Enerji Nakil Hattı Nedir?

Teknolojik gelişmeler ve artan nüfus karşısında elektrik üretiminin artması ile yaygınlaşan bilgisayar kullanımı, otomasyon sistemlerindeki gelişmeler, elektrikli ulaşım gibi etkenler elektrik enerjisi talebini arttırmıştır. Elektrik enerjisi ihtiyacının karşılanması için yeni üretim tesislerinin kurulması ve iletim hatlarının yaygınlaşması mecburiyeti doğmuştur.

Elektrik iletim hattı (kısaca EİH), elektrik santralinde kontrollü ve planlı olarak elde edilmiş elektrik enerjisini, dağıtım hatları ile iletilmesini sağlayan enerji hatlarına enerji, nakil hattı veya enerji nakil hatları denir. Elektrik iletimi üretilen elektriğin uzun mesafelerde dağıtım şebekesine iletilmesi sürecidir. Elektrik iletimi (electrical transmission) için yüksek gerilim hatları kullanılmaktadır.

Enerji nakil hatları taşınacak enerjinin miktarına, üretim merkezi ile tüketim merkezi arasındaki uzaklığa göre değişik gerilim seviyelerinde farklı tel cins ve kesitleriyle taşınır.

Enerji İletim Kabloları

Elektrik enerjisini üreten merkezler (termik santraller, hidroelektrik santraller, doğal gaz santralleri, rüzgar santralleri vb.) bu santraller tüketim merkezlerinin yakınında kurulamamaktadır. Nedenleri arasında çevre kirliliği, hammaddenin taşınmasındaki zorluklar, güvenlik vb. gibi. Elektrik ihtiyacının en çok olduğu bölgeler, üretim merkezlerine uzak olduğundan, üretilen elektrik enerjisinin, kilometrelerce uzağa taşınmasında enerji iletim hatlarının önemi büyüktür.

Uzun mesafeli iletimi sağlamak, voltaj seviyelerini artırmak için transformatörler kullanılır. Enerji nakil hatları enerji santrallerinde üretilen elektriği, elektrik tüketim bölgeleri yakınlarında kurulan trafo istasyonları; trafo istasyonları ile son tüketici arasında elektrik enerjisi iletimini sağlar. Elektrik hatları veya iletim hatları, elektriği bir yerden bir yere taşır. Genellikle, bu elektrik alternatif akımdır. Bu sebeple yükseltici transformatörler voltajı artırır.

Elektrik hatlarının montajında coğrafik durum, hattın güvenlik konumu, iletim hattının güzergahı, maliyet, arazi durumu gibi konular göz önünde bulundurulur. Elektrik hattının uygun montajı ve elektriğin en az kayıpla iletilmesi çok önemlidir.

Elektrik enerjisinin üretildiği yerden abonelere kadar ulaştırılmasında kullanılan iletim ve dağıtım şebekeleri hava hattı veya yeraltı hattı şeklinde düzenlenir.

Enerji nakil hatları yüksek gerilim (high voltage) ve düşük gerilim (low voltage) olmak üzere ikiye ayrılır. Yüksek gerilim hatları santral ile yerleşke arasına tesis edilir. Düşük gerilim hatları ise şehir içi elektrik dağıtımında kullanılır. Taşıdıkları enerjinin gerilimine göre isim alır, enerji yükü ve gerilimine bağlı olarak boyutlandırılırlar. Açık arazide, uzun ENH ‘ları havai hat; yerleşim yerlerinde ise yeraltı ENH hat (ENH tesisinde farklı kullanıldıkları noktalara uygun şekilde imalatı yapılan direklere enerji nakil hattı direği denir.) olarak tesis edilir. Yeraltı ENH yüksek izolasyon gerektirdiği için, hava hattına oranla oldukça pahalı olmasına karşın güvenlik ve görsel açıdan daha iyidir.

Yeraltı enerji nakil hatları maliyeti arttırdığı için, meydana gelebilecek arıza yerinin bulunmasındaki zorluklar ve onarım güçlükleri sebebiyle hava hatları daha çok kullanılır. Bununla birlikte hem daha güvenli enerji iletiminin sağlanması hem de hava hatlarının görüntüsünün şehrin estetiğini bozmaması için şehir merkezlerinde bazen yeraltı enerji hatları da tercih edilir.

Havai Enerji Hatları

Santrallerde üretilen elektrik enerjisinin en ekonomik yöntemlerle tüketicilere ulaştırılması gerekir. Bunu sağlamak için en yaygın metot havai hatla iletimdir. Havai hatlar, 100 kV ile 800 kV arasında çok yüksek voltajlıdır, uzun mesafeli iletimi sağlar. Dirence karşı güç kayıplarını minimuma indirmek için yüksek voltajlı olmaları gerekir .

Hava hattı bir ENH; elektrik akımının iletilmesini sağlayan bakır veya alüminyumdan iletken kablo ile sağlanır. Elektrik kablosunu taşıyan direkler, taşıyıcı direk (pilon) ve yalıtkan izolatörden oluşur. Yalıtkan izolatör (insulator) pilon ile iletken arasındaki bağlantıyı ve güvenliği sağlar. Enerji nakil hatları standartlara bağlı kalınarak üretilen elektrik enerjisinin taşınmasını sağlayan, konstrüksiyon yapılara sahip direkler, iletkenler, topraklama elemanları, hırdavat takımları ve izolatör ekipmanları gibi malzeme gruplarından meydana gelen taşıma hatlarıdır.

Elektrik üretim tesisleri ile trafo istasyonları arasındaki hatlar yüksek gerilim; büyük trafo istasyonları ile küçük trafo istasyonları arasındaki hatlar orta gerilim, küçük trafo istasyonları ile son tüketici arasındaki hatlar alçak gerilim olarak adlandırılır. Türkiye’de ki ENH sistemleri Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ) tarafından tesis edilip çalıştırılmaktadır.

Havai hat ile enerji iletimi, yeraltı kabloları ile enerji iletimine göre maliyet açısından ekonomik daha avantajlıdır. Doğa olaylarının, rüzgâr, yağmur, şimşek, yıldırım gibi havai hatla iletime olumsuz etkileri vardır. Hava hatlarının yeraltı hatlarına göre bazı avantajları ve dezavantajları vardır.

Havai Enerji Hatlarının Avantajları

• Havai enerji hatları yeraltı hatlarına göre daha kısa zamanda tamamlanır.
• Havai enerji hatlarının kurulumu yeraltı hatlarına göre daha az maliyetlidir
• Havai enerji hatlarındaki arıza tespiti, bakımları ve arızalı bölümlerinin değiştirilmesi yeraltı hatlarına göre daha kolaydır.
• Havai enerji hatlarının akarsulardan, köprü ve yollardan geçişleri, ulaşımın zor olduğu dağ, orman ve uçurum gibi engebeli arazilerde enerji iletimi yeraltı hatlarına göre daha kolaydır.

Havai Enerji Hatlarının Dezavantajları

• Havai enerji hatları çevre koşullarından etkilenirler.
• Havai enerji hatlarında oluşan arızaların tamiri hava şartlarına bağlıdır.
• Havai enerji hatlarının ömürleri kısadır.
• Havai enerji hatları görsel kirliliğe sebep olabilirler.
• Havai enerji hatları taşıdıkları yüksek gerilimlerden dolayı çevrelerinde elektromanyetik
  alanlar yaratır. Bu yüksek gerilim ise tv, radyo yayınlarını vb. olumsuz yönde etkiler.
• Havai enerji hatları orman geçişlerinde yangına sebep olabilirler.
• Havai enerji hatları alçaktan uçan hava taşıtları için tehlike arz ederler.

Yeraltı Enerji Hatları

Elektrik enerjisinin hava hatları ile iletimi ve dağıtımı mümkün olmayan yerlerde; örneğin şehir içleri, metro hatları, su altında, boğaz geçişleri gibi yerlerde enerjinin su altından, yeraltı kablosu ile iletim ve dağıtım yapılması veya havai hatların kullanılamayacağı her yerde taşımak için kullanılır.

Yeraltı Enerji Hatlarının Avantajları

• Yeraltı enerji kabloları ile yapılan tesisler de, direk ve diğer malzemelere gerek yoktur.
• Yeraltı enerji kabloları ile çevre estetiği bozulmaz.
• Yeraltı enerji kabloları atmosferik olaylardan (yıldırım, kar, fırtına vb.) etkilenmez.
• Yeraltı enerji kablolarının bakıma ihtiyaçları yoktur.
• Yeraltı enerji kabloları yerleşim yerlerinde daha güvenlidir.
• Yeraltı enerji kabloları cadde, meydan ve parkların özelliklerine göre düz veya kavis yaptırılarak döşenirler.

Yeraltı Enerji Hatlarının Dezavantajları

• Yeraltı enerji kabloları kuruluş aşamasında yüksek maliyet getirir.
• Yeraltı enerji kablolarının arıza tespiti ve arızanın onarımı zordur.
• Yeraltı enerji kablolarında ısıya bağlı kayıplar daha fazladır.

Enerji İletim Hatlarında Güzergah Seçimi

• Güzergah seçiminde önce elektrik enerjisi iletim hatları tesis edilecek yerin ölçekli planı veya haritası alınır. Arazi yapısının bütün bilgileri (bataklık durumu, kumluk, kayalık, kil ya da kalkerli olan yerleri, arazi üzerindeki orman, göl, nehir, tünel, yol, köprü, başka arazi engelleri, binalar) bu plan veya enerji nakil hatları haritasına kaydedilir.
• İletim hattının uzun olması hatlarda kullanılacak malzeme ve donanımların da aynı oranda yüksek olmasını beraberinde getirir. Bu da maliyeti ve arıza olasılığını arttırır. Bu durumdan dolayı enerji iletim hattı geçiş yolu mümkün olduğunca en kısa yoldan düz hat şeklinde döşenmesinde fayda vardır.
• Günümüzde enerji nakil hatları, havai hat açık arazilerde, yerleşim yerlerinde ise yeraltı hat döşemeleri kurulumu yapılmaktadır. Güzergâh belirlenmesinde iletim hattının başlangıç ve bitiş noktaları tespit edilir.
• Enerji iletim hattı güzergâhı üzerinde bulunan kırık noktalara some noktası adı verilir ve güzergâh üzerinde bir açı meydana getirirler. Bu açılara, güzergâh kiriş açısı denir. Bu açılar doğrudan enerji iletim hattının rüzgâr yüküyle ilgilidir. S1, S2 gibi harflerle gösterilen some noktaları, hat boyunca olabildiğince az olmalıdır. Zorunlu haller dışında some açısının fazla keskin olmamasına dikkat edilmelidir.

Havai Enerji İletim Hatlarının Tesisi

• Havai enerji nakil hattının tesisin kurulumunda tesis edilecek noktalar arasını (A-B) kapsayacak 1/25000 ölçekli haritalar elde edilir.
• A noktasından B noktasına tesis edilecek bir enerji nakil hattının güzergâhı tespit edilir.
• Some noktaları 1/25000 ölçekli haritalar üzerinde belirlenmeli A ile B noktası bu some noktalarından geçilerek birleştirilmelidir.
• Daha sonra harita üzerinde belirlenen some noktalarının arazideki yerlerinin uygunluğu tespit edilir, uygun değilse değiştirilir.
• Some noktalarının arazide belirlenmesinden sonra bu noktalar arasındaki arazinin profili çıkarılır. Güzergâh üzerine dikilecek direklerin hangi noktalara geleceğine karar verilir. Güzergahın şartlarına uygun direkler seçilerek yerleri işaretlenir.
• Direk yerlerinin arazideki yerleri, arazinin eğim durumuna göre direğin ayak durumu belirlenir. Bu işlemler tamamlandıktan sonra direklerin tüm özellikleri belirlenmiş olur ve proje çalışması bitirilir.

Proje tamamlandıktan sonra enerji nakil hattının yapımına geçilir.

• Belirlenen direk tiplerine göre direkler alınır.
• Araziye çıkılarak direk ayaklarının geleceği yerler işaretlenerek belirlenir, montaj çalışmalarına geçilir.
• Enerji nakil hattı direkleri uygun şekilde montajı bitince iletken tel çekme işlemine başlanır.

Tüm bu aşamalar süresince Enerji nakil hatları Yönetmeliği’ne göre kullanılacak malzemenin seçimi ve temini, projelendirme, arazinin kamulaştırılması gibi aşamalarda Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ) yetkili kurumdur.