Elektrik Direği Tipleri: Elektrik Direkleri ve Özellikleri

Elektrik enerjisinin üretiminden sonra uzak noktalara iletimi çok önemlidir. Elektrik enerjisinin kullanılmaya başlandığı ilk yıllarda üretim ve tüketim yerleri birbirlerine yakın konumlardaydı. Ayrıca kullanıcılar çok büyük güçlerde enerji tüketmiyordu. Talebin artmasıyla üretim, tüketim yerlerinden çok uzaklarda, enerji kaynaklarının yerlerde yapıldı. Bu da elektrik enerjisinin şehirlere ve sanayiye taşınmasının önemini artırdı. Kayıpları da göz önünde bulundurduğumuzda, iletken çaplarının ve kalitesi ile birlikte yükü taşıyacak olan elektrik direklerin önemi kendiliğinden ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle de çok farklı elektrik direği tipleri ortaya çıkmıştır.

İmal edildikleri malzemeye göre elektrik direkleri

İmal edildikleri malzemeye göre elektrik direkleri üçe ayrılır: Demir direkler, Beton direkler, Ağaç direkler.

1. Demir Direkler

Her çeşit gerilim kademesinde kullanılabilen, demir ve çelikten yapılmış direk tipleridir. Demir direkler boyalı kaynaklı ve galvanizli cıvatalı olarak üretilir. Yapılarında I, U, L şeklinde profiller kullanılır.

Demir direklerin temellerinde beton kullanılmalıdır. Taş, kum ve toprak gibi maddeler kesinlikle doldurulmamalıdır. Demir direklerde canlıların çıkmasını önlemek için korkuluklar bulunur.

Demir direkler ağaç direklere nazaran daha uzun ömürlü ve beton direklere göre de daha hafiftir. Tepe kuvvetleri büyüktür. Herhangi bir sebeple meydana gelebilecek direk arızalarının tamir edilmesi kolaydır. Parçalara ayrılabildiği için taşınmaları ve montajları kolaydır. Ancak beton direklere göre bakım ve işletme masrafları daha fazladır. Kaçak akımlara karşı çok güvenli değillerdir, hava şartlarından etkilenir.

Demir direkler boru, A ve kafes, putrel olmak üzere 3 ana kategoriye ayrılabilir.

2. Boru Direkler

Daha çok özel tip aydınlatmalarda ve düşük gerilimli sokak, cadde, liman, marina, site ve bahçe aydınlatmalarında kullanılan direklerdir. Özel olarak projektör aydınlatma direği olarak da kullanılmaktadır. Yükseklikleri 4 ila 8 metre arasındadır. Tekli, ikili, üçlü tipleri vardır.

Boru tipi direkler daha önce hazırlanan cıvatalı kalıplara monte edilir. Ağır olduklarından genellikle vinçlerle yerine monte edilir.

3. A ve Kafes Direkler

Alçak gerilim şebekelerinde kullanılan A ve kafes tipi demir direkler, iller bankası tarafından standardize edilmiştir. Bu standardize boyları kısa ve uzun direkler için ayrı ayrıdır.

A tipi olanlar 8I, 10I, 12I, 6,5U, 8U, 10U, 12U veya 8Ik, 10Ik, 12Uk şeklinde sembolize edilir. Sembollerdeki U veya I direk yapımında kullanılan demirin kesitini gösterir.

Boyları 9,10- 9,35- 9,55- 9,70 m 9,90- 10,10- 10,55 m olanları vardır. Ortalama uzunlukları kısa boylar için 9,5 m orta boylar için 10 m olmaktadır.

4. Putrel (Pilon, Çatal) Direkler

Galvaniz cıvatalı, boyalı ve kaynaklı olarak üretilen bu direkler, çekilen hattın özelliğine göre 3’lü veya 6’lı hatlar olarak yüksek ve çok yüksek gerilimler için kullanılır. Boyları istenilen ebatlarda büyütülüp ayarlanmakta olup standart bir uzunluğu yoktur. Demir direk temelleri, en küçük yüksekliğe göre en az derinlik 150 cm olacaktır.

5. Beton Direkler

Çimento, su ve katkı maddelerinin uygun oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen beton ile yüksek dayanımlı çelik tel veya çelik çubukların kullanılmasıyla elde edilir. Beton ve çelik malzemenin gözeneksiz bir şekilde uygunluğunun sağlanması için titreşim (vibrasyon) veya savurma (santrifüj) metodu uygulanır. Bu yöntemle üretilen direklere betonarme direk denir. Santrifüj direklerin (SBA) içinin boş olmasına karşılık, vibre direklerde (VBA) direk içleri doludur. Vibre beton direklerin kesidi dikdörtgen şeklindedir, santrifüj beton direklerin kesiti daire şeklindedir.

Betonarme direklerin demir direklere göre en büyük avantajı, hava şartlarında ve özellikle sanayi bölgelerindeki zararlı gaz ve buharlardan az etkilenmeleridir. Ayrıca kullanılan demir miktarının aynı işi gören demir direklere oranla az olması (% 60) demir malzemeden tasarruf sağlar. Beton direkler demir direklere göre daha ucuzdur, uzun ömürlüdür, bakım istemez. Tepe kuvvetleri büyüktür, atmosferik olaylardan fazla etkilenmez. Kaçak akımlara karşı güvenlidir. Ancak kırılgan olduklarından taşınırken dikkatli olunmalıdır. Ağır olduklarından taşınması ve montajı zordur.

Direğin tepe kuvvetlerine dayanımı, içinde kullanılan çelik tellere bağlıdır. Doğa şartlarından pek etkilenmeyen beton direkler, dairesel kesitli ve konik şekilde yapılır. Beton direklerde kullanılan, izolatörlerin monte edildiği traversler de betondan veya demirden yapılmaktadır.

Beton direkler tepe kuvvetine göre 250 kg’dan 3500 kg’a kadar yapılabilmektedir. Boyları 8 m’den 26 m’ye, çapları ise 50 cm’ye kadar konik, bu çaptan sonra ise silindirik şekilde yapılmaktadır. Genellikle orta ve alçak gerilimlerde kullanılır. Ayrıca yol aydınlatmalarında da sıkça kullanılmaktadır.

Orta ve alçak gerilimde kullanılan santrifüj beton direkler tepe kuvvetleri (İletkenlerin çekme kuvvetleri ile rüzgâr kuvvetleri aynı yönde varsayılır, bu iki kuvvetin direğin tepesinde oluşturdukları kuvvete, tepe kuvveti denir.) yönünden; 1- 1,5- 3- 5- 7- 9- 13- 17- 19- 23- 27- 33- 35 ve 36 olmak üzere toplam 39 değişik tipte imal edilmektedir. Bu rakamlar hem direk tipini hem de direk tepe kuvvetinin % 1’ini göstermektedir.

Örneğin, 9 tipi direk denilince tepe kuvveti 9×100=900 kg olan direk anlaşılır.

Beton direklerin uzunlukları; 8- 8,5- 9- 9,5- 10- 11,5- 12,5- 13- 15- 16- 17- 19- 21- 23- 25- 26 m olarak üretilir. Alçak gerilim şebekelerinde en çok 9,30 ve 10 metrelik beton direkler kullanılmaktadır.

Beton direklerin üzerinde boyu ve dayanacağı tepe kuvvetleri yazmaktadır. Örnek Resimdeki direğin 13/15 = Boyu 13 metre, tepe kuvveti 1500 kg’dır.

Beton direkler santrifüj ve vibre olmak üzere 2’ye ayrılır.

6. Santrifüj Direkler

Çelik çubukların (boyuna donatı malzemesi olarak) ve ön gerilmeli çelik tellerin (enine donatı malzemesi) kullanılarak savurma yöntemi ile yapılan içleri boşaltılmış beton direklerdir. Savurma yöntemi beton içindeki fazla suyun dışarı atılmasını ve çok sıkı geçirimsiz bir beton elde edilmesini sağlamaktır.

Bu yöntemle yapılan direklerin dış yüzü düzgün ve pürüzsüzdür. En az 300 dozlu beton 10 m’den 26 m’ye kadar uzunlukta (birer metre artarak) imal edilmektedir. 200 -3500 kg’a kadar tepe kuvveti olan SBA direkler yapılmaktadır (Doz: Çakıl, çimento ve kum karışım oranıdır.)

7. Vibre Direkler

Vibre beton direkler, statik hesapların sonuçlarına göre demir iskeletin kalıplar içine konması ve dökülen harcın vibrasyon suretiyle kalıbın her tarafına homojen olarak dağıtılması suretiyle elde edilir.

8. Ağaç Direkler

Köknar, ardıç, karaçam, ladin gibi ağaçlardan yapılan direk çeşididir. Hava şartlarından ve haşerelerden olumsuz etkilendikleri için özel işlemlere tabi tutulur. Bu işlemler ağaç direğe bakır sülfat emdirmek veya katranlamaktır.

Mekanik dayanıklılık, ağaç direkler için sınırlıdır. Bu sebeple direkler arası uzaklık kısa seçilmeli ve hattın gerilimi yüksek olmamalıdır. Ağaç direklerin yüksek gerilim taşımada kullanılması sakıncalıdır. Küçük yerleşim merkezlerinde hâlâ ağaç direkler enerji taşınmasında kullanılmaktadır.

Ağaç direklerin temeline beton dökülmez. Taş ve toprakla temel sıkıştırılarak direk dikilir. Eğer temele beton dökülür ise direğe gelen tepe kuvvetlerinde direk, temel üst noktasından kırılabilir. Ayrıca direğin dibi zamanla çürüyebilir. Bunu önlemek için enjeksiyonla direk diplerine (temele) ilaçlama yapılmalıdır. Eğer direk temeline beton dökülürse direğin temelini bir miktar açmak ve ilaçlamak mümkün olmaz.

Ağaç direkler ucuzdur, hafiftir, esnektir, taşınmaları ve dikilmeleri kolaydır. Boyama masrafları yoktur, kaçak akımlara karşı daha güvenilirdir. Ancak ömürleri kısadır, tepe kuvvetleri azdır. Esnek oldukları için salgıları (fleş) değişebilir. Yıldırım düştüğünde yanabilir. Yüksek gerilimlerde kullanılmaz.

Ağaç direkler, normal taşıyıcı ve köşede taşıyıcı direk olarak kullanılır. Yağmur ve kar sularının direğe zarar vermesini kısmen de olsa önlemek için direk tepesi 45 derece açılı olarak kesilir. Standart ağaç direk boyları, 8- 8,5- 9- 9,5- 10- 10,5- 11- 11,5- 12- 12,5- 13- 13,5 metredir.

Ağaç direkler üzerinde iletkenlerin taşınması için izolatörler doğrudan direğe takılabilir veya direkler üzerine monte edilen konsollara sabitlenen izolatör yardımıyla taşınır. Ağaç direkler dikildikten sonra payanda veya çelik halatlarla desteklenmelidir.

Ağaç direkler, çelik tel veya payanda (dayanak ) ile takviye edilmelidir.

Kullanım yerlerine göre elektrik direği çeşitleri

Direkler kullanım yerlerine göre durdurucu, köşede durdurucu, taşıyıcı, köşede taşıyıcı, nihayet, branşman, tevzi ve geçit direkleri olarak çeşitlere ayrılır.

1. Durdurucu Direkler

Enerji nakil hatlarının doğrusal olarak geçtiği yerlerde, iletkenlere gelen gerilme kuvveti durdurucu direklerle temin edilir. Enerji nakil hatlarında, genellikle 7 taşıyıcı direkten sonra 1 durdurucu direk kullanılması uygundur.

Taşıyıcı direklere asılmış ve bunlar tarafından, taşınan hat iletkenlerinin güzergâh boyunca belirli uzaklıklarda sabit ve sağlam noktalara bağlanmış, gerilmiş olmaları gerekir.

Tel kopması, direk devrilmesi vb. bozukluk hâlinde arıza iki direk arasında (iki durdurucu veya nihayet-durdurucu) sınırlı kalır. Hava hattının diğer kısımlarını etkilemez. Taşıma hatlarında güzergâh belirli aralıklarda (yaklaşık 1 km’de bir) olmak üzere, iletkenlerin tespit edilip gerilmesi amacı ile düz hat güzergâhında kullanılan ve iletkenlerin izolatörlere nihayet bağı ile bağlandığı veya gerildiği direklere denir.

2. Köşede Durdurucu Direkler

Enerji nakil hava hatlarının köşe noktalarında kullanılan ve aynı zamanda durduruculuk görevi yapan direklere denir. Düz doğrultuda giden hattın, büyük sapmalarında kullanılan direklerdir.

3. Taşıyıcı Direkler

Hava hatlarında durdurucu direkler arasında iletkeni taşımak yani iletkenin ağırlığını tutmak amacıyla kullanılan direklerdir.

4. Köşede Taşıyıcı Direkler

Doğrusal olarak giden hattın yön değiştirdiği yerlerde (küçük sapmalarda) kullanılan direklerdir.

5. Nihayet (Son) Direkleri

Enerji nakil hatlarının başlangıç ve sonunda kullanılır. Hattın tek taraflı toplam gerilme kuvvetine dayanabilecek durumda olan direklerdir.

6. Branşman Direkleri

Hava hatlarında taşıyıcı ve köşede taşıyıcı durumda olan direklerden bir veya iki yönde kol hattı ayrılıyorsa bu durumdaki taşıyıcı ve köşede taşıyıcı direklere branşman direkleri denir.

7. Tevzi (Dağıtım) Direkleri

Enerji nakil hava hatlarında ikiden fazla nihayet bağı ile bağlı olan hatların tevzi edildiği yani kollara ayrılarak dağıtımının yapıldığı direklere denir. Direkteki hatlardan kesiti en büyük olan hat, ana hat olarak kabul edilir. Bunun dışında kalan diğer hatlar bu ana hattın birer branşmanı (dal) veya kolu durumundadır. Ana hatlarla bu direklere kadar gelen enerji, bu direkten ayrılan branşmanlarla daha küçük kapasiteli enerjiler hâlinde dağıtılır.

8. Geçit Direkleri

Geçit mesafesi uzun, nehir, boğaz, kanal, kara yolu gibi yerlerden geçişlerde (atlamalarda) kullanılan direklerdir.

Gerilime göre elektrik direği çeşitleri

Alçak, orta, yüksek, çok yüksek gerilimde kullanılan direkler olmak üzere dörde ayrılır.

1. Alçak Gerilim Direkleri

1000 volta kadar olan alçak gerilimde kullanılan direkler ağaçtan, demirden veya betondan yapılabilir. Bazı durumlarda aynı direkte hem alçak gerilim hattı hem de orta gerilim hattı çekilmektedir.

2. Orta Gerilim Direkleri

1kV – 34,5 kV arasında kullanılan direklerdir. Boyları 9 m-25 m arasında değişir. Ağaç, beton ve demir direk olarak imal edilir. Şu an en çok kullanılan beton ve demir direklerdir.

Ağaç direkler acil durumlar için kullanılmaktadır. Daha sonra yerine beton ya da demir direk takılmaktadır. Demir direkler 3AWG ve 10AWG olarak isimlendirilmektedir. Kare kesitli putrel demirlerden yapılmaktadır. Beton direkler ise 10 m’den 26 m’ye kadar 1’er metre ara ile imal edilmektedir.

Ülkemizde orta gerilimde en çok beton ve demir direkler kullanılmaktadır. Diğer ülkelerde orta gerilimde beton direk pek tercih edilmemektedir. Genellile ağaç galvaniz direkler tercih edilmektedir.

Ayrıca beton direkler 400 KVA’ ya kadar olan transformatörlerin montajı içinde kullanılmaktadır. Diğer ülkelerde OG için hâlen ağaç direkler kullanılmaktadır.

3. Yüksek Gerilim Direkleri

34,5kV- 154kV arasında galvaniz saclı, vidalı, kafes ve A direklerdir. Boyalı kaynaklı demir direklerin her türlü ortam şartlarında etkilenmemeleri için boya ve koruyucu tabakalar sürülür. Koruyucu tabakaların muayyen zamanlarda yenilenmesi gerekir. Bu nedenle 3AWG demir direkler boyalı-kaynaklı yapılmasına karşın 3/0AWG galvaniz demir ve galvaniz cıvatalı olarak imal edilir. Her tip iletken için çeşitli tip ve boyda direk bulunmaktadır. Demir profiller ortalama 6’şar metrelik parçalar hâlinde imal edilir ve bunlar birbirine cıvatalar ile tutturulur. Bu tip direkler genelde;

T-10, T-12………T-20 (Taşıyıcı direkler)

D-10,D-12………D-20 (Durdurucu direkler)

N-10,N-12………N-20 (Nihayet direkleri)

Z-10,Z-12……….Z-20 (Zaviye direkler) şeklinde isimlendirilir.

Boyları 8,75 m ile 18,75 m’e kadar değişmektedir. Baştaki harfe göre T-D-N-Z isimlerini alır. Ayrıca D-KD-N direkleri de mevcuttur. Bu direklerde birbirinde farklı boyda ikişer metre aralı çeşitli tipleri mevcuttur. K-8, K-6,………L-8, L-6……….R-8, R-6 gibidir. Yüksekliği 30 metreyi geçen direkler özellikle üst tarafları veya bütünü (turuncu veya kırmızı) boyanmalıdır.

4. Çok Yüksek Gerilim Direkleri

154 kV- 380kV arasında galvaniz saclı, vidalı kafes ve A direklerdir. Çok yüksek gerilim direklerinin tamamı kafes demir direklerdir. Direklerin ana elemanları olan köşebent parçaların boyutları ve malzeme kalitesi maruz kaldıkları kuvvetlere göre imal edilir. Köşebent malzemeleri ST-37’lik standart çelikten veya daha yüksek kaliteli çelikten imal edilir (ST-52 gibi). Bu direkler çift devreli ve tek devreli enerji nakil hattı direkleridir.

Yüksek gerilim ( YG) ve çok yüksek gerilim hat direklerinde, direğin en üstünden hattı korumak için koruma iletkeni çekilir. Koruma iletkeni toprakla irtibatlandırılır.

Amerikan imalatı çift devreli kafes direkler G-H-J tipi olarak imal edilir.

G tipli taşıyıcı direk olarak kullanılır. 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilerek direk boyları istenildiği gibi yükseltilir.

H tipliler, çift devre uzak mesafelerde taşıyıcı, yakın mesafelerde durdurucu direk olarak kullanılır. 15˚ zaviyeye kadar kullanılır. 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilir.

J tipliler, çift devre uzak mesafelerde durdurucu ve nihayet direği olarak kullanılır. 60˚ kadar zaviye yapılabilir. 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilebilir.

Amerikan imalatı tek devreli kafes direkler D-E-F tipte yapılır.

D tipi taşıyıcı direk, tek devre taşıyıcı olarak düz ve buz yükü az olan yerlerde kullanılır. Araziye göre 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilebilir.

E tipi direkler, yakın mesafelerde durdurucu, uzak mesafelerde taşıyıcı direk olarak kullanılır. 15˚ kadar zaviye yapılabilir. 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilebilir.

F tipi direkler, uzak mesafelerde 15˚’den fazla açı yapılabilir. Hat sonlarında durdurucu direk olarak da kullanılabilir. 5, 10, 15, 20, 30 ayak ilave edilerek istenilen boyda imal edilir.

Kaynak : MEGEP