TRİFAZE ŞEBEKELERDE TEHLİKELER

Uaii.00"

c«

k

S»*

•\

.0 «o 6e î o <io

Ş«kiİ4O.

anai a ^. olarak *»

Yüksek gorilimle alça.k geulun arasında ka zaı bir temas noticosı alçak g<rılim şebeke po tansiyelinin artmasına mânı olmak için alçak ge rilim nötr noktası topraklanır. Böylece toprak lama direnci küçük olmak şartıyle hc: telin po tansiyeli yıldız gerilimini aşmaz.

Fakat, elektrikle ölüm tehlıkelarinden dola 71 bu noti topraklamalar malızurludur. Zina top rağa ve bir nakile değen bir şahıs şebekenin yıl * diz geriliminin tesirinde bulunur ve vücuttan gp 'rUiınle doğru onntıh, rüıençle ters omntılı tn'' akım ge^er.

Nötr noktası izole tesisi «r hailinde, şebeke nakitlerinin izolman seviyeteıine bağlı olarak vücuttan geçecek akım az olup, tehlike birinci dununa nazaran küçüktür.

Demek oiuyoıki nötrıi topraklamak veya izo le etmenin mahzurları vardır Umumiyetle nötr noktası topraklı olmakla beraber fabrikalarda, 'maden ocaklarında nötrü ızololi traıislere de rast lanmaktadır.

Niitril İzoleli Trifaze Alçak Cteritim Şeheke •jlmle Elektrik Kazaları ve Fotansiyat Dağılışı :

Şekil : 1, nötr teli için perdıtansı gc Ve 1, 2 re 3 faz telleri içm gJt g^ gi olan. dört telli bir adçak gerHim şebekesini göstermektedir Peri. l.'insı g' veya direnci 1' l/g' olan bir şahıs top rak ve 1 faz nakiline temas etmektedir. Bu Ş' 1>P

. wvvww:

VVVVVVVV5

naytlar AKSU \ . Kah. K. î. E.

kede potansiyelleri vı viıcutt m ^ nı tâyin edeceğiz.

V akını

e(, eo, e. üç fazuı ânı yıldız gerilim d

rt, v0, vt, v,, v, nötı teli ve dıger üç tazm ara

potanısiyelleii olsun.

..

Potansiyel ve yıldız gerilimleri arasındaki

mîinasebetler mı vcuitur.

v v 4G

4 e.

A.ynca beş perdıtans'tan g<

akımlanıı

toplamının sıfır olduğunu yazalım.

e, v + (gj 4 e1) \ 4 g_, v. 4 g , v, o f?ı

1 deöklemlndan vJt v, değerleri (2) denkleminde yerine konursa aşağıdaki ifadeler bulunu^

e 0 vn 4 fg, 4 g') (v0 i e,) , g, (v, ; I _) i g (vtı 4. e ) o

, + ÎT')

,*

^ ir

vt potansiyelim kompleks değerler veya ftlr diyagram1 a tesbıt etmek mümkündür. Potansiyel dağılışın; tvıym ftmok 'rı::ı diyagramın çizin mi yapalım

ABC uçg enı şebekenin faz arası, O A E,, OB E . ve OC En yılc'iz g o ilimlerdi goller sin.

1 No )u çit aklemlcie göre V,, V2 ve V_, ge nlımleii V(l nötr potansiyeli kadar yıldız gerilim lerinden farklıdırlar : O noktasından Ot' O V(, mesafede tıuluniıf.ı'c O^ noktasını A, B, C koşe l'.T ine bırleşlmn «1c t lık rtLIecuk vclcfoi'lci po tansiyelle] ı sröytercfvkU! Sımtli by O,' iıo lâvın cdtlır.ı

if :n (1

', g.

+g

A'dan ;tıbd.;cn (Ü) (l^nltleıiııııc gc: OI5 ye

paralel ve değeri g' +

. E eşit AD vektö

rünü ve OC ye paralel ve değen

' g" + G tşlt HD vektörünü nihayet AO ya paralel vt de

geri

E eşit HOJI eşit vektörü çizelim.

+r

Böylece istenen O' noktası bulunacaktır. Vo, V;, V2 ve Va potanaiyellenni O'jO, O,'A, Oj'B, O3'C değerleri gösterecektir.

Tele değen şahsın konduktansmdan tloleyı şebekedeki potansiyel dağılışı değişmektedir. V,,

E. M. M. 8

vektöıünûn yönü değışmemekt." ancak büyüklü ğü değuşmektedjr. Diğer potansiyeller hem yön' hem değer bakımından değişmektedir, g' arttık ça O' noktası O,'A doğrusu üzeımdc yeı tUgiş tınr.

Vücuttan gecjen akım g'V, ye eşittir. Kojn|ı leks değerler vasıtasıyla bu akımı hesaplamak mümkündür.

y3

Ez

(

J) B,

1 JJE,

Bu değerlen (3J denkleminde yerine koyalım

v g' ile çarpalım.

3(g, | g,)

(g, +

—)

V3

1 ( — (g2 &,)

G4

Şebekenin l/olman I>t'gerine (î^ıro Kl^lrtrik Kazalannın Khemmiyeti :

a) Şebekenin, nötı Lelınin bulunmadığını \ eya çok iyi izole fdılmiş olduğunu kabul ede lim. Diğer üç nakilin ızolman dirençleride birbi rine eşit olsun, (r l/g).

3 g g' . E

E

1»

î g + g1

(.' •• r ise ıJ İhına' edıhı.^

r f—

Nötrü çok iyi izoleli ve her dç nakilin izoı 'Tin diı ençleri aynı bir şebekede toprak ve bıV nakile değe n şahsın vücudundan geçecek akım, şebeke ızolman direncinin vücut direnci ile sert bulunması dolayısıyla ası olup ölüm tehlikesi de azalmış olur.

Faz aıas: gerilimi U olan böyle bir şebeker Ue bir temas neticesi bn tehlike meydana gel memesi için vücuttan geçecek akımın 25 nı A. rı geçmemesi lâzımdır. Böylece her nakilin Izolman' direncinin sağlıyacağı değer.

3E

r > 70 U olmalıdır.

0,025

Böylece 230 400 voltluk bir şebekede bir

tehlikenin meydana gelmemesi için faz tellerinin

izolman dirençleri 28000 ahm dan aşağı olma

malıdır.

,

b) Nötr nakilinin diğer nakillerle aynı izolman direncine malik bulunması halinde.

4 g g' . E 4 g +• e'

şekli ılır. r r' + —

Burada da bir nakile ve toprağa tsıoas eden bîr şahsın ölmemesi için nakillerin solman di rençlerinin 93 U. dan büyük olması lâzımdır.

Bu, ölüm tehlikeleri bakımından nötrü izo ieli şebekelerin nötrü topraklanmış şebekelere faikıyetidir. Ancak t «mas vuku bulmayan bir nakilin fena izole bulunması halinde hu avantaj ortadan kalkar.

Zira, 2 veya 3 nakillerinden birisinin toprağa teması halinde 1 nakili, U v / r B faz arası gerilimini taşır. Böylece temas edilen telin izol tnanı ne olursa olsun vücuttan geçecek akım nöt rü topraklanmış haldeklne nispetle y/3 misli da ha Hazladır.

c) 2 ve 3 nakillerinin izolmanılanıın aynı olması halinde g., ?, — gm izolelı nötrün topraklanmış şebekeye nazaran tehlikeli olduğu durum :

(g0* + 9 gma + 6 g0 g ) 1/2

g

g' + gu + gx i 2 gm

gu + 3 g > g ' t g,, I g, 2

2 S™ > gt + g' veya

rai <

r, + V

Bu demektıı ki temas edilen iletkenin ızoı 'nıan direnci Hu temas eden şalısın dirençlerinin paralel değeri diğer nak'llciın direncinden büyük Olduğu müddetçe tehlike büyüktür. Temas edilen iletkenin izolmanının iyi olması halinde bu şart rm loüçük r" olur.

r' 5000 olun değen için diğer nakillerin izolman dirençleri bu değerin aşağısına düşerse şebekenin kötü çalıştığına 'hükmedilir.

Toprağa ve Nötr Teline Temas Kden Şnh sın vücudundan Geçen Akını :

Bu 4ıalde de (5) perdıtanstan geçv.n akımın

sıfır olduğunu yazmak kâfıdıı VQ böylece

g,, + g'> v0 + v, 4 g, v, g

O ifâ

desi elde edilir, t No. Iu denklemler ymdımıyla

yukuiıUakı gibi kompleks değerlere geçelim

>( i

S' + G

(g, g2)

Vücuttan geçen I' akımın efıkas değeri

Sc + gr + S , gı g , gfij S.JSI) 1/2

i1

.E

+

Her üç nakilin izolman dirençlerinin aynı olmısı halinde nötr telinin potansiyeli sıfır olur. Bir tehlike zuhur etmez. Bir perdıtansm sonsuz olduğu halde dahi bolüm 1 den küçüktür. Ve akım I" küçük g". E dir.

Nötrü tzoleli Şebekelerin Terk Kdibuesiniıı

îyı ızolmanlı nötrü izoleli bir şebekeye na zaran ölüm tehlikeleıini attırmasına rağmen bu gün eksen testsleıın nötrü topıaklanmaktadı: Bu kanaat veya fıkır şundan doğmaktadır.

1 —• tzolmanı kötü olan abonelerden do layı istenilen izolman sağlanamamaktadır. Şeb' ke oıla derecede bu ızolnıana teair etmektedir.

2 — Yüksek gerilimle alçak gerilim ara sında bir temasta nötrü topraklanmış tesujlct in daha emniyetli olması.

Nöuü IZOILII tesisin k m aralıklarla \YA I tnanının kontro] edilmesi lâzımdır.

Elektrikle ölüm Tehlikelerinin Kontrolü :

Bu kontrol çok kolaylıkla yapılabilir. Bit insanın çok. iyi bir temas halinde rezistansı r» = 2000 ohm. olduğuna göre nakil ile toprak ara sına 2000 ohm. luk bir direnç bağlanır. Bu direnç ten geçecak akımın 25 m A. rı aşmaması lâzım dır. Pratikte şebeK 'yi beslıyen transformatör tablosunun arkasına 2000 ohm. luk bir Voltmetre her faz.ı ayrı ayrı bağlanır ve geçen akım okr nur

Kapasite ve Perdltaınslı Trifaze Şebeke :

Evvelki kısımlarda nakillerin topr'ağa ran k kapasitelerini ihmal etmiştir. Bu d tir ki perdltan8tan geçen nkım'ara nazaran ka pasite akımları küçüktür.

50 HZ'lik lıava hatları için ortalama kılo r.

metrik kapasite 0,005 mikro F. olup 0,005 10 314'lık perdıtansa tekabül »tmektediı ve izolman direnci

E M. M. »

0,f>32 M ohnı km dır.

100,000 ohm/km'lık dirençle izole edilen bir şt b«k./flr kapamtoleıden geçen akırn perditanslat dan gvcen akımın 16 ' ; . dıı \<e bu akımlaı bm biıınj dıkıiı

Fakat kablo şebekcleıinde bal hoylp deg' dıı Z.ra izolmun ıyı olup ET ızolmaü perditam l.aın'' at r^ k\v kapasite susuptansı dalıa mühim dir. C'ik ıutubotl: yerlerde makaralar üzeıinı inşa tidilmış izole kablolar halinde nomlı bir yt> de, kurşun kılıfın oynadığı ıoı gibi iletken b .ı /itil meydana g^.uiı ve burada dn etli olu1.

Ivvvyvv

U»

Xondukt; nsı g' olon bir şahsın 1 nakilin» ttması es.ı..sında vücudundan geçen akımı ht saplamak ıç,n V potansiyellin ile E yıldım geri limleri alasında aşağıdaki mün'is 'ırtirıi r\ onünde bulunduımak lâzımdıt.

V,, V, V,, E, (ftı v"

ve ki/pasui' VP luıc' tansdan olıluğ unu da yazalım

îJ:ı:ınn sıi .

(&,. r J K,, wl V,, ' (g' + 6, + j K, v ) V,

tg2 j K2 w) Vj. + (g, + j K, w) V

Yi e1 + j Ki. W koyalım.

y,. vu +

5 No. lu denklem'.erdcn Vıt V, ve V_ ye>:nıj

fıogerleımi koyalım, nötr noktasının potansiyeli

(g' + Y ^ E , Y , B , + Y. . E ,

Vcı bulunduktan aonra, Vı potansiyeli Vx Vo + Ej olarak bulunacaktır. Ve vücuttan geçen akım :

I1 g' V, dir.

Ekseri hallerde basitleştirme için kapasite lerin eşft olduğu kabul edilir.

Ku K, K., . K, — K vt vücuttan geçen akım kolaylıkla tavın edıhı

E + E E. ^ O vc (5 No. lu ımı.ıasebetleı

dt»n,

(g1 r S,) Vx f (S. V,) V,, O

S, V, f (n,, , j . k w )

s' 4 G ' ] . 4 kw

Kompleks değerler vafilasıyla vuruttau g

ı<eı ;>k akım :

r c1 v,

(gt s,1

3 (g. + S,)" "

ı4kvv

—

{%• \ G) 16 K w \

Jİ/2

E y/ (g'+G) ' + 16 k»W_,

Yüksek geıılım şebekelerinde olduğu gibi peıdıtanelar hane; kapasitenin mühlrr. oUugu hal ıle tehlike a r t a ı .

Kapasiteli ve Perditan«h Şebekede, ölünı Tehlikelerinin Kontrolü :

2000 ohm dirençli bir Voltmetre yardımiyle (.ok iyi bir şekilde tehlike derecesini tesbit et mek mümkündür.

Voltajı 250 Volttan 600 Volta K:«d»r Olan Ş»' t*r! ı :

'. • ı hı.k. laıda vc tr.aJun otak'fu'rrla yıl (.'z gci luııi 230 velttan büyük genhnıleie ra* lanmaktadu. (150 V ilâ 600 Volt). Böyle şe tı',k. Icid" kazala.li azaltmak maksadıjlıi nötri1 izole yapılır ve 2000 ohm luk bir Voltmetre veya dovresıne seri bağlı 2000 olun luk milıımpcrmet ıe ile £ilc sı!: kontrollar yapılır.

Gsriliiiıln Lüyüklügü ve şebekenin gunişlig:" nispetinde toprak ve şebekenin bil nakiline de ğen bir şahsın vücudundan büyük akımlar geçe rek ehemmiyetli tehlikeler meydana getirirler.

Evvelki formüller yardımıyla bu nkımları hesaplamak mümkündür. Yüksek gerilim şebe kesinin iyi izolo. edihnesi dolayısıyla g perditan» lan ihmal edilebilir. Faz kapasiteleri de biribi rındsn az farklı olduğundan hepsi için aynı blı değer kabul edilebilir.

tyi İzole Simetrik Trifaıe Şebeke :

Yaygın ve iyi izole bir şebekede kapasite

akimimi hem toprağa hem tele dokunan bir şa

hıs için tehlikeli değtrler alabilir. Zira bu halde

t Jkvv)

jkw (V3 4 Va)

denklemleri yardımıyla

O ve i5)

*1

"

'V

g' ı jkV'

vücuttan ^eu.jıı nkı .uu cfık vs değeri

3kw

U

Bu foıınülü bir misale tatbik edatım.

25 km. uzunluğunda ve km ve fuz başın •. kapasitesi 0,006 mikro F. olan bir şebeke 50 HZ. de rıdencı r' l/g' 5000 ohm olan bir şahsın vü cudundun 0,1 Amper göçmesi icra vnlt'ıjt ne o'. makdıı.

:<, kw

<. G.O.OUo 10 25 413

ı 0.MUİ 10

0,1413 .10 (1 + (0,1413 .5) )l/2 rılıut

U 9,1

1,7'5

1,73 İM 1,2i

V

1Î500 Volt

0,1 113 II)

O lvalde 1500 Voltluk faz arası gerilimi, 25 knı. Hk bir şebekede direnci 5000 ohm. olan bir şahsı Öldürmeye kâfidir. Şebekenin büyüklüğü nispe tinde 3 Kw suseptansı artar ve kazazeden geçe

E cek akım değen — — olur ki, bu nötrü top

rdfclanmış şebekedeknun aynıdır. Ba netice % 2 hata ile 3 kwr' 5 olduğu zaman elde edilir.

Un etudler gostennektt'dıı ki geril.mı 300u Voltun lustünde ol:ın vo şebeke uzunluğu 15 km yi g 'en ştbekelerde not ı un topraklanması V ı/.ole olması şahıslaım enmıyt'tı bakımından bir sol cınni'imiiktadıi. Bu balcından nızamn.iui ler 2 ve 3 kategori nötr noktalarının izole ve top

. cı)):st hır.ıknuşlaıdır.

Kasabalarda Elektrik şebekelerinin ük Etütleri

Kasabalarda yapılan elektrik etüdleriadu; çorekli jjücün tayini için, kasabanın dununun» v« enerjinin temin şeUlinebağlı olmakla beralr?», kabul edilmiş 1«VJ ampirik kurallarımız vardır. Bunlar tecrübeyle birleştirilir ve yerinde gerekli takdirler yapılırsa umumiyetle bizi istenilene ulaştırırlar. Faltat, şebekeler için ampirik kaide lerin olmayışı ve şebekelerinde buna imkân ver nıiyecek kadar geniş sınırlar içinde değişmeleri, ilk keşiflerin ve maliyet hesabının yapılmasında fcizi, gerçekten hayH uzaklaştırmaktadır.

Sonradan yapılan projölenle ve ilk etüdler 4e tesbit edilen malzeme ıniktan ve ciaatoi ara sında büyük farklar olmaması için ayni şartlar altında lcurubnuş kasaba A. O. şebekelerini* analizi yapılmak suretiyle, bazı kaidetertn çıîıa rıbnasına nğTaşılnııştır. Analiri yapılan şeboke fer, ayni mütar.lıbido ve ayni şartlarla ihale edil miştir. Şebelce ınalınezeNİ tek tek fiyatlandml «nş ve işcBüder ayrıca hesaplanmıştır. Bir kaç kasaba hariç, şebekeler kasabaların kam ihtiya tını karşılayacak şekilde yapıldığından multa >estıye imkân verebileceg durumdadır.

Şükrü ER V. Müh.

Ayrıca, şebekelerin ihalelinde ve cetvellerin hazırlanmasında aşağıdaki hususlar gözöniıne alınmıştır.

1 — Kasabalar seçilirken; farklı yerlerde ve farklı nüfusu olanlar gozönüne alınmıştır. Bu suretle direk başına ve nüfus başına isabet eden miktarların kasabanın büyüklüğü ile dağı nıklığına bağlı olarak ııa iil değiştiklerini takip etmek mümkün olmaktadır.

2 — Şebekeler betonarme ve demir direkiı ClAr. Mukayesede kolaylık sağlamak üzere beton •rme direkler demir direğe tahvil edll>ıiş olarak 4löşünU)lınüş ve şebeke tamamen demir direğe icra edilmiştir. Ayrıca fiili olarak şebekede kul lanılan demir miktarı da cetvelde gösteri İmiş* ir. Bu sureltle, ağaç veya betonarme direkli şebe kelerin ilk etiidlerinde de cetvelterden faydalsi nuık ıııtıınkün olabilmektedir.

S — lliaüedeki rayiçler • Burada şetoekod»? Uullanılıın mahnezedeıı yalnız demir ve bakır miktarları ile bedeUeri düşünülmüş diğer malze meler şebeke bedeli içinde gözönüne abnmıştır.

E M. Al. 9