Elektrik Ark Ocakları İçin Su Dolaşım Enerji Kabloları
Elektrik ark ocaklarında güç kaynağından ocak elektrotlarına elektrik iletimi için su dolaşım enerji kablolar1 kullanılır. Bu güç, kabloların içindeki teller2 aracılığıyla akar ve yüksek elektrik akımı geçişi sonucunda oluşan ısı, kablo kanalından geçen su akımıyla uzaklaştırılır. Dünya çapında birçok endüstriyel ark ocakları üreticisinin aksine, su dolaşım enerji kabloların tasarımı ve üretimi sınırlı olduğundan, kullanılan kablolar geniş bir tasarım yelpazesine sahip değildir. Aşağıdaki görüntü, bir elektrik ark ocaklarında kullanılan su dolaşım enerji kabloların farklı bölümlerini göstermektedir:
Kablo Ucu3
Kablo Ucu Elektrik ark ocaklarında kullanılan su dolaşım enerji kabloların kablo uçları iki şekilde hazırlanır:
- Ya, endüstriyel ark ocakları için kullanılan kablolar gibi yuvarlak kesitli bakır kablolar işlenerek tek parça halinde dallandırılır. Genellikle daha küçük su dolaşım kablolar (çapı 4 inçe kadar) için bu yöntem kullanılır.
- Veya genellikle eritilmiş bakırın uygun kalıplarda dökülmesi ve ardından dövme işlemleri ve nihayetinde işlenmiş parçanın kullanılması yöntemiyle hazırlanır. Elektrik ark ocaklarında kablo uçlarının yapımında kaynak ve benzeri yöntemler kesinlikle önerilmez. Kablo uçlarının yapımında kullanılan bakır sınıfının ASTM-C11000 standardına göre ETP türü olduğu belirtilmelidir. Elektrik ark ocaklarında kullanılan su dolaşım kabloların kablo uçları tasarımında, kablo üzerinden geçen elektrik akımının yoğunluğuna büyük önem verilmelidir; bu değer, kablonun performansı için kablo ucu temas yüzeyinde 0.7 amper milimetre kareye eşit olarak kabul edilir.
Bu tür kablolar genellikle sabit bir uç ve hareketli bir uç şeklinde yapılmaktadır, böylece bağlantıların iki yüzeyinin hizalanmaması durumunda kabloların ucunu bağlarken omuzlara fazla baskı uygulanmaz ve ayrıca kabloların aynı hizada olmaması durumunda da fazla baskı uygulanmaz. Elektroark ocaklarında kullanılan döner kablo başlıklarının yapımı, su geçirmezlik ve hareketli bağlantıların kalitesi açısından büyük önem ve hassasiyete sahiptir.
Kablo başlıklarının bağlantı vidaları
Besleme kaynağına ve ocak elektrot bağlantılarına kablo başlıklarının bağlantı vidalarının tercihen paslanmaz çelik 304 (A2) sınıfından olması ve yağ (tercihen iletken yağ) ile kaplanması önerilir. Ayrıca dikkate değer bir nokta, bu vidaların ve ilgili bağlantıların mutlaka aynı tork anahtarı ile sıkılması gerektiğidir. Bu durumda genellikle kullanılan boyutlar 16, 20 ve 22’dir, bu üç boyut için standart tork tablosu kuru ve yağlı durumlar için aşağıda verilmiştir:
vida boyutu | Sıkma torku 6 (N.m) | |
Kuru halde | yağlanmış halde | |
M16 | 180 | 135 |
M20 | 352 | 264 |
M22 | 480 | 360 |
Kablo başlıklarının iç vidalarına bağlantı sistemi
Aras Trans, elektroark ocaklarındaki su dolaşım kabloların iç vidalarına bağlanması için ağır pres teknolojisini kullanmaktadır. Bu yöntem, kablo başlığı ile dış kablolar arasındaki tüm boşlukları doldurur ve bunu tamamen tek parça haline getirir. Kablo başlıklarının kablolarla lehimleme veya diğer kaynak türleriyle birleştirilmesi, kablodan yüksek akımların geçmesi nedeniyle kesinlikle önerilmez.
İç kablo sarımları
Kabloların yapılarında kullanılan sarımlar hakkında detaylı bilgi edinmek için, bakır tel içeren kablo sarımlarına (kaplamasız) bölümüne başvurun.
Hortum
Hidroelektrik kablolarının yapımında kullanılan hortumlar hakkında detaylı bilgi için Karbonsuz Hortum (Su ve Elektrik Hortumu) bölümüne başvurun.
Kablo koruma önlemleri
İndüksiyon ocaklarında kullanılan kabloların aksine, son çare olarak yalnızca bir dış kılıfa ihtiyaç duyan döküm ocakları için, elektrik ark ocakları için kullanılan su dolaşım kablolar, işletme güvenilirliğini artırmak için daha fazla koruma gerektirir. Bu su dolaşım kablolar için koruma önlemleri aşağıdakileri içerir:
- Kablo kılıfının ısıl hasarlardan korunması – Elektrotların ocağa giriş çıkışında erimiş parçacıkların püskürmesine karşı su dolaşım kabloların kılıflarını korumak için, basit bir dış nüveli kılıf mekanizması elektrik ark ocakları için yeterli olmayabilir. Bu nedenle, Ara Trans şirketi, kabloları bu tür olaylara karşı korumak için özel alev koruma kılıfı olan Pyroblanket kullanmaktadır. Cam elyafı ve özel silikon reçinesinin birleşiminden oluşan bu kılıf, sürekli 260 santigrat derece sıcaklığa ve geçici olarak 1700 santigrat derece sıcaklığa dayanabilir. Ayrıca, bu koruyucu kılıfın çok uygun ısı ve fiziksel özelliklerinin yanı sıra, kabloları ocaktan çıkarmadan kolayca monte edilip değiştirilebilir olması da belirgin özelliklerindendir. Bu koruyucu kılıfın açılıp kapanması yapışkan bir halka ve kanca mekanizması ile gerçekleştirilir.
- Aşınma ve birbirlerine çarpma Elektrik ark ocakları-elektrotların sürekli hareketi nedeniyle yüksek derecede harekete sahiptirler. Bunları aşınma ve birbirlerine çarpmadan kaynaklanan darbelere karşı korumak için özel darbe emiciler7 kullanılır. Genellikle kauçuk malzemeden yapılan darbe emiciler, sabit ve hareketli olmak üzere iki şekilde kullanılır. Sabit darbe emiciler, kablo kılıfının belirli bir noktasına yerleştirilen çelik kelepçelerle sabitlenir. Ancak hareketli darbe emiciler, serbest darbe emicileri olarak da adlandırılanlar, kablo kılıfının etrafında serbestçe hareket eder ve konumları manuel olarak değiştirilebilir, ancak hareketli darbe emicilerin kullanılması durumunda, kabloların üzerine gelen hareketler ve titreşimler nedeniyle darbe emicilerin otomatik olarak yer değiştirmesi olasıdır
Bükülmeye karşı kablo koruması – Elektrik ark ocaklarında su dolaşım kabloların işletilmesinde önemli bir konu, kablonun sürekli hareketlerden kaynaklanan gerilme ve bükülme miktarıdır. Özellikle bir kablo ucu sabit bir şekilde besleme yönüne bağlıyken diğer kablo ucu elektrik ark ocak elektrot bağlantılarına bağlı ve hareket ettiğinde kablo ucu da yer değiştirir, bu da kabloda özellikle kablo uçlarına yakın noktalarda gerilme ve bükülme oluşturur. Bu durum iç kabloların üzerindeki basınç ve gerilme uygulanmasına ve bazı tellerin kopmasına neden olabilir. Su soğutmalı kabloların işletilmesine ilişkin standartlara göre, kablo bükme yarıçapının genellikle kablo kafesinin çapının yaklaşık 5 katı ve sabitlenmiş kablo bölümünün kablo uçlarına yakın kısımlarında kablo kafesinin çapının yaklaşık 6 katı olduğu kabul edilir.
Elektrik Kablosunun Direnci Su geçirmez kabloların elektrik direnci
Elektrik Kablosunun Direnci Su geçirmez kabloların elektrik direnci8, kablolardaki güç kayıpları ile doğrudan ilişkilidir. Özellikle elektrik ark ocaklarında kullanılan su geçirmez kablolar, yüksek akımların geçişi nedeniyle daha fazla öneme sahiptir. Diğer yandan, su geçirmez kablonun işlevi zamanla kablo demetlerinin kimyasal aşınması ve fiziksel darbelere maruz kalması sonucu yıpranabilir ve kopabilir. Bu sürecin devam etmesi ve belirli bir noktayı aşması durumunda, kablo pratikte kullanılamaz hale gelecektir. Kablonun aşınma miktarını belirlemek için uygun bir kriter, belirli zaman aralıklarında sürekli olarak kablo elektrik direncini ölçmektir. Çünkü kablo demetlerinden bazılarının aşınması ve kopması durumunda kablo kesiti azalacak ve elektrik direnci artacaktır. Su geçirmez kablolar için kabul edilebilir direnç limiti, kullanımdan önce ölçülen direncin yaklaşık 1.5 katıdır. Bu nedenle, zaman içinde ölçülen elektrik direnci değerlerini karşılaştırmak için bir referans değeri belirlemek kesinlikle gereklidir. Su geçirmez kabloların mikro ohm ölçeğindeki elektrik direnci nedeniyle, ölçüm yapmak için mutlaka bir mikroohmmetre kullanılmalıdır. Aşağıdaki ilişkiler, kablo direncinin (ilk kullanımdan önce) nasıl hesaplandığını ve kablo kayıplarının miktarını göstermektedir:
Kabloların içine yerleştirilmiş terminal noktalarından gelen su akışı sabit uç kısımdan kabloların içine girer ve kabloların uç kısmına ulaşana kadar hareketli bölümde iki paralel yol boyunca devam eder. Bu yollardan biri kabloların merkezi bölümüdür ve kablo şilte iç yüzeyi tarafından sınırlı bir alana sahiptir. Kablo içindeki merkezi yol boyunca suyun geçişi için bir su yolu oluşturma tekniği kullanılır
Bu su yolu aslında kablo merkez ekseninde çekilmiş bir su geçiş kanalıdır ve iç pabuçların düğümlenmesini ve su akışında aksaklıklar oluşturulmasını engeller. Su yolları, endüksiyon ocaklarındaki su kablolarında kullanılan çeşitlerin aksine, basit bir yay içermemektedir. Bu kabloların su yolları iki şekilde olabilir: ya polimer malzemeden yıldız şeklinde ekstrüde edilmiş bir profil şeklindedir ve pabuçların yan yüzeylerine yerleştirilerek aralarındaki karışıklığı ve teması önler. Ya da polimer ekstrüde edilmiş bir hortum veya boru şeklinde olup bakır bir kelepçe ile kablo ucuyla bağlanır ve sabitlenir.
Merkezi kablo yolunun yanı sıra, indüksiyon ocaklarındaki su kablolarında kullanılan kablolar, dış pabuçların dış yüzeyini soğutmak için yan deliklere sahiptir.
Bağlantı Klempleri
Kabloların yapımında kullanılan bağlantı klempleri hakkında detaylı bilgi edinmek için su geçirmez kablo bağlantı kısmına ve bağlama cihazına başvurun.
1- Water Cooled Cable (W.C.C)
2- Strands
3- Terminal
4- Electric Tough Pitch Copper
5- Electric Current Density
6- Tightening Torque
7- Bumpers
8- Electric Resistance
9- Micro Ohm Meter
