kablonun çevresindeki hava, ısı yalıtımı sağladığından, künk içine döşenmiş kablolar, toprağa gömülü kablolardan daha düşük akım taşıyabilirler.
Beton oluklar, demiryolları ya da elektrik ara istasyonları gibi yerlerde kullanılır. Buralarda yer kısıtlı olduğundan, derin bir çukur açmak olanaksızdır. Kablo, bir çukura gömüldüğünde, sıcaklığın toprak yoluyla dışarı verilmesi gerekir. Eğer bu sağlanmazsa, fazla ısınma ve kopma olabilir. Olukların içi, duruma göre doldurulur ya da boş bırakılır. Doldurma, ısıyı dışarı vermeye yaradığından, ana kablo hatlarında kullanılır.
Kısa direkler arasına çekilen kablolar, ısıyı hemen havaya verdiklerinden, daha çok akım taşıyabilirler. Bu tür kablolar, demiryollarının yanlarında kullanılır.

Yapay soğutma:
1 500 amperin üstündeki akımların taşındığı kablolara yapay soğutma uygulanır. Kanalların İçine, plastik su boruları döşenir. Bu boruların içinde dolaşan su, 4 km'de bir, bir soğutucuya girer. Böylece su ısıyı soğurarak, kabloların aşırı ısınmasını önler.
Suyla soğutmanın başka yolları da vardır. Sözgelimi bazı uzun tünellerde 400 kV'luk kablolar, su dolu açık beton kanallara yatırılmıştır. Bu sistem, büyük bir iletken ya da ek kablo kullanma gereksinimi
ni ortadan kaldırır. Kabloları, basınçlı su taşıyan borular içinden geçirmek de olanaklıdır. Toprakla dolu çukurlar, nemli kalmaları için belli aralıklarla sulanır. Yağlı kablolarda, yağı soğutucudan geçirmek için bir sistem geliştirilmiştir. Ne var ki, soğutma sistemleri pahalıdır ve bu yüzden yalnızca, çok ek kablo gerektiren yüksek gerilimlerde kullanılır.

Kılıf akımlarının önlenmesi:
Birkaç ayrım dışında, 132 kV'un üstündeki kablolar tek çekirdeklidir. Bir kanal içine tek çekirdekli üç kablo yerleştirildiğinde, kablolar üçgen biçiminde birleştirilir. Buna «katı bağlantı» denir. İletkenlerdeki akım nedeniyle, kılıflarda bir gerilim indüklenir. Bunun sonucu olarak da, kabloda ek ısı oluşur. Kılıflar birbirinden yalıtılarak ve «çapraz bağlantı» adı verilen biçimde bağlantı yapılarak, bu ek ısı yok edilir. A.B.D'nde geliştirilen bu sistemle, daha çok akım taşınması sağlanmıştır.

Bağlantılar:
Çok kısa donanımlar dışında, elektrik kablolarına genellikle bağlantı yapmak gerekir. Yüksek gerilim kablolarının çoğunda, bağlantılar-arası uzaklık, 400-500 metre arasındadır; denizaltı kabloları gibi kablolarda ise bu aralık, 1 000 metreyi aşar.
Alçak gerilim şebekelerinin- kablo bağlantıları yalındır ve genellikle demir kutular içine yerleştirilir. Yüksek gerilim bağlantıları ise, karmaşıktır ve yapımı oldukça zordur. Bunlar, kablonun iki-üç katı çapında bakır borularda korunur. Bakır borunun üstü ayrıca cam elyafı, beton ya da ziftle kaplanır.
Yağlı kablolarda yalnızca kabloyu geçirip yağı sızdırmayan ve yağ kanalını hidrolik bölmelere ayıran bağlantılar kullanılır. Böylece, sözgelimi yüksek bir tepenin eteklerinde ortaya çıkabilecek basınç yükselmeleri önlenmiş olur.
Kablonun uçlarına terminaller yapılması gerekir. Alçak gerilim kabloları, doğrudan bir şaltere ya da transformatöre bağlanır. Yüksek gerilim kabloları ise, «hat başlarında» bitirilir. Hat başları, dikey porselen izolatörlerdir. Porselenin içi yağ doludur. Hat başlarının bağlanması da ara bağlantılar kadar özen gerektirir. Gerilme denetim profili denen uç biçimini sağlamak için, kağıt yalıtkanların uygun biçimde soyulması gerekir. Gerilme denetim profili, kopmayı önleyecek koni biçimindedir.

Alarmlar:
Yağlı ya da gazlı kabloda bir kaçak olursa, kablo kopmalarının önlenmesi için, bunun hemen onarılması gerekir. Bu nedenle, kablo boyunca, röleli basınç göstergeleri yerleştirilir.
Gaz ya da yağ basıncı çalışma basıncı altına düşerse, denetim merkezine bir alarm sinyali yerilir ve bozulan kablo onarılmak için devreden çıkarılır.

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Fizik » Elektrik » Elektronik » Elektik- Elektronik Devre Elemanları

Kaynak:4
2.cilt / s.669-692