EN
Elektrik direklerine asılı olan enerji iletim hatlarının gevşek olduğunu fark edebilirsiniz. Belki de şu soruyu sormuşsunuzdur: Neden bu hatlar direklere sıkıca sabitlenmiyor?
Elektrik hatlarının neden elektrik direklerinde gevşek olduğunu ve dağıtım ve iletim hatlarında neden bir 'sarkma' (sag) gerekliliği olduğunu birlikte inceleyelim. Ancak bunu yapmadan önce, konuyu daha iyi anamamıza yardımcı olacak bazı önemli ipuçlarına göz atalım.
Güç Aktarımı
Güç güç, işin yapılma hızıdır. Elektrik enerjisi bir mesafe kat ettiğinde iş yapılmış olur. Buradan, gücün birim zamanda iletilen enerji miktarı olduğu sonucuna varabiliriz. Elektrik, taşıyıcı ortamı olarak görev yapan enerji hatları aracılığıyla uzun mesafelere taşınabilir.
Aktif güç genellikle watt cinsinden ölçülür. Güç iletimi sırasında enerji tasarrufu sağlamak için yüksek gerilimli iletim tercih edilir. Elektrik akımı ısı üretir; bu ısı, elektrik hatlarının aşınmasına ve arızalanmasına neden olduğu için zararlı olabilir. İletilen gücü korumak amacıyla ısı üretip hattın aşınmasına katkıda bulunan elektrik akımı küçük miktarlarda taşınmalı, buna karşılık gerilim büyük miktarlarda taşınmalıdır. Bu yaklaşım, yüksek gerilimli güç iletimi olarak bilinir.
İletim ve Bağlantı
Güç iletimi sırasında iletim hatları yalıtılmadığından, bir kısmı çevremize kaybolur. Ohm kanununa göre direnç (R), iletkenin uzunluğu (L) ile doğru orantılıdır; yani iletkenin uzunluğu arttıkça direnci de artar. Hava iyi bir iletken olmadığından, elektrik hatları tarafından üretilen ısıyı verimli bir şekilde dağıtamaz.
Bu nedenle elektrik hatları, elektrik akımının akışına karşı direncini azaltmak amacıyla daha büyük çapta tasarlanır. Direnç (R), iletkenin kesit alanı ile ters orantılı olarak değişir; dolayısıyla iletkenin çapı ne kadar büyükse direnç o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir.
Elektrik Telleri ve Kabloları
Elektrik kabloları ve telleri, çoğunlukla bakır tellerden oluşan iletkenlerdir ve üzerinden elektrik iletilir. Ancak bu teller yalnızca bakırdan oluşmaz. Mekanik özellikler kazandırmak amacıyla iletkenler başka bir elementle alaşım haline getirilir. Bu eklenen elementin ilave edilmesi, iletkenin iletkenlik özelliğini etkilemez. Bunun yerine bu element, bakırın iletkenliğini bozmadan mekanik özelliklerini artırır.
Joule’un Elektrik Isıtması Yasası
Saf bir metal diye bir şey yoktur. Herhangi bir metalin saflık derecesi asla %100 değildir ve bu nedenle iç dirençleri vardır. Akımın iletken üzerinden geçmesi sırasında harcanan enerji veya üretilen ısı, elektriksel ısıtma için Joule Kanunu kullanılarak aşağıdaki gibi hesaplanır:
- P = VI.t
- P = I 2Rt.
Joule Kanunu’nun diğer formları
- P = I²Rt
- P = VI.t … (R = V/I)
- P = W.t … (P = W = VI)
- P = V²t/R …. (I = V/R), Ohm Kanunu kullanılarak
Yukarıdaki denklemden görülebileceği üzere, hareket eden elektronlar tarafından üretilen ısı (P), R, t ve I² ile orantılıdır. Bir elektrik akımı iletken üzerinden geçtiğinde, sürüklenen elektronlara engel olan direnci aşmak için elektrik enerjisini ısı şeklinde çevreye yayarak dağıtır.
Hava Durumu ve Sıcaklığın Elektrik Hatları Üzerindeki Etkisi
Bir iletkenin direnci, sıcaklık arttıkça artar. Bu durum, iletkenin sıcaklığı yükseldikçe içindeki elektronların daha fazla enerji kazanması ve rastgele hareket etmesiyle meydana gelir; bu da diğer atomlarla çarpışmalara neden olur ve sonuçta ısı oluşumuna yol açar.
İletken tarafından üretilen aşırı ısı, iletkenin erimesine neden olabilir. Sıcak havalarda iletken genleştiği için teller gevşekleşmeye eğilimlidir; soğuk havalarda ise tel daralır.
Hatlardaki Gerilim
Gerilim, bir ip veya tel üzerinde zıt yönlü iki kuvvetin etkisiyle oluşan bir kuvvettir. Dolayısıyla bir direğe asılı bir tel, gerilim altında bulunur ve teller daha gergin hale getirildiğinde bu gerilim daha da artar; bu da tellerin küçük bir daralma veya genişleme ile kolayca kopmasına neden olabilir.
Dağıtım ve İletim Hatlarında Neden SAG (Sarkma) Gereklidir?
Sag, destek yapıları (direkler veya kuleler) arasında kabloların yerçekimi etkisiyle aşağı doğru eğilmesi veya kıvrılmasına verilen addır. Bu durum, iletkenin ağırlığı ve gerilimi nedeniyle doğal bir şekilde meydana gelir.
Uzun iletim hatları üzerinden elektriğin iletilmesi ve dağıtılması sırasında ısı yayılır. İletken tarafından üretilen ısı, yüksek gerilimle iletim yöntemiyle en aza indirilir. Hava koşulları ve iletkenin iç sıcaklığı, iletim hatlarının biraz gevşek bırakılmasını gerektirir.
Eğer enerji iletim hatları çok gergin olursa ve hava soğuklaşacak olursa, bu durum iletim hatlarının büzülmesine neden olabilir; bunun sonucunda hatlarda daha fazla gerilim oluşur ve hasara yol açabilir. Bu nedenle, hatlar kasıtlı olarak gevşek bırakılır; böylece büzülme meydana gelse bile tel ve kablo hasarına yol açabilecek aşırı gerilim oluşmaz.
Sag, iletim hattı iletkenlerinde aşırı ısınmayı önlemek ve gerilimi azaltmak için zorunludur. Bu, elektrik iletim sisteminin güvenliğini, güvenilirliğini ve ömrünü sağlar. Sistemde doğru çalışmayı sürdürmede ve kazaları ile hasarı önlemekte kritik bir rol oynar.