HAVAİ İLETİM HATLARI
Elektrik tesislerinden üretilen enerjiyi tüketiciye farklı yollardan ulaştırabiliriz. Havai iletim hatlarının en ekonomik ve güvenli yol olduğunu söyleyebiliriz. Havai iletim hatları, mesnet noktaları, direkler, iletkenler, izolatörler ve topraklama elemanlarını kapsayan tesisin tamamıdır. Çok yüksek voltajlı uzun mesafeli iletim sağlarlar. Genellikle iletim bakır ve alüminyum iletken kablolar ile yapılır. Alüminyum kablolar mukavemet ve esneklik bakımından daha iyi olduğundan günümüzde daha çok tercih edilir. Bu iletim hatları rüzgar, yağmur, şimşek ve yıldırım gibi doğa olaylarında olumsuz etkilenir.

Şekil 1: Havai iletim hattı
AVANTAJLARI
    Maliyeti diğer iletim hatlarına göre daha ekonomiktir.
    Herhangi bir arıza tespiti, bakım ve onarımı daha kolaydır.
    Akarsu, dağ, köprü gibi engebeli arazilerde enerji iletimi daha kolaydır.
DEZAVANTAJLARI
    Çevre şartları ve doğa olaylarından etkilenir.
    Havai iletim hatlarının ömrü kısadır.
    Görsel kirlilik oluştururlar.
    Orman gibi yerlerden geçtiğinde yangın riski oluşturabilir.

HAVAİ HAT DONANIMLARI VE ÖZELLİKLERİ
    Direkler
Enerji iletim ve dağıtımında kullanılan ve iletkenleri birbirinden belirli uzaklıkta havada sabit tutan şebeke donanımına direk denir.
Demir direkler; bütün gerilim kademelerinde çalışabilen boyalı, kaynaklı ve galvanizli çeşitleri olan direk çeşididir. Tepe kuvvetleri büyüktür. Taşınmaları ve montajları kolaydır. Demir direklerin maliyetleri yüksek, bakımları masraflı ve kaçak akıma karşı güvenli değillerdir.
Beton direkler; çimento, su ve katkı malzemelerinin karıştırılarak imal edilen beton ile yüksek dayanımlı çelik tel veya çelik çubukların kullanılmasıyla elde edilir. Beton ve çelik malzemenin gözeneksiz olması için titreşim veya savurma işlemleri yapılır. Betonarme direkler elde edilir. Demir direğe göre daha ucuz ve uzun ömürlüdür. Tepe kuvvet büyük ve kaçak akımlara karşı güvenlidir. Ağır olduğundan taşınması ve montajı zordur.
Ağaç direkler; köknar, karaçam, ladin gibi ağaçlara özel işlemler yapılarak kullanılır. maliyeti ucuz, hafif ve montajı kolaydır. Ayrıca kaçak akıma karşı güvenlidir. Ağaç direkler, yüksek gerilimde kullanılamaz. Ömürleri kısa ve tepe kuvvetleri azdır.
    İzolatörler
İzolatörler; elektrik hatlarında iletkenle direk arasında yalıtım sağlayan, aynı zamanda iletkeni taşıyan yapılardır. İletkenin hem toprakla hem de diğer iletkenlere karşı izole olmasını sağlar.
 

Şekil 2: İzolatör
HAT TESİSİ
    Havai iletim hattı kurulacak noktalar arasını kapsayacak 1/2500 ölçekli haritalar elde edilir.
    Hat güzergahı tespit edilir.
    Harita üzerinde some noktaları belirlenir. Some noktalarının arazi üzerinde yer uygunluğu tespit edilir.
    Arazi profili çıkarılır ve direk dikilecek noktalar işaretlenir.
    Arazi eğimine göre direk ayak durumu tespit edilir. Proje çalışması bitirilir.
    Belirlenen direkler alınır ve montaj çalışması yapılır.
    İletken tel çekme işlemi yapılır.
Havai hat çekilirken hattın toprağa en yakın noktasının en az 6m, işlek , yerlerde, yol ve kavşaklarda 7m alınmalıdır. Ayrıca iki hat arası mesafenin en az 35cm olmalıdır.

HAVAİ HAT İLETKENLERİ
İletkenlerin standartları
İletken kesitleri tanımlanırken genelde şu standartlar kullanılır;
    Metrik birim (mm2)
    Amerikan standartı (CM)
Amerikan standartında 1CM = 5067x10-7 olarak tanımlanır. Uygulamalarda bu değerinin bin katı olan MCM kullanılır.
    Kanada standartı
Kanada standartına göre, örgülü alüminyum iletkenler çiçek isimleriyle adlandırılırken, çelik özlü alüminyum iletkenler kuş isimleriyle adlandırılır. (ROSE, HAWK…)
    AWG standartı 
AWG standartı daha küçük iletken kesitleri için kullanılır. 0000’dan başlayarak 40’ a kadar kodlanır.
0000 = 4/0   000 = 3/0   00 = 2/0   0 = 1/0 gibi
İletkenlerin seçimini etkileyen faktörler:
    İletkenlik: İletim hatlarındaki aktif güç kaybını en alt seviyede tutmak için iletken olarak iletkenliği iyi olan malzemeler seçilmelidir.
    Koronaya Karşı Dayanıklılık: Hava hatlarında uygulanan gerilime bağlı olarak özellikle nemli ve sisli havalarda iletkenin etrafında mor renkli ışık halkaları görülür. Buna korona olayı denir. Eğer iletkenin etrafında bir zedelenme varsa ve iletkenin etrafındaki bu ışıklı silindirler birbirine temas edecek olursa iletkenin yüzeyinde delinmeler olur. Dolayısıyla bu durum iletken yüzeyinin iyonize olarak aşınmasına sebep olur. Hava hatlarında kullanılan iletkenlerin korona olayının bu olumsuz etkisine karşı dayanıklı ve yüzeyinin düzgün olmasına dikkat edilmelidir.
    Çap: Alüminyum iletkenler bakır iletkenlere göre daha az iletkenlik gösterdiğinden çapları daha büyük olur. İletken çapı büyüdüğünde, üzerindeki buz ve rüzgâr yükü artarak iletkenin mekanik dayanımının azalmasına neden olur.
    Özgül Ağırlık: İletken seçiminde, iletkenin özgül ağırlığının az olması istenir. İletkenin özgül ağırlığının küçük olmasıyla, direk ve havai hat donanım malzemelerinde ekonomi sağlanır
    Sehim (Salgı): Yüksek gerilim enerji nakil hatlarında, iki direk arasında gerili bulunan iletkenin, kendi ağırlığı, üzerinde biriken kar veya buz yükleri sebebiyle sarkmasına sehim denir.
    Mekanik Dayanıklılık: Havai hatlarda kullanılan iletkenler, rüzgâr, buz, kar, sıcak ve soğuk hava şartları gibi dış tesirlerin etkisinde kalır. Bu dış tesirler, iletkenlerin ve direklerin kendi ağırlıklarına ilave olarak ekstra bir kuvvete maruz kalmasına neden olmaktadır. Bu ilave kuvvetler, iletkenin kopmasına yol açabilir. Kopan iletken başka bir hat üzerine düşebilir. Bütün bu durumların önlenmesi için iletkenlerin mekanik kopma dayanıklılığının yüksek olması gereklidir. Bakır iletkenlerin mekanik dayanımı alüminyum iletkenlerden daha yüksektir.
    Isıya Karşı Dayanıklılık: Enerji iletiminde kullanılan iletkenlerin ısı dayanımı iyi olmalıdır. İletkenlerin ısısı, gerek iletkenin içinden geçen akımdan dolayı, gerekse dış faktörlerden dolayı artar. Özellikle, iletkenler yaz aylarında hava sıcaklığının artması dolayısıyla daha da ısınır. İletkenin ısı artışı, iletkenin boyunun uzamasına ve dolayısı ile sarkmasına neden olur. İletkendeki sehim hesaplarında, havanın sıcaklığından dolayı ısı artışı dikkate alınması gereken bir durumdur. Alüminyum iletkenler havadaki hafif bir rüzgârla bile soğuyabilir. Ancak rüzgâr olmadığı ve hava sıcaklığı fazla olduğu zaman iletkendeki uzama çok fazla olur.
Bakır iletkenler
Bakır iletken mukavemeti ve elektriksel geçirgenliği yüksek olan malzemelerdir. Ama pahalı olması ve özgül ağırlığının yüksek olmasından dolayı günümüzde pek tercih edilmez.
Tam alüminyum iletkenler (AAC)
Tam alüminyum iletkenler %99.7 elektrolitik olarak arıtılmış alüminyum külçelerden üretilir. Genel olarak yerleşim alanlarında ve kısa direk aralıklı enerji iletim hatlarında kullanılır.
 

Şekil 3: AG'de kullanılan Al iletkenler
Çelik özlü alüminyum iletkenler (ACSR)
Çelik özlü alüminyum iletkenler %6- %40 civarında değişen çelik özler üzerine sarılmış yüksek çekme ve gerilme özelliklerine sahiptir. Nehir geçişlerinde ve direk aralığı uzun hatlarda kullanılır. Yüksek gerilim mukavemeti, dayanıklılık ve düşük ağırlık gibi özelliklerinden dolayı orta ve yüksek gerilim hatlarında tercih edilir.
 

Şekil 4: Çelik özlü Al iletkenler

Tam alüminyum alaşımlı iletkenler (AAAC)
Tam alüminyum alaşımlı iletkenler, yüksek mekanik dirence ve AAC, ACSR iletkenlerine göre daha yüksek korozyon direncine sahip olduğundan enerji nakil ve dağıtım hatlarında tercih edilir. Ayrıca ağırlık ve gergi oranları yüksektir.
 

Şekil 5: Alüminyum iletkenler
Havai iletim hatlarda iletken seçiminde dikkat edilmesi pek çok unsur vardır. Hattın kurulacağı bölgenin coğrafi şartlar göz önünde bulundurulmalıdır. Bunlar bölgenin aktif rüzgar gücü, kar ve buz seviyesi, çevreden gelen volkanik ve endüstriyel gaz etkileri, korozyon oluşturan gaz etkileri, bölge sıcaklığı ve denize olan uzaklık gibi değişkenlerdir. Malzemenin tedariği ve fiyatlandırması da bütçeleme açısından önemlidir. Malzeme kalitesi arttıkça iletken birim maliyetlerinin artacağı da unutulmamalıdır. Genellikle ülkeler kendi iç pazarında üretimi olan iletkenleri kullanmak ister. Bunun sebebi malzeme teminin kolay olması ve istediği zaman gerekli değişikliği yapabilir olmasından kaynaklıdır. Seçilen iletkenler TSE standartlarına ve TEİAŞ şartnamelerine uygun olmalıdır. Türkiye’ de çelik özlü alüminyum iletken kullanımı daha yaygındır. Bunun sebebinin çekme germe dayanımlarının yüksek olması, alüminyum iletkenlik değerlerinin yeterli olması ve ülkemizde üretiliyor olmasına bağlı olduğu söylenebilir.
 

Şekil 6:Çelik- Alüminyum iletken akım taşıma kapasitesi

HAVAİ İLETİM HATLARINDA KULLANILAN İLETKENLERİN GERİLİM DEĞERLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI
    Alçak gerilim iletkenleri (1 – 1000V)
Alçak gerilim iletkenleri elektrik enerjisinin şehir, köy gibi yerleşim yerlerinde aboneye dağıtılası ve sokak aydınlatmaları için kullanılır. Ekonomik ve hafif olmaları nedeniyle alçak gerilimde ALPEK kabloları olarak bilinen askı telli, demet biçimli alüminyum iletkenler ve alüminyum örgülü iletkenler kullanılır.
    Orta gerilim iletkenleri (1 – 35kV)
Orta gerilim iletkenleri köy, şehir içi gibi yerleşim yerlerinde çelik özlü alüminyum iletken kullanılır. Ülkemizde 34.5kV iletim ve dağıtım hatlarında 3AWG, 1/0 AWG, 266 MCM ve 477 MCM iletkenleri kullanılır.
    Yüksek gerilim iletkenleri (36 – 154kV)
Yüksek gerilimlerde 477 MCM,795MCM, 954MCM ve 1272MCM çelik özlü iletkenler kullanılır. Tek veya çift devre direklerle tesis edilir.
    Çok yüksek gerilim iletkenleri (154kV üstü)
954MCM ve 1272MCM iletkenleri kullanılır. Her bir fazda iki ve üçlü demet halinde çelik özlü alüminyum iletkenler kullanılarak tesis edilir.
 

Şekil 7:İletkenlerin gerilim düşümü

HAT SABİTLERİ
    Direnç
Elektrik enerjisi, iletim ve dağıtım hatlarında gerilim düşümü ve güç kaybı meydana gelir. Bu nedenle direnç hesabının iyi yapılması gerekir. Direnç hesabı yapılırken sadece alüminyum kesitler dikkate alınır. İletken direnci, iletkenler spiral şekilde sarılı olduğundan %2 artar.
    Endüktans
Bir iletken üzerinden akım geçirilirse manyetik alan oluşur. Endüktans, manyetik alan ve iletkenden geçen akım zamana göre değiştiğinde oluşur.
L=[ 4.6log GMD/GMR] 〖10〗^(-4)  H/km
GMD: geometrik olarak iletkenler arası uzaklık                                                                        GMR: iletkenlerin geometrik ortalama yarıçapları
    Kapasitans
Kapasitans, iletken yükünün potansiyele oranıdır. Hava hatlarındaki iletkenler kendi aralarında kondansatör özelliği gösterir. Hava hattı iletkenleri kendi aralarında olduğu gibi toprak zeminle de kondansatör özelliği gösterir. 66kV’dan düşük gerilimlerde dikkate alınmaz.

MEKANİK HESAPLAR
Gerek iletkenlerin gerekse direklerin mekanik hesabında iki çeşit kuvvet dikkate alınmaktadır.
    Düşey yükler
    Buz yükü
    İletkenleri kendi ağırlığı
    Yatay yükler
    Rüzgar yükü
    İletken gerilme ağırlığı

    Buz yükü
Hava hatlarında buz yükü önemli bir faktördür. Buz yükü etkisi çok alınırsa direk boyutları artar bu da maliyetin artmasına sebep olur. Etkisi az alınırsa iletken kopmaları, direk devrilmeleri gibi kazalar meydana gelebilir. Ülkemiz buzlanma bakımından beş bölgeye ayrılır. Hesaplamalar aşağıdaki değerlere göre yapılır.
P_b=k√(d )                                         
Pb= buz ağırlığı                                                                                                                                       k= buz yükü katsayısı                                                                                                                         d= iletken çapı
BÖLGE    k    Minimum sıcaklık̊    Maksimum sıcaklık
1    0    -10    50
2    0,2    -15    45
3    0,3    -25    40
4    0,5    -30    40
5    1,2    -30    40
                                                                                          
    Rüzgar yükü
Rüzgar yükü hesaplanırken, ortam sıcaklığı sabit ve +5℃ ve rüzgarın dik estiği kabul edilir.
 

    Eş zamanlı yük
Buz ve rüzgar yükünün birlikte hesaplandığı uygulamalardır. Genellikle 380kV’ luk hatlarda veya gerekçesi belirtilen özel durumlarda eş zamanlı yük hesabı yapılır.
 

HAVAİ HAT İLETKEN EK MALZEMELERİ
Genellikle alüminyum iletkenlerin yüzeyleri gri ve elektrik geçirgenliği az olan bir oksit tabakası ile kaplıdır. İki iletken arasında bağlantı yapılırken bu tabaka tamamen kaldırılmalıdır. Ek malzemeler bu özelliğe göre üretilir.
Alüminyum iletken ek malzemeleri:
    Cıvatalı klemensler:
Alüminyum alaşımdan üretilen, yeterli mekanik dayanıklılığı sağlayan yapılardır. Eğer ekleme yapılacak malzeme alüminyum ve bakır iletkenlerinden oluşuyorsa elektro korozyon oluşmaması için özel bimetalik klemensler kullanılır.
    Bükme boru ekler:
Alçak ve orta gerilim elektrik şebekleri tesis edilirken alüminyum iletkenlerin gerekli olduğu yerlerde bükme boru eklerine ihtiyaç vardır. Bükme boru ekler elektriksel iletkenliği yüksek alüminyum malzemeden olmalıdır.
    Sıkma tipi klemensler:
Genellikle çok büyük direkler arası açıklıklarda ve büyük enerji nakillerinde kullanılır. Yüksek mekanik dayanım için eklenecek iletkenlerin çelik özleri çelik iletkenlerle eklenir.
    Zırh çubukları:
Yüksek gerilim hava hatlarında ki taşıyıcı direklerde iletkenleri askı tipi izolatörlere bağlamayı sağlayan alüminyum tellerdir.
    Spacer:
Çok yüksek gerilimli hatlarında iletkenler 2-3 veya 4’lü demet şeklinde çekilir. Böyle durumlarda alüminyum iletkenler üzerinde zedelenmeler meydana gelebilir. Bunu önlemek için iletkenleri 60-70m aralıklarla birbirine spacer ile tutturulur.
 

Şekil 8: Spacer yapısı

HAVAİ HATLARDA İLETKEN ÇEKİLMESİ
Havai hatlarda iletken çekilirken, iletkenlerin zarar görmemesi için tel çekme makaralarının üzerine kaldırılır. Daha sonra iletkenler, germe kuvvetiyle gerilir. İletkenler, makaralar yardımıyla izolatöre bağlanır ve atlama bağlantıları yapılır. Alçak gerilim ve orta gerilim hatlarında, tel çekme makinelerine gerek duyulmadan iletkenler el gereçleri ile çekilir.
DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER
    Havai hatlarda iletken seçimi, hattın güvenliği, enerji kesintisinin yaşanmaması ve herhangi bir kazaya sebebiyet vermemesi için oldukça önemlidir.
    Kurulan tesisin verimliliği ve güvenliği için ek malzemeler iyi yerleştirilmelidir.
    Hattın geçeceği güzergah, maliyet ve ulaşım göz önünde bulundurularak seçilmelidir.
    İş sağlığı ve güvenliği kurallarına dikkat edilmelidir.

KUVVETLİ AKIM TESİSLERİ YÖNETMELİĞİ 
Hava Hatları Madde 4-c) 
    Hava hattı: Kuvvetli akım iletimini sağlayan mesnet noktaları, direkler ve bunların temelleri, yer üstünde çekilmiş iletkenler, iletken donanımları, izolatörler, izolatör bağlantı elemanları ve topraklamalardan oluşan tesisin tümüdür.

Çıplak İletkenler 
Madde 43-a) 

Çıplak iletkenler:

    İletkenlerin özellikleri ve kullanılması:

    İletkenler bakır, tam alüminyum, çelik özlü alüminyum ya da sağlamlık ve kimyasal dayanıklılık bakımından bunlara eş değer olan alaşımlardan yapılmalıdır. İletkenler ilgili standartlara uygun olacaktır.
     Bir telli (som) ya da örgülü çelik iletkenler ancak kullanıldıkları yerde oluşabilecek korozyon etkilerine karşı sürekli olarak dayanabilecek şekilde metal örtü ile kaplandıkları takdirde kullanılabilir.
    Kesitleri ve cinsleri ne olursa olsun hava hatlarında kullanılan alüminyum iletkenler ile kesitleri 16 mm2 den (16 mm2 dâhil) büyük bakır iletkenler örgülü olmalıdır. 
    Bir merkezin çıkışı ile ilk mesnet noktası olan direk arasında ve direk üstündeki köprüleme ve atlamalarda bir telli iletken de kullanılabilir.
    Yüksek gerilimli hava hatlarında yalnız örgülü iletkenler kullanılır.
     İletkenlerin kopma kuvveti, alçak gerilimli hatlarda en az 350 kg, yüksek gerilimli hatlarda ise en az 550 kg olmalıdır.

HAVAİ HAT ÇEKİLMESİNDE GEREKLİ EMNİYET VE GÜVENLİK TEDBİRLER
Havai hat çekilirken İş Güvenliği Yönetmeliği’ne göre uygun hareket edilmelidir. 

TEİAŞ İş Güvenliği Yönetmeliği 
Madde 76 -Enerji iletim hatları üzerinde yapılacak tamirat ve izolatör değiştirilmesi gibi ekip çalışmalarında kazaya uğrayan kimsenin kurtarılması için gerekli indirme malzemesi ile ilk yardım malzemesi ekibin yanında bulunacaktır. 
Madde 77 -Tel çekiminde kullanılan çekme ve fren makineleri ile hareketli iletken topraklanacaktır. 
Madde 78 -Gergi altına alınmış iletkenlerin gergi yükü uygun şekilde kaldırılmadan kesme işlemi yapılmayacaktır. 
Madde 79 -Koruma teli çekimi sırasında hareket hâlindeki koruma teli tamburlarının en az 5 m’lik emniyet mesafesinde eleman bulunmayacaktır. 
Madde 80- Direk üzerine çıkmadan önce direğin her türlü gerilimden arındırıldığından emin olunacaktır. Direğe çıkan bir kimsede; emniyet kemeri, güvenlik ayakkabısı, baret vb. kişisel koruyucular ile takım torbası bulundurulacaktır. Direğin cinsine göre hazırlanmış tırmanma cıvataları, özel kanca ve merdiven gibi tırmanıcılarla direk donatılacaktır. Emniyet kemeri çalışma süresince düşmeyi önleyecek sağlam noktalara bağlanacaktır. 65 
Madde 81-Malzeme ve aletler kesinlikle fırlatılmayacak tek dilli makaralı halat sistemi ile çıkarılıp indirilecektir. Küçük el aletleri (pense, tornavida, anahtarlar vb.) çalışanın kemerine takılmış takım torbasında taşınacaktır. 
Madde 82 - Bir direğe birden fazla kişinin çıkması çalışma için gerekli ise aynı çıkış aksında birinci şahıs çıkmadan ikinci şahıs çıkmayacaktır. 
Madde 83 - Kaldırma ve taşıma araçlarının gerilim altında bulunan veya bulunmayan iletkenlerinin yakınında kullanılması ve hareket ettirilmesi esnasında bu araçların iletkenlere olan güvenlik mesafelerini ihlal veya temas etmemeleri için özel önlemler alınacaktır. 
Madde 84 -Çalışma sahasının sınırlandırılmasında cihazların boyutları, iş makine ve araçlarının manevra edebilme imkânları ve hatların kopma ihtimali göz önünde bulundurulacaktır. 
Madde 85 -Müşterek hatlar ve çok devreli hatlar üzerinde çalışırken hatlardan herhangi birinde enerji var ise gerilim altında çalışma hükümlerine uyulacaktır. 
Madde 86 - Tesisatın çok yakınındaki çalışma, elektrikle ilgili olmasa da önce çalışma müsaadesi alınacak ve tesisatın enerjisi kesilecektir. Enerjinin kesilmesi mümkün olmazsa AG tesisleri için madde 51’deki OG ve YG tesisleri için madde 62’deki önlemler alındıktan sonra çalışmaya başlanacaktır. 
Madde 87-Gerilim altındaki tesislerin yakınında elektrikle ilgili olmayan çalışmalarda alınacak önlemlerde güvenlik mesafesine ve tesisatın karakteristiklerine uygun alet kullanılacaktır.