Havai hat iletkenleri, elektrik enerjisinin verimli ve güvenli bir şekilde iletilmesi için tasarlanmış iletken türleridir. Bu iletkenler, enerji nakil hatlarında kullanılan en önemli bileşenlerdir ve belirli standartlara ve teknik özelliklere göre üretilirler. Bu makalede, havai hat iletkenlerinin özellikleri, çeşitleri ve kullanım alanları ele alınmaktadır.
Havai hat iletkenlerinde bakır yerini daha hafif ve ekonomik olan alüminyuma bırakmıştır. Alüminyum, ilk kez 1895’te hava hatlarında örgülü iletken olarak, 1908’de ise çelik özlü alüminyum iletken (ACSR) olarak kullanılmıştır. Günümüzde enerji nakil hatlarında alüminyum, maliyet ve performans avantajları nedeniyle tercih edilmektedir.
Havai Hat İletken Türleri
Havai hat iletkenleri, farklı mekanik ve elektriksel özelliklere sahip olup, kullanım amacına göre sınıflandırılmaktadır. Başlıca üç türü şunlardır:
- Tam Alüminyum İletkenler (AAC)
- %99.7 saf elektrolitik alüminyumdan üretilir.
- Yerleşim alanlarında ve kısa mesafeli enerji iletim hatlarında kullanılır.
- Yüksek korozyon direncine sahip olduğundan denizcilik sektöründe de tercih edilir.
- Çelik Özlü Alüminyum İletkenler (ACSR)
- %6 ila %40 arasında değişen çelik özlerle sarılmış alüminyum iletkenlerden oluşur.
- Nehir geçişleri ve uzun mesafeli enerji nakil hatlarında kullanılır.
- Yüksek çekme mukavemeti, düşük ağırlık ve uzun ömür gibi avantajlar sunar.
- Tam Alüminyum Alaşımlı İletkenler (AAAC)
- AAC ve ACSR iletkenlere göre daha yüksek korozyon direncine sahiptir.
- Yüksek mekanik dayanıklılığı nedeniyle enerji nakil ve dağıtım hatlarında kullanılır.
- Ağırlık avantajı ve uzun mesnet aralıklarıyla öne çıkar.
Çelik Özlü Alüminyum İletkenlerin Yaygın Kullanım Nedenleri
Çelik özlü alüminyum iletkenlerin (ACSR) yaygın kullanılmasının temel nedenleri şunlardır:
- Yüksek Çekme Mukavemeti: Çelik öz, iletkene gerilme ve çekme dayanımı kazandırır. Bu özellik, özellikle nehir geçişleri gibi zorlu alanlarda önemlidir.
- Düşük Ağırlık: Hafif yapısı sayesinde daha az sayıda direk ile uzun mesafelerde kullanılabilir.
- Ekonomiklik: Alüminyumun bol bulunabilirliği ve düşük maliyeti, bu iletkenlerin tercih edilmesinde etkili bir faktördür.
- Dayanıklılık: Alüminyumun korozyon direnci, dış çevre şartlarına karşı dayanıklılığı artırır.
Havai Hat İletkenlerinin Teknik Özellikleri
Enerji nakil hatlarında kullanılan havai hat iletkenlerinin seçiminde şu faktörler dikkate alınır:
- Coğrafi Koşullar
- Bölgenin rüzgar yükü, buz yükü ve sıcaklık koşulları.
- Endüstriyel ve volkanik gazların korozyon etkisi.
- Denizden uzaklık veya tuzlu ortam etkisi.
- Elektriksel ve Mekanik Özellikler
- Çekme ve germe dayanımı.
- İletkenlik değerleri ve standartlara uygunluk.
- Standartlara Uygunluk
- Türkiye’de TSE ve TEİAŞ şartnamelerine uygunluk zorunludur.
- İmalattan sonra tip testlerinin yapılması ve kalite kontrol süreçleri gereklidir.
AAC Tam Alüminyum İletkenler
AAC (All Aluminium Conductor) iletkenler, birden çok alüminyum telin bükülmesiyle üretilir. Yüksek iletkenlik ve hafiflik özellikleriyle düşük gerilim havai hatlarda kullanılır.
Kanada Standardına Göre AAC İletkenler:
| Adı | Kesit (AWG/MCM) | Kesit Alanı (mm²) | Bakır Eş Değeri (mm²) | Tel Sayısı | Tel Çapı (mm) | Komple Çapı (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Rose | 4 AWG | 21.14 | 13.30 | 7 | 1.96 | 5.88 |
| Lily | 3 AWG | 26.60 | 16.73 | 7 | 2.2 | 6.6 |
| Iris | 2 AWG | 33.53 | 21.09 | 7 | 2.47 | 7.41 |
| Pansy | 1 AWG | 42.49 | 26.72 | 7 | 2.78 | 8.34 |
ACSR Çelik Özlü Alüminyum İletkenler
ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced), merkezinde çelik tel bulunan alüminyum iletkenlerden oluşur. Bu iletkenler, yüksek mekanik dayanım gerektiren yüksek gerilim hatlarında tercih edilir.
Kanada Standardına Göre ACSR İletkenler:
| Adı | Kesit (AWG/MCM) | Kesit Alanı (mm²) | Çelik Tel Sayısı | Alüminyum Tel Sayısı | Komple Çapı (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Sparrow | 6 AWG | 13.29 | 1 | 6 | 4.62 |
| Robin | 4 AWG | 21.15 | 1 | 6 | 5.82 |
| Lark | 2 AWG | 33.59 | 1 | 6 | 7.35 |
AWG ve MCM Nedir?
AWG (American Wire Gauge), havai hat iletkenlerinin çapını ifade eden bir ölçü sistemidir. 0000’dan 40’a kadar numaralandırılır ve her bir numara belirli bir çap değerine karşılık gelir. Büyük çaplı iletkenler, MCM (Circular Mil) birimiyle ifade edilir. Örneğin:
- 3 AWG: Swallow (Kırlangıç)
- 1/0 AWG: Raven (Kuzgun)
- 3/0 AWG: Pigeon (Güvercin)
477 MCM değerindeki bir iletkenin çelik kesiti 39,19 mm²’dir ve şu şekilde ifade edilir:
$$
\text{Al/St} = 242/39
$$
Bu sistem, iletkenlerin mekanik ve elektriksel özelliklerini standartlaştırmak için kullanılır.
Güncel Gelişmeler ve Yeni İletken Türleri
Son yıllarda havai hat iletkenlerinde kullanılan malzeme ve alaşım teknolojilerinde önemli gelişmeler yaşanmıştır. Bu yenilikler, havai hat iletkenlerinin mekanik dayanıklılığını, elektriksel iletkenliğini ve çevresel koşullara karşı dirençlerini artırmayı hedeflemektedir. Özellikle, Al-Mg-Si (Alüminyum-Magnezyum-Silikon) alaşımları, üstün özellikleri sayesinde öne çıkmaktadır. Bu alaşımlar, geleneksel alüminyum iletkenlere kıyasla çok daha iyi performans sunar ve aşağıdaki avantajları sağlar:
1. Mekanik Dayanıklılık
Al-Mg-Si alaşımları, yüksek çekme mukavemeti ve esnekliği ile bilinir. Bu özellik, özellikle zorlu coğrafi koşullarda, rüzgar ve buz yüklerinin yüksek olduğu bölgelerde kritik öneme sahiptir. Geleneksel alüminyum iletkenlerle karşılaştırıldığında, bu alaşımlar daha fazla yük taşıma kapasitesine sahiptir ve direk aralıklarının daha uzun tutulmasına olanak tanır.
Teknik Detaylar:
- Çekme Mukavemeti: Tipik olarak 300-400 MPa arasında değişir ve geleneksel alüminyuma göre %30’a varan oranda daha yüksektir.
- Uzama Kapasitesi: Daha düşük kırılganlık gösterir, bu da aşırı yük durumlarında iletkenin kopmasını önler.
2. Korozyon Direnci
Al-Mg-Si alaşımları, yüksek korozyon direnci ile deniz tuzu, endüstriyel gazlar ve asidik yağmurlar gibi çevresel etkilerden daha az etkilenir. Bu özellik, özellikle kıyı bölgeleri ve endüstriyel tesislere yakın alanlarda önemli bir avantaj sağlar.
Örnek:
AAC (Tam Alüminyum İletkenler) ile karşılaştırıldığında, AAAC (Tam Alüminyum Alaşımlı İletkenler) iletkenlerin korozyon ömrü 2-3 kat daha uzundur. Bu, bakım ve değiştirme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
3. Elektriksel İletkenlik
Al-Mg-Si alaşımları, yüksek saflıkta alüminyumdan biraz daha düşük bir iletkenliğe sahip olsa da, bu durum mekanik dayanıklılıkla telafi edilir. Ayrıca, elektriksel kayıpları azaltmak için alaşımların yüzey kaplama teknolojileri geliştirilmiştir.
- İletkenlik: %99,5 saf alüminyuma kıyasla yaklaşık %5 daha düşük olabilir, ancak enerji kayıplarını minimize eden ileri kaplama teknikleri bu farkı azaltır.
- Yüzey Kaplama: Korozyona karşı anodize veya kaplama işlemleri uygulanarak ömrü uzatılır.
4. Hafiflik ve Direk Aralıklarının Uzatılması
Hafif yapıları nedeniyle Al-Mg-Si alaşımlı iletkenler, enerji nakil hatlarında direk aralıklarını uzatmaya olanak tanır. Bu, hem malzeme hem de altyapı maliyetlerinde tasarruf sağlar. Ayrıca, hafiflik sayesinde taşıma ve montaj süreci kolaylaşır.
5. Yeni Geliştirilen İletken Türleri
Son dönemde, mevcut ACSR ve AAAC iletkenlerin geliştirilmiş versiyonları piyasaya sürülmüştür. Bunlardan bazıları şunlardır:
- HTLS (High-Temperature Low-Sag) İletkenler: Yüksek sıcaklıklarda daha az sarkma gösteren bu iletkenler, iletim hatlarının kapasitelerini artırmak için idealdir. Çelik özlü yapıları yerine kompozit malzemeler kullanılarak ağırlık azaltılmıştır.
- ACCC (Alüminyum Kompozit Çekirdekli İletkenler): Bu iletkenler, hafif kompozit çekirdek sayesinde hem yüksek gerilim dayanımı hem de düşük ağırlık sunar. Korozyona karşı üstün dirençleriyle dikkat çekerler.
- Zr-Al (Zirkonyum Alaşımlı Alüminyum İletkenler): Zirkonyum katkısı, yüksek sıcaklıklara dayanıklılığı artırırken, iletkenliğin düşmesini önler. Bu tip, özellikle aşırı iklim koşullarında tercih edilmektedir.
RASTGELE TEKNİK İÇERİK İÇİN TIKLAYIN!
İlginizi Çekebilecek Teknik Hesaplar
Kompanzasyon Hesabı
Aydınlatma Hesabı
Yüksek Gerilim İşletme Sorumluluğu Ücreti Hesabı
Sosyal medyada teknik bilgilere maruz kalmak için:
YouTube – Instagram
