A. İLETKEN VE YALITKANLAR a) İletkenler Tanımı: Elektrik akımının geçişine kolaylık gösteren malzemelerdir. Metaller en önemli iletkenlerdir. En iyi iletken gümüş olup, sonra bakır gelir. İletken elektrik enerjisini iletmeye yarayan tel veya tel demetidir. İletken gereçlerin öz dirençleri ne kadar az ise o kadar iyi bir iletkendir. a) İletkenlerin sınıflandırılması i. Yapıldığı maddeye göre - Gümüş: Beyaz parlak renkte ve oldukça yumuşak bir metaldir. Elektriği en iyi ileten gereç olmasına rağmen pahalı olduğundan, ölçü aleti yapımı ile, röle, kontaktör, şalter, kesici kontaklarının yapımında ve bazı sigortalarda kullanılmaktadır. - Bakır: Rahat işlenebilen, mekanik dayanıklılığı iyi, kırmızı renkte iletken gereçtir.bu özellikleri ile birlikte, çok üretilmesi ve ekonomik olması iyi bir iletken olarak kullanım alanını arttırmıştır. Kablolarda, elektrik makinalarında, ve bir çok alanda kullanılmaktadır. Sadece havai hatlarda kullanılmamaktadır. - Altın: Saf Altın kırmızımsı sarı renkli, yumuşak, kolayca tel ve levha haline gelebilen bir metaldir. Bir gram altından üç kilometre uzunluğunda bir tel ve 10-5 santimetre kalınlığında levhalar yapılabilir. İnce tabakalar halinde iken mavi veya yeşil renkte görülür. Elektrik iletkenliği Gümüşten azdır. Çok asal bir metal olup hava Oksijenine karşı dayanıklıdır, suda ve asitlerde çözünmez kuvvetli bazlardan etkilenmez, ancak Altın suyu denilen 1HNO3 + 3 HC1 de veya kompleks oluşturabilen Sodyum siyanür gibi tuzların çözeltilerinde çözünür.bazı elektronik devre ve elemanlarının bağlantı noktaları (pin ler) altın ile kaplanır. - Alüminyum: Mekanik dayanıklılığı azdır, bakıra göre daha yumuşak yapıdadır. Gümüş beyazı, mavimtrak renkte bir metaldir. Bakırdan sonra en çok kullanılan iletken gereç olan alüminyum daha çok dış tesisatta ve havai hatlarda, yer altı kablolarında, busbar ve bazı elektrik makinalarında kullanılır. ii. Geometrik şekline Göre Tel: Tüm uzunluk boyunca çapı sabit kalacak veya önceden belirlenen sınırlar içinde değişme gösterecek bicimde ve dairesel kesitli olarak çekilmiş ince, uzun ve som bir metaldir. Bara: Tüm uzunluk boyunca çapı sabit kalacak veya önceden belirlenen sınırlar içinde değişme gösterecek bicimde ve dikdörtgen kesitli olarak çekilmiş som bir metaldir. Şerit: Tüm uzunluk boyunca çapı sabit kalacak veya önceden belirlenen sınırlar içinde değişme gösterecek bicimde ve dikdörtgen kesitli olarak çekilmiş ince, som bir metaldir.
Çubuk: Tüm uzunluk boyunca çapı sabit kalacak veya önceden belirlenen sınırlar içinde değişme gösterecek bicimde ve dairesel kesitli olarak çekilmiş kalın ve som bir metaldir. 1 iii. Yalıtım durumuna göre - Çıplak iletkenler Tek telli iletkenler: Sadece tek bir cins metalden ve içi dolu tek bir tel halinde bakır dan 1,5 mm 2 den 95 mm 2 ye kadar üretilmektedir. Topraklama tesislerinde kullanılır. İletken İletken kesiti çapı (mm 2 ) (mm) 1,5 1,36 2,5 1,76 4 2,2 6 2,8 10 4 16 5 25 6 35 7 50 8 70 10 95 12 Kesit: Tel dik olarak kesildiğinde elde edilen dairenin alanıdır. Tesisat da kullanılan iletkenler kesitleri ile anılırlar. Dairenin alanı aşağıdaki formüllerle hesaplanır.(r:telin yarı çapı, D veya Ø: telin çapı, S:Kesit) S=π. r 2 = π.d 2 /4 Çok telli iletkenler: Bu iletkenler aynı cins veya farklı cins metallerden üretilen tellerin örülmesi ile oluşturulan tel demetidir. Örgülü iletkenlerin kullanılmasını zorunlu kılan sebepler; masif tellerin kesitlerinin büyümesi ile oluşan montaj zorlukları, esnek olmayışı, dayanımlarının küçük oluşu vb. sebeplerdir. AG hava hatlarında çıplak alüminyum örgülü iletkenler, OG ve YG hava hatlarında çıplak çelik özlü alüminyum örgülü iletkenler. Topraklama tesislerinde ise çıplak bakır örgülü iletkenler kullanılır. Örgülü iletken yedi veya daha fazla sayıda telden oluşur.eşit çapta tellerin kullanıldığı örgülü iletkenlerde,toplam tel sayısı ;7,19,37,61, dir. Merkezdeki tek tel hariç olmak üzere kat adeti (n) olan örgülü bir iletkendeki toplam tel sayısı M=3.n 2 +3.n+1 formülü ile hesaplanır.
Damar: Kablonun yalıtılmış olan iletkenidir. Kablo: Elektrik enerjisi veya elektriksel bir işareti bir yerden başka bir yere ileten elektriğe karşı yalıtılmış bir veya çok damardan oluşan bir üründür. - Yalıtılmış iletkenler ( Kablolar ) Tel sayısına göre o Tek telli iletkenler ( U ) : 10 mm 2 ye kadar üretilmekte bazen 16 mm 2 olabilmektedir. o Çok telli iletkenler ( R ) :10 mm 2 nin, bazen 16 mm 2 üzerinde kabloların bükülebilmesi için zorunlu olarak çok telli olarak üretilmektedir.1,5 mm 2 lik kablolarda çok telli olarak üretilmektedir. Çok telli kablolarda kullanılan tellerin çapı Ø 0,5 Ø 3 mm aralığında olmaktadır. o İnce çok telli iletkenler ( K ) :. Sabit tesisatlarda kullanılan kablolarda kullanılır. İnce çok telli kablolarda kullanılan tellerin çapı Ø 0,2 Ø 0,3 mm aralığında olmaktadır. 0,75 mm2 lik bir kabloda 22 adet Ø 0,2 mm lik bakır tel kullanılmaktadır. o İnce çok telli iletkenler ( F ): Esnek kablolarda kullanılır. o Ekstra ince çok telli iletkenler ( H ) : Ölçü aletleri problarında kullanılır. o Ark kaynak kabloları için bükülgen iletkenler ( D ) : o Ark kaynak kabloları için ekstra bükülgen iletkenler ( E ) : Damar sayısına göre - Tek damarlı iletkenler: Sadece bir damarı olan kablolardır. - Çok damarlı iletkenler: Damar sayısı birden çok olan kablolardır. - Kablo çeşitleri ve özellikleri (Eski TSE Normlarına Göre): N Tipi Kablolar (TS 833) : N tipi kablolar; sabit tesislerde kullanılan, normal ve hafif işletme şartlarına dayanıklı kablolardır. N Tipi kabloların dış kılıf rengi BEYAZ veya GRİ dir. 16 mm 2 ye kadar tek daha büyük kesitlerde kalın çok telli olarak imal edilirler. İletken olarak Bakır veya Alüminyum kullanılır. Yer altında kullanılamazlar. Y Tipi kablolar (TS 212, TS 1618, TS 2742) : Y tipi kablolar; sabit tesislerde kullanılan ağır işletme şartlarına dayanıklı kablolardır. 0.6/1 kv dan küçük kablolarda dış kılıf rengi SİYAH dır. 3.5/6 kv dan büyük kabloların ise dış kılıf rengi KIRMIZI dır. 16 mm 2 ye kadar tek daha büyük
kesitlerde kalın çok telli olarak imal edilirler. İletken olarak Bakır veya Alüminyum kullanılır. Yer altında kullanılabilirler. F Tipi Kablolar (TS 936) : F tipi kablolar; hareketli tesislerde, kullanılan, normal ve hafif işletme şartlarına dayanıklı kablolardır. F Tipi kablolarda dış kılıf rengi BEYAZ dır. Yalnızca ince telli Bakır iletken kullanılır. B Tipi Kablolar (TS 926) : B tipi kablolar; hareketli tesislerde kullanılan, ağır işletme şartlarına dayanıklı kablolardır. B Tipi kablolarda dış kılıf rengi SİYAH dır. Yalnızca ince telli Bakır iletken kullanılır. b) Yalıtkanlar a) Tanımı: Yalıtkanlar, elektrik akımını iletmeyen maddelerdir. Yalıtkan maddeler bazı şartlarda iletken hale gelebilirler, örneğin çok yüksek potansiyel farkı yalıtkan bir maddeyi iletken hale getirebilir. En dış yörüngedeki serbest elektron miktarı altıdan fazla olan maddelerin elektronları atom çekirdeğine sıkı sıkıya bağlıdır. Dolayısıyla elektriği iletmezler. Ancak her yalıtkan belirli şartlar altında belirli bir iletkenlik gösterirler. Yalıtkan malzemelerin yalıtkanlık dereceleri, ısı, yüksek değerli elektriksel basınç, rutubet etkisi veya yabancı cisimlerle etkileşim sebebiyle değişebilir. Yalıtkan Delinmesi: Aslında elektrik akımını hiç geçirmeyen madde yoktur. Yalıtkan olarak bilinen maddeler "çok az" bir akım geçirirler. Yalıtkana uygulanan gerilim arttıkça geçirdiği akım da artmaya başlar. Belli bir gerilim seviyesinden sonra yalıtkan tamamen iletken olur. Buna yalıtkanın delinmesi denir. Elektrik ve elektronik çalışmalarında kullanılan el takımlarının sap izoleleri incelenecek olursa, burada yalıtkanın dayanabileceği son (maksimum) gerilim değeri yazılıdır. Örneğin penselerin sap izolesinde 10.000 Volt yazar. Bu, plastik yalıtkan 10.000 Volt'tan sonra iletken hale geçebilir anlamı taşır. Dielektrik dayanım: Bir yalıtkan malzemeyi iletken hale sokmaksızın birim kalınlığı başına uygulanacak en büyük gerilim değeri dielektrik dayanımı olarak adlandırılır. kv/mm birimi kullanılır. Isıl kaçak: Yalıtkan malzeme içinde belirli miktarlarda yabancı madde var ise, bir sızıntı akımı başlar ve bu akım malzemeyi ısıtmaya başlar. Sonrada sızıntı akımının yolunu izleyen esas kaçak akım başlar. Kaçak akım ısınma neticesinde ortaya çıktığı için buna ısıl kaçak denir. Elektriksel direnç değerleri: Gerilim altında bulunan bir malzemenin göstermiş olduğu direnç değeridir. Ölçülen izolasyon direncinden yararlanılarak, birim boyut başına hesaplanan değere, o yalıtkanın özgül direnci denir. Birimi Ω.cm dir. Dielektriksel kayıp faktörü: Dielektriksel kayıpların bir ölçeğidir. Bunlar yalıtkan malzemelerde ısı olarak açığa çıkarlar. Bu kayıplar, gerilimin büyüklüğüne, sıcaklığa ve frekansa bağlı olarak değişirler. Genellikle yüksek frekanslarda artan bir değer gösterirler. Bu nedenle yüksek frekanslarda çok özel yalıtkanlı (polietilen vb.) kablolar kullanılır
b) Yalıtkan Malzemeler Naylon Mika Polyester Poliüretan Silikon Kauçuk Epoksi Fiberglas Silikon Fiberglas Plastik Ebonit SF6 Gazı Berilyum Oksit Asetat Akrilik Seramik Cam Porselen Transformatör Yağı Hava Protodur Alçak ve orta gerilim kablolarında kullanılan polivinil-klorid (PVC) bazlı özel bir termoplastik yalıtkan maddedir. Termoplastik yalıtkanlar, belirli bir sıcaklık aralığında tekrarlanabilir olarak soğuma ile sertleşen ve ısınma ile yumuşayan, yumuşadığında dış etki olmaksızın şekil değiştirmeyen ve yalıtkanlık özelliğini koruyan plastiklerdir. 2. Protothen-x Yüksek yalıtım özelliğine sahip saf polietilenin çeşitli yöntemler uygulanarak, çapraz bağlanmasıyla elde edilen, mekanik özellikleri geliştirilmiş termoset yalıtkan malzemelerdir. Termoset yalıtkanlar yüksek sıcaklıklarda erimez ve deforme olmazlar. 3. Protolon(EPR) Etilen-propilendien monomer kauçuk (EPDM) tan imal edilmiş ozona, oksijene, havaya ve ışığa dayanıklı düşük sıcaklıklarda esnekliğini koruyan, sıcaklıkla şekildeğiştirmeyen yüksek yalıtım özelliği gösteren çapraz bağlı elastomer tip yalıtkandır. Alçak ve orta gerilimlerde kullanılan bu yalıtkanlar koronadan etkilenmezler. 4. Protofirm Kloropren bazlı bir elastomer yalıtkandır. Kablolarda dış kılıf olarak kullanılan bu yalıtkan yüksek mekanik ve elektriksel değerlere sahiptir. Protofirm, ozona kimyevi ve mekanik etkilere, yağ ve aleve karşı dayanıklı yumuşak bir yalıtkan malzemedir. PVC : Alçak ve Orta gerilim kablolarında kullanılan Polivinil-klorid (PVC) bazlı özel bir termoplastik yalıtkan maddedir. Termoplastik yalıtkanlar, belirli bir sıcaklık aralığında tekrarlanabilir olarak soğuma ile sertleşen ve ısınma ile yumuşayan, yumuşadığında dış etki olmaksızın şekil değiştirmeyen ve yalıtkanlık özelliğini koruyan plastiklerdir. Termoplastikler; Isıyla geri dönüşümlü malzemelerdir, Eritilip şekillendirilebilir, Erime ısısı altında şeklini korur, Eritilerek tekrar tekrar kullanılabilir. XLPE : Yüksek yalıtım özelliğine sahip saf Polietilenin çeşitli yöntemler uygulanarak, çapraz bağlanmasıyla elde edilen, mekanik özellikleri geliştirilmiş Termoset yalıtkan malzemelerdir. Termoset yalıtkanlar yüksek sıcaklıklarda erimezler ve deforme olmazlar. Termoset malzemeler; Geri dönüşümsüz malzemeleri, Bir defaya mahsus şekillendirilebilir, İkinci kez ısıya maruz kaldığında, yumuşar veya deforme olur.
İletken Bağlantıları İletkenlerin bağlantıları için kesilmesi, soyulması veya bükülmesi gerekebilir. İletkenlerin Kesilmesi İletkenler genellikle 100 metrelik toplar halinde üretilir, dolayısıyla iletkenleri kullanacağımız zaman kesmek gerekirse, kesme işlemini çeşitli aletlerle iş güvenliği kurallarına uygun yapmamız gerekir. Kesmede kullanılan aletler; Pense ile Yan Keski ile Demir testere ile Mekanik Kesme Makası Hidrolik Kesme Makası Bataryalı, Hidrolik Kesme Makası Pompalı Hidrolik Kesme Makası İletken Üzerindeki Yalıtkanın Soyulması Elektrik tesisatlarında kullanılan iletkenlerin üzeri yalıtkan kaplıdır. İletkenler ekleneceği veya bir yere bağlanacağı zaman, üzerindeki yalıtkanın soyulması gerekir. İletken ve kabloların üzerindeki yalıtkanın çıkartımı ve eğer iletkende oksit tabakası oluşmuşsa temizlenmesine iletkenlerin soyulması denir. İletkenlerin üzerindeki yalıtkanın çıkartımı sırasında, iletkenin zedelenmemesine ve gereğinden fazla soyulmamasına çok dikkat edilmelidir. İletkenlerin soyulmasının yapılmasında; Yan keski, kablo soyma pensi, çakı kullanılmaktadır. İletkenlerin Bükülmesi İletkenlerin tablo, pano montajında ve uç kısımlarının, soyulduktan sonra kullanım yerlerine bağlanması için bükülmeleri gerekebilir. Bükülme işlemlerinde genellikle ince iletkenler için kargaburun, kalın iletkenler için pense kullanılır. Bükülecek iletken büküm noktasından(iletken üzerindeki yalıtkanın zedelenmemesine dikkat edilmeli) sıkıca tutulduktan sonra istenilen açıda bükme gerçekleştirilmelidir. İletkenlerin Eklenmesi ve Eklenme Metotları Elektrik tesisatlarında iletkenlerin kısa gelmesi veya düz giden bir hattan enerji almak gerektiğinde ekleme işlemi yapılır. Ekleme işlemi yapılırken iletkenler değişik metotlarla birbirleri üzerine sarılır. Genellikle ince kesitli iletkenler el, pense veya kargaburun ile sarılarak, kalın kesitli iletkenlerin eklenmesi ise klemenslerle yapılır. Boru içerisinde kesinlikle ek yapılmamalıdır. Ekleme işleminden sonra temasın iyi olması için lehimlenebilir, ek yerleri izolebant ile yalıtılmalıdır.
Düz Ek Genellikle ince kesitli iletkenlerde el, pense ve kargaburun kullanılarak yapılır. İletkenin tek damarlı veya iki damarlı olması ekin yapım şeklini değiştirmez. Ancak iki damarlı iletkenle yapılan ekte damarlardaki ek yerleri çakışmamalı ve ekleme işleminden sonra üzerleri izolebantla sarılmalıdır. Düz ekte dikkat edilecek husus, ek yerinin sağlam ve sıkı olmasıdır. Gevşek olarak yapılan eklerde hem ek yeri açılır, hemde iletkenlerde temas zayıf olur ve ark oluşur. T Ek Alçak gerilim havai hatlarında ve iç tesisatta çekme kuvveti az olan yerlerde kullanılır. Havai hatlarda klemens ile ekleme yapılırken ic tesisatta buat içerisinde klemens ile veya sarılarak yapılır. Eğer çekme kuvveti fazla ise düğümlü T ek yapılır. T ek yapılırken iletken izolesinin zedelenmemesine dikkat edilmelidir. Ekten sonra ek yerinin izolebant ile yalıtılması gerekir.
Çift T Ek Düz giden hatlardan iki farklı yöne ek almak için kullanılan bir yöntemdir. Ek alınan iletkenlerin soyulmuş kısımları, ek alınacak iletken üzerinde farklı yada aynı yönlere sarılabilir. Çift T ek yapıldıktan sonra ek yerinin iletkenliğini ve dayanımını arttırmak için lehimlenebilir, ek yerinin izolebantla yalıtılması gerekir. Özel Ekler Genellikle dış tesisatta kalın kesitli iletkenler Klemens ve boru ile eklenir. Alçak gerilimli iç tesisatlarda ise Klemens bulunmadığı yerlerde veya iki iletkenin aynı yere bağlanması gerektiğinde fare kuyruğu ve geçmeli tip ekler yapılır. Klemensle Ek Klemens kabloların bağlantı ve ek gerecidir. Plastik, porselen ve metalden yapılan çeşitleri vardır. Çeşitli boyutlarda yapılmaktadır, iletkenlerin kalınlığına Gore büyüklüğü seçilmelidir. İnce kesitli iletkenler daha iyi elektriki temas sağlanması için, kalın kesitli iletkenler sarılarak eklenmesi zor olduğundan klemenslerle eklenir. Aynı kesitte olmayan iletkenlerin eklenmesi uyumsuzluğa neden olur. Aynı veya farklı kesitteki iletkenler klemens kullanılarak eklendiğinde iletkenler arasında daha sıkı bir irtibat sağlanır. Klemensle ekleme yapılırken iletkenlerin klemens boyuna göre yeterli miktarda açılmasına ve uygun büyüklükte klemens kullanılmasına dikkat edilmelidir. Ayrıca ince iletkenlerin dayanımını artırmak için birkaç kez katlanmalı ve klemens vidasının tam altına gelmesi sağlanmalıdır. Klemensin sıkıştırma vidaları yeterince sıkıştırıldıktan sonra, klemens dışına taşan açık uçlar varsa kesilerek kaldırılmalıdır. İletkenlerin Terminallere Bağlanması Yalıtkanı soyulmuş olan iletken uçları, bağlantı yerinin(terminalin) özelliğine göre şekillendirilir. Vidalara bağlanacak tek telli ve çok telli iletkenler, vida çapına göre Kargaburun ile bükülür. İletken ucu vida çapına uygun olarak kıvrıldıktan sonra meydana gelen halka ucu kapatılır ve iletkene dokundurulur. Daha sonra içerisine, alt ve üst kısımlarına pul veya rondela konularak vida geçirilir. Bu sırada iletkenin vidaya saat ibresi yönünde sarılmasına dikkat edilmelidir. Çok telli iletkenler vida içerisine geçirildikten sonra uç kısımları lehimlenmeli veya tel ile sarılmalıdır.
Kablo Pabucu Takılması Kalın kesitli ve çok telli iletkenlerin cihazlara bağlantısı, çoğu kez mümkün olmaz. Kablo pabuçları değişik tipte ve değişik boyda yapılmaktadır. Çok telli ve kalın kesitli iletkenlerin uçlarına, bağlamadan önce kablo pabucu takılır. Kablo pabucu, mekaniki ve elektriki bakımdan iyi bir bağlantı sağlar. Bağlantı sırasında iletkenlerin çıplak kısımlarının pabuç dışında kalmamasına dikkat edilmelidir. Gerekirse üzerine takılan iletkenle birlikte lehimlenerek bağlantı mukavemeti arttırılabilir. +İletkenlerin Yalıtılması İletkenler eklendikten sonra çıplak olan ek yerlerinin birbirine dokunarak kısa devre olmaması için ve herhangi bir harici dokunmaya karşı mutlaka yalıtılması gerekir. İç tesisatta ek yerlerinin yalıtılmasında İzolebant, sargıların ek yerlerinin yalıtılmasında ise makaron kullanılır. İzolebant ile yapılan yalıtma işleminde sarma işine, yalıtkan kısmın üzerinden başlanır ve izolebantın üst üste gelmesi sağlanarak ek yerinin üzeri tamamen sarılır. Ek üzerindeki izolebant kalınlığı, kullanılan gerilime göre değişir.