10kV Havari Hat Direklerinin Nasıl Tasarlanacağı
Bu makale, 10kV çelik tüp direklerinin seçim mantığını pratik örneklerle inceleyerek, 10kV hava yolu tasarım ve inşaatında kullanılacak genel kuralları, tasarım prosedürlerini ve spesifik gereksinimleri tartışmaktadır. Özel koşullar (örneğin, uzun mesafeler veya ağır buz bölgeleri), güvenli ve güvenilir direk işlevselliğini sağlamak için bu temele dayalı olarak ek özel doğrulamalar gerektirir.
Hava Yolu Direk Seçimi için Genel Kurallar
Hava yolu direklerinin rasyonel seçimi, tasarım koşullarına uyum, ekonomi ve güvenlik artığı arasında denge kurmalıdır. Bu temel kurallar, direğin yaşam döngüsü boyunca istikrarlı yük taşıma kapasitesini sağlamak için takip edilmelidir:
Tasarım Koşullarının Öncelikli Doğrulanması
Seçim öncesinde, tasarımdaki ana parametreler net bir şekilde tanımlanmalıdır. Bu parametreler arasında, iletkiler ve yer kabloları için tasarım buz kalınlığı, referans tasarım rüzgar hızı (B arazi kategorisine göre alınır) ve deprem tepki spektrumu karakteristik dönem dahildir. Özel bölgelerde (örneğin, yüksek rakımlı, güçlü rüzgarlı bölgelerde), eksik parametreler nedeniyle direğin aşırı yüklenmesini önlemek için yerel iklim düzeltme faktörleri eklenmelidir.
Ekonomik Optimizasyon İlkesi
Standartlaştırılmış direk tipleri ve yükseklikler öncelikli olmalıdır, böylece direğin nominal yük kapasitesinin en üst düzeyde kullanılmasını ve özel tasarımları azaltılmasını sağlayabilir. Büyük dönme açılı gerilme direklerinde, yüksekliği azaltmak için konumlandırma optimize edilmelidir. Topografik özelliklere göre yüksek ve düşük direkler birleştirilmeli, böylece tüm hat üzerinde yüksek direklerin kullanılmasından kaynaklanan maliyetlerden kaçınılmalıdır.
Güvenlik Yük Doğrulama Gereklilikleri
Düz Hattı Direkler: Dayanım genellikle güçlü rüzgar koşulları tarafından kontrol edilir; maksimum rüzgar hızı altında direk vücut bükme momenti ve defleksiyonu doğrulanmalıdır.
Gerilme Direkleri (Gerilme Direkleri, Açı Direkleri): Dayanım ve istikrar iletki gerginliğine bağlıdır; dönme açısı ve maksimum iletki kullanımı gerginliği sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Tasarım sınırlarının aşıldığı durumlarda yapısal dayanım yeniden hesaplanmalıdır.
Özel Koşullar: İletkiler yer değiştirildiğinde, yalıtım zinciri eğrilmesinden sonra elektriksel açıklık kod gerekliliklerini karşılaması doğrulanmalıdır. Daha yüksek gerilim sınıfı çelik direği kullanıldığında, yer kablosu koruma açısının yıldırım koruması gerekliliklerini karşılaması onaylanmalıdır. Gerilme direk çapraz kolu açı orta çizgisinden sapladığında, hem direk dayanımı hem de elektriksel güvenlik mesafesi aynı anda doğrulanmalıdır.
Standart Direk Seçim Süreci
Seçimin rasyonelliğini ve güvenliğini sağlamak için aşağıdaki 7 adımlık sistemli tasarım süreci izlenmelidir, bu da kapalı döngülü seçim mantığı oluşturur:
Meteorolojik Bölge Belirleme: Proje yerinin meteorolojik verilerine dayanarak, meteorolojik bölge (örneğin, buz kalınlığı, maksimum rüzgar hızı, aşırı sıcaklık) belirlenir ve yük hesaplaması için temel oluşturur.
İletki Parametre Seçimi: İletki tipi (örneğin, ACSR, alüminyum kaplı çelik çekirdekli alüminyum), devre sayısı ve güvenlik faktörü (genellikle 2.5'ten az olmamalıdır) belirlenir.
Stres-Eğri Tablosu Eşleştirmesi: Seçilen meteorolojik parametreler ve iletki tipine dayanarak, ilgili iletki stres-eğri ilişkisi tablosu elde edilir ve uygulanabilir mesafe aralığı belirlenir.
Önemli Direk Tipi Seçimi: Direk sınıflandırmasına (düz hattı direk, gerilme direk) ve direk yük sınır tablolarına dayanarak, mesafe ve iletki kesit gereksinimlerini karşılayan direk tipleri ön elemede geçirilir.
Direk Başlığı ve Çapraz Kolu Tasarımı: Bölgesel hat düzeni özellikleri (örneğin, tek devre/çift devre, aynı direkte düşük gerilim hattı varlığı) göz önüne alınarak, direk başlığı konfigürasyonu (örneğin, 230mm, 250mm direk başlığı) ve çapraz kol özellikleri seçilir.
Yalıtım Seçimi: Rakıma (1000 metreden fazla ise yalıtım seviyesi düzeltilmelidir) ve çevre kirliliği seviyesine (örneğin, sanayi alanları III kirlilik seviyesindedir) göre, yalıtım tipi (örneğin, porselen, kompozit) ve birim sayısı belirlenir.
Temel Tipi Belirleme: Jeolojik araştırma raporlarına (toprak taşıma kapasitesi, su tabakası seviyesi), direk teknik parametrelerine ve temel kuvvet doğrulama sonuçlarına dayanarak, basamaklı, sondajlı kuyu veya çelik boru kuyu temelleri seçilir.
10kV Çelik Tüp Direkleri için Özel Tasarım İlkeleri
10kV hava yolu özellikleri için, çelik tüp direk tasarımı, yapısal istikrar ve inşaat kolaylığı arasında denge kurulmuş aşağıdaki teknik gereksinimleri karşılamalıdır:
3.1 Temel Parametreler ve Uygulama Alanı
Mesafe Sınırı: Düz çelik tüp direkler için yatay mesafe Lh ≤ 80m, dikey mesafe Lv ≤ 120m.
İletki Uyumluluğu: JKLYJ-10/240 veya daha düşük, JL/G1A-240/30 veya daha düşük, JL/LB20A-240/30 veya daha düşük gibi alüminyum iletki yalıtımlı hatlar, ACSR, alüminyum kaplı çelik çekirdekli alüminyum taşıyabilir.
Rüzgar Basınç Katsayısı: Rüzgar basınç yükseklik değişim katsayısı B arazi kategorisine göre (örneğin, 10m yükseklikte rüzgar basınç katsayısı 1.0, 20m yükseklikte 1.2) hesaplanır.
3.2 Yapı ve Malzeme Gereksinimleri
Direk Vücutu Tasarımı:
➻ Kesim Kuralı: 19m direk iki bölümden, 22m direk üç bölümden oluşur; bölümler flanşlarla (flanşlar somut çelik plakadan işlenmiş, birleşik olmamalıdır) birleştirilir.
➻ Kesit Şekli: Ana direk 16 kenarlı düzgün çokgen kesitte, 1:65 oranında düzgün olarak daralır.
➻ Defleksiyon Kontrolü: Uzun vadeli yük kombinasyonu (buz yok, rüzgar hızı 5m/s, yıllık ortalama sıcaklık) altında, maksimum zirve defleksiyonu ≤ direk yüksekliğinin 5‰'sidir.
➻ Kuvvet Hesaplama Noktası: Çelik tüp direk alt flanş bağlantı noktasında bükme momenti, yatay kuvvet ve aşağı doğru kuvvetin tasarım değerleri ve standart değerleri hesaplanır.
Malzeme Standartları:
➼ Ana Direk ve Çapraz Kol: Q355 sınıfı çelik kullanılır, malzeme kalitesi B sınıfından düşük olmamalıdır, malzeme sertifikası sağlanmalıdır.
➼ Korozyon Önlemi: Tüm direk (ana direk, çapraz kol, aksesuarlar dahil) sıcak galvanize işlemi kullanılarak kaplanır; galvanize kalınlığı gereksinimleri: minimum ≥70μm, ortalama ≥86μm; galvanize sonrası tutkal testi (ızgara yöntemi, soyulma olmamalıdır) gereklidir.
3.3 Temel ve Bağlantı Tasarımı
Temel Türleri: Basamaklı, sondajlı kuyu ve çelik boru kuyu temelleri desteklenir; seçim şu noktaları göz önünde bulundurmalıdır:
➬ Su Tabakası Seviyesi: Su tabakası varlığında, toprak yüzeysel birim ağırlığı ve temel yüzeysel birim ağırlığı, taşıma kapasitesi hesabında kullanılarak yüzeysel etkilerden kaçınılmalıdır.
➬ Donma Toprak Bölgeleri: Temel gömü derinliği yerel donma derinliğinin altında (örneğin, Doğu Kuzey Çin'de ≥1.5m) olmalıdır.
Bağlantı Gereksinimleri:
➵ Çapa Cıvataları: Yüksek kaliteli No. 35 karbon çeliği, güç sınıfı ≥5.6 kullanılır; civa çapı ve miktarı flanş kuvvetleriyle eşleşmelidir (örneğin, 19m direkte 8 set M24 civa).
➵ Montaj Süreci: Çelik tüp direk, civa cıvataları aracılığıyla temele rijit bir şekilde bağlanır; civa sıkmayı tasarım gerekliliklerine (örneğin, M24 civa torku ≥300N·m) uygun olmalıdır.
10kV Düz Çelik Tüp Direk Seçim Örneği
10kV düz çelik tüp direkler, direk başlığı boyutlarına ve uygulama senaryolarına göre sınıflandırılır. Çekirdek seçim örnekleri şunlardır, tek devre ve çift devre hatların tipik koşullarını kapsar:
4.1 230mm Direk Başlığı Serisi Çelik Tüp Direkler
Direk Uzunlukları: 19m, 22m;
Uygulama: 10kV tek devre hattı, aynı direkte düşük gerilim hattı yoktur;
İletki Uyumluluğu: Kesit ≤240mm² olan iletkiler (örneğin, JKLYJ-10/120, JL/G1A-240/30);
Mesafe Sınırı: Yatay mesafe ≤80m, dikey mesafe ≤120m;
Yapısal Özellikler: Direk başlığı yatay aralığı 800mm, longitudinal aralığı 2200mm, çapraz kol tek kol düzeni kullanır (tek devre iletkileriyle uyumludur).
4.2 250mm Direk Başlığı Serisi Çelik Tüp Direkler
Direk Uzunlukları: 19m, 22m;
Uygulama: 10kV çift devre hattı, aynı direkte düşük gerilim hattı yoktur;
İletki Uyumluluğu: Her devrede kesit ≤240mm² olan iletkiler (örneğin, çift devre JL/LB20A-240/30);
Mesafe Sınırı: Yatay mesafe ≤80m, dikey mesafe ≤120m;
Yapısal Özellikler: Direk başlığı yatay aralığı 1000mm, longitudinal aralığı 2200mm, çapraz kol simetrik çift kol düzeni kullanır (çift devre iletkileriyle uyumludur, faz interferansını önler).
