Güç Hattı Aksesuarları Elektriksel ve Mekanik Bağlantıları Nasıl Sağlar?

Güç Hattı Tesisat Parçalarının Temel Elektriksel ve Mekanik Fonksiyonları

İletim sistemlerinde güç hattı tesisat parçalarının tanımı ve rolü

Güç hattı armatürleri, bazen elektrik donanımı aksesuarları olarak da adlandırılır ve havai güç hatlarında kullanılan kabloları birleştirmek, sabitlemek ve korumak için tasarlanmış özel parçalardır. Bu armatürler aynı anda hem elektriksel hem de mekanik görevler üstlenir. Kablo, izolatör, taşıyıcı yapılar ve şebeke boyunca çeşitli diğer ekipmanlar gibi sistemin farklı bölümlerini birbirine bağlayan önemli köprü görevi görürler. Böyle armatürlerin olmaması halinde, trafo merkezleri ile son kullanıcılar arasındaki uzun mesafeler boyunca şebekelerin yapısal bütünlüğünü koruması veya elektriği güvenilir bir şekilde iletebilmesi mümkün olmaz.

Elektriksel sürekliliğin sağlanması ve etkili topraklama

Aksesuarlar, tellerin bağlantı noktalarındaki direnci azaltarak kesintisiz elektrik akışı sağlar çünkü hassas şekilde üretilmiş ekler ve kelepçeler sayesinde bu direnci düşürür. Aynı zamanda bu bileşenler, arızalı akımı zararsız bir şekilde toprağa ileten sağlam topraklama bağlantıları oluşturur. Doğru şekilde takıldığında, topraklama kelepçeleri tehlikeli gerilim yükselmelerini ve elektromanyetik gürültüyü bastırarak ekipmanların korunmasını ve çalışanların güvenliğini sağlar. Son zamanlarda yayımlanan IEEE güç iletimi güvenliği kılavuzlarına göre, topraklama çubuklarının uygun aksesuarlarla birleştirilmesi, sistemde bir arıza meydana geldiğinde adım ve dokunma potansiyeli risklerini yaklaşık %70 oranında azaltabilir.

Çevresel stres altındaki mekanik stabiliteyi sağlama

Aksesuarlar, aşırı gerilime, rüzgar yüklerine ve buzlanmaya karşı iletkenleri sabitlerken titreşimden kaynaklanan yorulmayı da en aza indirir. Örneğin:

• Gerilim kelepçeleri, ölü uç noktalarda mekanik yükleri yeniden dağıtır
• Sönümleyiciler, rüzgar titreşimlerini emerek iletken yorgunluğunu IEC 61284'e uyumlu testlerde %40 oranında azaltır
• Ara mesnetler, yüksek rüzgarda demet hatlarda çarpışmayı önler

Bu dayanıklılık, kasırgalarda yapısal çökmeyi engeller ve sertifikasız tesisatlara kıyasla sistem ömrünü 15—20 yıl uzatır.

Güç Hattı Armatürlerinin Temel Türleri ve Yapısal Uygulamaları

İletken desteği ve yük dağılımı için askı, gerilim ve sonlandırma kelepçeleri

Askı kelepçeleri, iletkenleri taşıyıcı yapılara sabitlemek için kullanılır ancak aynı zamanda termal genleşmeye izin verir ve bu da gerilimin doğru bir şekilde dengelenmesi açısından çok önemlidir. Ardından hattın yönünün değiştiği durumlarda boyuna kuvvetlerle başa çıkmaya yarayan gerilim kelepçeleri bulunur. Ölü uç (dead end) versiyonları ise hattı tam gerektiği yerde sonlandırır. Bu farklı tipteki bağlantı elemanları, mekanik gerilmeyi hem direkler hem de iletkenler boyunca dağıtır. Bu sayede zamanla aşırı gerilimin biriktiği problemli noktaların oluşması engellenir ve IEEE'nin 2023 yılındaki iletim güvenilirliği standardında belirtildiği gibi, yoğunlaşmış bu yorgunluk noktaları tüm havai hat arızalarının yaklaşık %23'ünü oluşturur. Doğru kelepçelerin monte edilmesi, özellikle saatte yaklaşık 150 kilometre hızına ulaşan güçlü rüzgarlar sırasında veya sisteme ek yük bindiren buzlanma durumlarında, yüklerin her şeye eşit biçimde aktarılmasını sağlar.

İletkenlerin güvenli şekilde bağlanması için gerilim kelepçeleri ve bağlantı fitingleri

Sıkıştırmalı ve kama tipi gerilim kelepçeleri, titreşimlere rağmen çözülmeden güçlü ve uzun ömürlü bağlantılar kurar. Eklem kollukları ve diğer bağlantı fitingleri, ASTM B354 standartlarının iyi iletkenlik için öngördüğü gibi kontakt direnci 5 mikro ohm'un altında kalacak şekilde ek yerlerinden elektriğin sorunsuz geçmesini sağlar. Bu konektörlerdeki oluklar, yaklaşık 15 kilonewton'luk kuvvetlere maruz kalsa bile kaymayı önler ve iletkenlerin yıllar içinde gerçekleşen yavaş uzamasına da dayanıklıdır. Bu parçalar aslında elektrik akımının büyük bölümünü taşıdığından, üretimlerinin doğru yapılması hayati öneme sahiptir. Üretim hataları, enerji israfına yol açan ve uzun mesafelerde güç iletim verimliliğini düşüren sıcak noktalara neden olabilir.

Destek donanımı: Yapısal bütünlüğün korunmasında cıvatalar, askılar ve ankrajlar

Yapısal bütünlük, şunları içeren yardımcı bileşenlere bağlıdır:

• Isı döngüleri boyunca sıkma kuvvetini koruyan korozyona dayanıklı cıvatalar
• Süspansiyon noktalarında dinamik hareketliliğe izin veren eklemli asma elemanlar
• 20 ton kaldırma kuvvetine karşı direnç gösteren helisel tasarımlı zemin ankrajları

Bu bileşenler sinerjik olarak çalışır ve çinko-alüminyum kaplamalar farklı metaller arasında galvanik korozyonu önler. Standartlara uygun donanım montajı, standart dışı tesisatlara göre bakım sıklığını %40 oranında azaltır, bu durum Ulusal Elektrik Güvenlik Kuralları (NESC) 2022 baskısı .

Uygun Bağlantı Tasarımıyla Elektrik Bağlantısının Bütünlüğünü Koruma

İletkenler, yalıtkanlar ve bağlantı elemanları arasındaki izolasyon ve bağlantı noktaları

İyi bir yalıtım tasarımı, iletkenlerin izolatörlere bağlandığı zorlu noktalarda elektrik kaçağını ve atlama olaylarını önlemeye yardımcı olur. Doğru dielektrik malzemeler, elektriğin düzgün akışını sağlarken aynı zamanda toz, nem ve diğer çevresel kirleticilere karşı kalkan görevi görür. Bağlantı noktalarında mühendislerin, iletkenlerin birbirine temas ettiği yüzeyde temas basıncını doğru ayarlaması gerekir. Basınç eşit değilse sıcak noktalar oluşur ve bileşenler normalden daha hızlı bozulmaya başlar. IEEE 1313.1 ve IEC 60815 gibi standartlara göre, bağlantı elemanları inç başına 15 kV'den fazla gerilim stresine dayanabilmeli ve izleme (tracking) meydana gelmemesi için bileşenler arasında yeterli mesafeyi korumalıdır. Korozyonla mücadelede, özellikle tuzlu hava sorunun yaşandığı kıyı bölgelerinde, sıkma (kompanzasyon) tipi bağlantı elemanları, standart mekanik kelepçelere göre daha iyi performans gösterir ve bu da arızaların azalmasına neden olur. Alüminyum iletkenler ile çelik bağlantı parçaları arasındaki termal genleşmeyi doğru ayarlamak da önemlidir; aksi takdirde sıcaklık değişimleri sırasında bağlantılar gevşer ve zamanla elektrik yolunu bozar.

Uzun süreli elektriksel ve mekanik performansı sağlayan ekler, birleşimler ve kelepçeler

En iyi ekler ve bağlantılar, iletkenler arasında sıkı bağlar oluşturmak için çoklu krimplama aşamalarını kullanır; bu da oksitlenmenin birikmesini ve zamanla direncin artmasını engeller. İyi bağlantılar, enerji hattındaki rüzgar titreşimlerinden kaynaklanan mekanik stresle karşı karşıya kalındığında bile iletkenliklerini orijinal iletken özelliklerine yakın tutmalıdır ve genellikle bu değer %2 civarında olur. İyi tasarlanmış kelepçeler, gerilimi tek bir noktada yoğunlaşmasına izin vermek yerine tüm iletken tellere eşit şekilde dağıtır. Sıcak daldırma galvaniz gibi korozyona dayanıklı kaplamalar, bu bileşenlerin zorlu koşullarda üç dekaddan fazla dayanmasını sağlayabilir. Ponemon Enstitüsü'nün 2023 yılında yayımlanan şebeke altyapısı güvenilirliği üzerine yaptığı son araştırmaya göre, titreşimlere daha iyi direnç gösteren tasarımlar, her yüz mil hat bakımı başına yılda yaklaşık 740 bin dolar tasarruf ederek bakım maliyetlerini önemli ölçüde düşürür. Bu bağlantıların uzun vadede düzgün çalışmasını sağlamak için birkaç temel unsur gerekir.

• İletken hasarını önlemek için radyal sıkıştırma düzgünsüzlüğü
• İletken genleşme oranlarına uyum sağlayan termal çevrim direnci
• Girdap akımı kayıplarını en aza indiren elektromanyetik uyumluluk
• İzolasyon bütünlüğünü koruyan UV dirençli polimer bileşenler

Güç Hattı Tesisat Parçalarının Kurulumu ve Yaygın Arızalardan Kaçınma İçin En İyi Uygulamalar

Doğru kurulum: Tork kontrolü, hizalama ve gerilim yönetimi

Güç hattı tesisat parçalarının doğru şekilde montajı, üç kritik protokole kesin bağlılık gerektirir:

1. Döner özellikleri : Yetersiz sıkma kaymaya; fazla sıkma iletkenlere zarar verir. Üretici tarafından önerilen değerleri elde etmek için kalibre edilmiş araçlar kullanın.
2. Açısal Hizalama : Hatalı hizalama, dengesiz gerilim dağılımına neden olur. Kurulum sırasında ve çevresel olaylardan sonra pozisyonu seviyelerle doğrulayın.
3. Gerilim yönetimi rüzgarın neden olduğu salınımlar veya buz yüklemesi nedeniyle iletkenlerde yorulma kırılmalarını önlemek için zırhlı çubuklar veya titreşim sönümleyiciler takın.

Bağlantıları tehlikeye atan malzeme uyumsuzluğundan ve tasarım uyumsuzluklarından kaçının

Nemli ortamlarda alüminyum teller gibi farklı metaller bakır konektörlerle karşılaştığında galvanik korozyon meydana gelir ve sistemler daha hızlı bozulur. Elektrik sistemleriyle çalışanlar için, aynı malzemelerden yapılan veya en azından uygun koruyucu kaplamalara sahip bağlantı elemanlarını seçmek büyük önem taşır. Ekipmanların dayanım sınıflandırmalarının yerel koşullara gerçekten uyup uymadığını kontrol etmek de aynı şekilde önemlidir. Rüzgar hızları bölgelere göre değişir, kış aylarında buz yükleri de böyledir. Geçen yıl yayınlanan bir NESC muayene raporuna göre, havai hatlardaki tüm sorunların neredeyse yarısı (yaklaşık %42'si), tesis edildikleri bölgedeki hava koşulları için yeterince güçlü olmayan donanımdan kaynaklanmıştır.

SSS

Güç hattı teferruatı nedir?

Güç hattı armatürleri, elektrikli donanım aksesuarları olarak da bilinir ve havai güç hatlarında kullanılan kabloları bağlamak, desteklemek ve korumak için tasarlanmış bileşenlerdir.

Güç hattı armatürlerinde topraklamanın önemi nedir?

Güç hattı armatürlerinde topraklama, arızalı akımın güvenli bir şekilde toprağa yönlendirilmesini sağlayarak ekipmanları ve personeli tehlikeli voltaj artışlarından korur.

Güç hattı armatürleri mekanik stabiliteyi nasıl sağlar?

Armatürler, iletkenleri aşırı gerilime, rüzgar yüklerine ve buzlanmaya karşı sabitleyerek yapısal çökmeyi önler ve böylece mekanik stabilite sağlar.

Güç hattı armatürlerinin türleri nelerdir?

Bazı önemli güç hattı armatürü türleri arasında sarkıtma kelepçeleri, çekme kelepçeleri, ölü uç kelepçeleri, gerdirme kelepçeleri ve bağlantı armatürleri bulunur.

Güç hattı armatürlerinin kurulumu için en iyi uygulamalar nelerdir?

Güç hattı armatürlerinin kurulumu için en iyi uygulamalar, doğru tork kontrolünün sağlanması, uygun hizalama ve yorulma kırıklarını önlemek için gerilimin yönetilmesini içerir.