KABELLƏRDƏ CƏRƏYAN ÖTÜRMƏ TUTUMUNUN İSTİLİYƏ GÖRƏ DƏYİŞİKLİYİ

1. Giriş
Elektrik enerjisinin ötürülməsi və paylanmasından kabellərdən geniş olaraq istifadə edilir. Elektrik enerjisinin ötürülməsi və paylanmasında istifadə olunan kabellərdə, ötürücüləri bir-birindən təcrid edən həm də xarici mühitə qarşı qoruyan bir çox izolyator tipli kimyəvi birləşmələr istifadə olunmaqdadır. Bu izolyator birləşmələri, tərkibi PE(Polietilen), PVC(Polivinil Xlorid) ve XLPE(Qarşılıqlı əlaqədə polietilen) kimi sintetik qarışıqlardan əmələ gəlmişdir. Güc kabelləri fərqli əsaslara görə qruplaşdırırlar.


Cərəyana görə kabellər,

olmaqla qruplaşdırıla bilər.


İstifadə olunan keçirici sintetik birləşmələrə görə kabellər.

kimi qruplaşdırılırlar


Keçiricilik materialına görə

kimi sinifləşdirilirlər.



2. Elektrik kabelləri haqqında
Kabellərin sinifləndirilməsində bəzi müştərək adlandırlanmalar işlədilir. Bu adlandırılmalar TSE(Türk standartları institutu) və VDA (Alman Standartları) kimi qruplaşdırılır. Kabellərdə istifadə olunan bəzi əsas biliklər aşağıdakı kimidir.

2.1 Kabel: elektrik enerjisi keçirən, elektrikə qarşı cilalanmış bir və ya daha da çox damardan əmələ gəlmiş məhsuldur.

2.2 Damar: kabelin cilalanmış hər bir ötürücüsüdür. Ötürücü hissə ilə bunu əhatə edən keçiricidən ibarətdir. Kabelin cilalanmış hər ötürücüsünə verilən addır.

2.3 Keçirici: elektrik enerjisini keçirməyə kömək edən naqil və naqillərin buruqlarıdır

2.4 Örtük: ötürücünü cilalamağa yarayan, mexaniki təsirlərdən qorunmaq məqsədi üçün istifadə olunur. Ötürücünü damarı və ya damarları içinə alan bir qoruyucudur.

2.5 Cilalanan örtük: Ötürücülərin səthini cilalayan örtükdür. Bu örtükdə istifadə olunan materialın cinsindən asılı olaraq kabel, PVC izolyasiyalı, kağız izolyasiyalı, plastmas izolyasiyalı kimi adlandırılırlar.

2.6 Ortaq örtük: Çox damarlı kabellərdə damarları əhatə edən cilalayıcı və doldurucu xassəyə malik olan örtükdür. Damar qrupuna istənilən şəkli verməyə qadir olan bir örtükdür. Cilalanmış örtüyün üstünə ikinci bir örtükdür.

2.7 Xarici təsirə qarşı örtük: Çox damarlı kabellərdə kabelə silindir şəkli verməyə qadir olan dolğu materialından düzəldilən ortaq örtükdür.

2.8 Ekran: Yüksək gərilməyə qarşı qorunmaq və ya enerji kabellərinin informasiya aparatlarına təsirini azaltmaq məqsədi üçün istifadə olunan metal sarğıdır. Ümumiyyətlə hər damar üzərinə alfa şəklində sarılan mis lentlərdən ibarətdir.

2.9 Konsantrik keçirici: Bir damarlı kabeldə cilalanmış kabelin, çox damarlı kabeldə həmcins örtüyün üstünə gələn mis tellərdən düzəldilmiş sarğıdır. Bu sarğı neytral keçirici olaraq istifadə olunur.

2.10. Zireh: Kabeli mexaniki təsirlərdən qoruyan yuvarlaq tel və ya yastı metal lentlərindən düzəldilmiş sarğıdır. Həmcins örtüyün üstünə sarılır.

2.11 Termoplastik cilalama: Termoplastik cilalama. Polivinilxlorid (PVC), polietilen (PE) kimi isdilərək səkilləndirilən və tədricən əvvəlki möhkəmliyi dəyişməyən polimer məddələrdir.

2.12 Plastik cilalama: Plastik cilalama sintetik və ya təbii kauçukun vulkanizasiyası ilə əmələ gəlmiş mərhələsidir.

Kabellərdə bir neçə simvol və hərflər istifadə edilir. Bunlar sxem 2.1-də göstərilib.



TSE 212 VDE 0271 Mənası
Y N
ağır istifadə təsirlərinə qarşı, sabit şəraitdə istifadə olunan kabel
A A İiletkenlidir. keçirici materialın aluminium olduğunu göstərir
V Y cilalanmış örtüyü PVC maddəsindən düzəldiyini göstərir
V Y xarici təsirə qarşı örtüyün PVC maddəsindən düzəldiyini göstərir
M C konsantrik keçirici mənasını verir
MH E hər damar üzərinə ekranın sarıldığını göstərir
Ş F zireh mənasını verir
O R zireh dairəvi kəsiklidir
ÇÇ Gb zireh kəsiyinin düzbucaqlı olduğunu göstərir
S Sper mənasını verir.
SE hər damarda ayrı, ayrı mövcud olan mis lentlərinin olduğunu göstərir
Dolu kəsik
Yuvarlaq çox telli kesit
s Sektor dolu kısikli
Sektor çox telli

Tablo 2.1 Kabellərdə istifadə olunan simvol və hərflər



Şekil 2.1’ ağır istifadə təsirlərinə qarşı torpaq altında və ya su altında istifadə olunan bir kabelin tərkibi

Şekil 2.1 YVŞV(NYFGbY) Kabelin tərkibi (siemens)



3. İstiliyin keciricilik qanununa əssasən kabellərin normal şəraitdəki axının hesablanması

İstiliyin keçiricilik qanunu om qanunu ilə oxşardır. Torpağın istilik paylanmasına qarşı göstərdiyi müqavimət ilə ifadə edək, standart uzunluqdakı enerjinin itkisi ilə ifadəsidir. Belə halda istiliyin yüksəlməsi, (3.1)

bu ifadəyə istiliyin keçiricilik qanunu deyilir. kabelin qoruyucu xarici örtüyü səthindən ətrafına bir istilik axını əmlə gəlir. Başlanğıc nöqtəsindən kabeli əhatə edən hava isə havaya, yerin altında isə torpağa doğru olur. İstilik axını, kabelin istilik müqaviməti, havanın istilik müqaviməti, torpağın istilik müqaviməti maneçilik yaradır. İ amperlik bir axının faiz miqdarı m olsa, enerji itkisi (3.2)

olacaqdır. Tənliyindəki müqavimətin yerinə istifadə zamanındakı istiliyi alternativ axın müqaviməti nəzərə alındıqda (3.3)

olacaqdır, (3.3) tənliyi (3.1) tənliyinin yerinə yazılsa (3.4)

ifadəsi əldə olunacaqdır. Torpağın istilik

müqaviməti (3.5)

formulasında verilmişdir. burada əsas istilik müqaviməti h, kabelin döşəmə dərinliyini göstərir. 100(),d=3.8(sm) alınması ilə torpaqda istilik müqaviməti döşəmə dərinliyinə nəzərən dəyişikliliyi sxem 3.1-də verilmişdir.

Şekil 3.1 Torpağın istilik müqavimətinin döşəmə dərinliyinə nəzərən dəyişikliyi


Şəkil 3.1 1 KV qədər yer altı kabellərin (normal şəraitdə) yüklənə biləcəyi axın dəyərləri

keçirici kəsiyi bir keciricili kabel iki keciricili kabel üç və dörd keciricili kabel
Cu(A) Al(A) Cu(A) Al(A Cu(A) Al(A
1.5 35 --- 30 --- 25 ---
2.5 50 --- 40 --- 35 ---
4 65 52 50 40 45 36
6 85 68 65 52 60 48
10 110 86 90 72 80 64
16 135 125 120 96 110 88
25 200 160 155 125 135 110
35 250 200 185 150 165 130
50 310 250 235 190 200 160
70 380 305 280 225 245 195
95 460 370 335 270 295 235
120 535 430 380 305 340 270
150 610 490 435 350 390 310
185 685 550 490 390 445 355
240 800 640 570 455 515 410
300 910 730 640 510 590 470
400 1080 865 760 610 700 560
500 1230 985 --- --- --- ---
625 1420 1140 --- --- --- ---
800 1640 1310 --- --- --- ---
1000 1880 1500 --- --- --- ---


4. Müxtəlif istilik dəyərlərində keçirici kəsiklərin daşıyacağı axın miqdarı

Kabelin döşəndiyi yerdəki mühitin istiliyi 20C temperaturdan fərqli isə sxem 1.1 -dəki reduksiya əmsalları istifadə olunur. 20C temperaturdan kiçik temperatura kabel kəsiyinin nominal axının üstündə yüklənə bilər. Kabelin döşəndiyi yerdəki mühitin istiliyi 20C temperaturdan artıq olsa keçirici daşıya biləcəyi qədər nominal axının altındakı miqdarda yüklənə biləcək

Şekil 4.1 normalara uyğun seçilməmiş ifrat yüklənmədən yanan kabel

istilik əmsalını k ilə işarə edildiyində normaldan fərqli istilik dəyəri keçiricidən keçən axının dəyərı (4.1) formulası ilə hesablanır sxem 4.1. ətraf mühitin istiliyinə əsasən əmsallar (k)

Çevre ısısı (Derece)

traf mühitin istiliyi(C)
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

yerin altındakı kabellər
1.10 1.05 1.00 0.95 0.89 0.84 0.77 0.71 0.63

kabelin döşəndiyi müxtəlif istilik üçün reduksiya əmsallarının istiliyə bağlı məzənnəsi

Şəkil 4.2 İstliklə əlaqədar dəyişiklik

standartlar arasında keçirici kəsiklərinin daşıdığı güc dəyərləri sxem 4.2-də verilib

Güc (kw) Axının şiddəti keçirici hissə(mm2)
(A) Cos 1.5* 2.5* 4* 6* 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240
2.5 5 240 400 640
3 6 200 330 535 800
3.5 7 170 285 455 685
4 8 150 250 400 800 1000
4.5 9 135 223 355 530 890
5 10 120 200 320 480 800
6 12 100 166 265 400 670 1070
7 14 85 142 225 340 570 920
8 16 75 125 200 300 500 800
9 18 66 110 175 265 440 725 1120
10 19 100 160 240 400 640 1000
12 23 82 133 200 335 535 835 1170
14 27 70 113 170 285 460 720 1050
16 31 100 150 250 400 630 880
18 35 88 130 220 355 560 800
20 37 120 200 320 500 700 1000
25 46 95 160 255 400 560 800
30 55 130 215 335 470 670
35 65 115 189 285 400 570 805
40 72 100 160 250 350 500 705
45 83 140 220 310 445 625 850
50 93 200 280 400 560 770
60 107 160 220 335 470 635 800
70 125 200 285 400 550 690
80 143   175 250 350 480 600 755
90 160 220 310 425 535 670
100 180 200 280 380 480 600 740
110 197 255 340 440 550 675
130 232 228 290 370 465 570
150 268 250 320 400 495 640
180 320 265 335 410 535
200 350 300 370 480
250 405 295 385
300 500 310

Sxem 4.2 gərilmənin azalması və istiliyin məhdudlaşdırılması altında üzərinə götürəcəyi güc miqdarı



5. Ədədi tətbiq

verilən gücü 170 KÜ, güc əmsalı 0.8 olan bir un fabrikində 250 KVA-lıq bir transformatordan yeraltı kabeli döşənəcəkdir. Tələb faktoru 80% olan, faiz arası gərilmə 380 V-dur

Şəkil 5.1 Uyğun güc və tələb faktorundakı təsisatın sxemi.

Verilən şərtlətin normal olması zamanı döşənəcək kabelin norma kesintisi kabelin döşənəcəyi yerdəki mühtin istiliyi xaricindəki şərtlətin normal olması halında döşənəcək kabel kəsintisini tapaq

a) Kabelin döşəndiyi yerdəki ətraf mühtin istiliyi 20C olması halında kabel seçimi

tələb güc quruluşlu gücün tələb faktoru ilə hasilində yer alır (5.1) = 170*0.80 = 136 (KW) xəttən keçən axın (5.2) formulasından kimi alınır.

Sxem 3.1-dən keçirici kəsiyi 3*95 + rm+50, 0.6/ 1 KV kimi alınır. Normal şəraitdəki istilik dəyərlərindəki təsisatı qoruyan kabel və prinsib sxemi şəkil 5.2-də verilib

Şəkil 5.2 yeraltı kabeli və təsisatın yerləşdiyi planı (20C şəratidəki istiliyi)

b) Mühitin istiliyinin 40C olması halındakı kabel kəsiyinin tapılması

(4.1) tənliyindən mühitin istiliyin hesabı əlavə olunmsı zamanı xətt axını I' = 335.40 (A) kimi tapılır. Sxem 3.1-dən bu axın dəyərini daşıyan kəsiyin dəyəri 3*120rm+70, 0.6/1 KV kimi tapılır. Bu təsisata aid prinsib sxemi şəkil 5.3-də verilib

Şekil 5.3 Müxtəlif istiliklərdə ( 400 C derecede) təsisatın yerləşəm planı



6. Nəticələr və təkliflər

Kabel elektrik enerjisini ötürərkən elektrik keçiriciliyinı qarşı cilalanmış bit və ya bir neçə damardan əmələ gəlmiş məhsuldur. Kabellərin axın daşıma tutumu və müxtəlif mühitlərin istilik dəyərlərində yüklənə bilməsinin araşdırıldığı bu işdə əldə olunan nəticə və təkliflər aşağıdakı kimi sıralanıb.

Böyük güclərin, böyük kəsikli bir kabel yerinə, bərabər kəsikli və birdən daha çox kabel ilə daşınması qənaətlidir. Belə halda müəssisə təhlükəsizliyi daha da etibarlıdır. böyük kəsikli bir kabel istifadə edildiyi kabeldəki bir qəza vəziyyətində enerji axını kəsiləcəkdir. Birdən artıq kabel ilə enerji daşındığında kabellərin bir neçəsində qəza olsa belə enerjinin hamısı kəsilməz. Enerjinin davamlılığı baxımından bu əhəmiyyətlidir. soyutma baxıımından birdən artıq kabel ilə enerjinin daşınması, tək bir kabel ilə enerjinin daşınmasına görə daha üstündür. isitmə, kabellərin axını daşıma limitlərinə bir məhdudiyyət gətirəcəkdir. İstilik dəyəri, kabeli cilalayan maddənin cilalanma xüsusiyyətinin pozulmasının başladığı istilik dərəcəsinin üstünə çıxmamalıdır. Açıq havada döşənən kabellər lazımi qədər günəş işıqlarının təsirlərindən qorunmalıdır.

Ədəbiyyat

Anders, G., Bayram, M., (2000), Kuvvetli Akım Tesislerinde Reaktif Güç Kompanzasyonu, Birsen Yayınevi, İstanbul.

Bayram, M., (1995), Elektrik Tesislerinde Güvenlik, Beta Yayınları, İstanbul.

Cıgre; (1992), The Thermal Behavior of Overhead Conductors, CIGRE WG12, ELECTRA No.144.

Çakır, H., (1989), Enerji İletimi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.

Dalkılıç, T., Akay, S.K. ve Avinç, A., (2004), İletim Kablolarında Dielektrik Kayıp Faktörü, S.D. Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi,Vol:8,sayı:2, İsparta.

Flatabo N., (1972), Transient heat conduction problems in power cables solved by the finite element method, IEEE PES Summer Meeting, San Francisco July 9–14.

Hürer, A., (1990), Elektrik Tesisat Bilgisi, Çilt I, Mesleki ve Teknik Öğretim Kitapları, İstanbul.

Hürer, A., (1990), Elektrik Tesisat Bilgisi, Çilt II, Mesleki ve Teknik Öğretim Kitapları, İstanbul.

Heinhold, Editor.,(1990), Power Cables and Their Applications (Third Edition ed.), Siemens Aktiengeselschaft, Elangen.

IEEE; (1993), IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors, IEEE Standard 738-1993.

IEC Standart 287, 1982.

IEC Standart 853-1-2, 1989.

Liang, M.,(1999), An assessment of conductor temperature rises of cables caused by a sudden application of short pulse in a daily cyclic load. IEEE Trans. Power Delivery 14 2, pp. 307–313.

Peşint, A. M.A, (1977), Enerjinin Üretimi, İletimi ve Dağıtımı. Yüksek Teknik Öğretmen Okulu, Ankara.
Uçku, K., (1974) Elektrikle Enerji Dağıtımı ve Projesi. Birinci Kısım. Ankara.

Uçku, K., (1974) Elektrikle Enerji Dağıtımı ve Projesi. İkinci Kısım. Ankara.

Uzunoğlu, M., Kızıl, A. ve Onar, Ç.Ö., (2002), Kolay Anlatımı İle İleri Düzeyde Matlab, Türkmen Kitabevi, İstanbul.

Wilson, M. N., (1983), Superconducting Magnets. Clarendon Press, Oxford, Amemiya, N.