Gerilim ya da voltaj olarak bilinen kavram, elektrik potansiyel farkı anlamına gelir. Elektrik akımındaki elektronların hareketini sağlayan kuvvet olarak, bazen alçak gerilim ve bazen yüksek gerilim gibi kavramlar ile elektrik dünyasında kullanılır. Yüksek voltaj çoğu zaman daha önemli bir yere sahip olmak ile birlikte insan ve canlı hayatına zarar verebilecek düzeyde riskler taşıyan voltaj değeri anlamına da gelir.
Yüksek Gerilim Nedir?
Elektrik mühendisliği alanında yüksek gerilim kavramı; alternatif akımın (AC) 1000 V yani 1 kV üzerinde olabilmesidir. Öte yandan doğru akım (DC) için ise 1500 V üzerinde gerilim göstermesi anlamına gelir. Özellikle de herhangi bir santral veya noktada üretilen elektrik enerjisi çok uzak bir mesafeye taşınacak ise bu gerilim değerlerinden yararlanılabilir. Çünkü örnek olarak fabrikalar veya özel elektrikli sistemlerde bu gerilim değerlerine ihtiyaç yer alır.
Elektrik örnek olarak bir santralde üretildiğinde uzak bir noktaya iletimi gerçekleştirilirken, düşük akım değerleri ile geçiş gerçekleştirirse, ulaşım süresince elektrik enerjisi yüksek bir kayıp gösterebilir. Bu durum maliyet artışına neden olurken, yüksek gerilim kullanıldığında ise çok düşük bir kayıp ve tasarruf elde edilir. Özellikle şehir şebekelerinden organize sanayi bölgelerine veya büyük tesislere elektrik enerjisi iletiminde bu özelliklerinden yararlanılır.
Yüksek Gerilim Kullanım Alanları
Elektrik akım değerlerinin yani gerilimin ya da bir diğer ismi ile voltajın bazı noktalara yüksek düzeyde ulaşması bahsedilen avantajları sağlar. Elbette kentsel alandaki ev ve ticarethanelerin bu tarz bir akım değerine ihtiyacı olmamak ile birlikte daha büyük boyutlu yapılar yüksek gerilim sayesinde enerji kaybı ile karşılaşmadan tasarruflu bir elektrik enerjisine ulaşabilir. Kullanım alanları arasında ise aşağıdaki noktalar sayılabilir:
- Sağlık kuruluşlarında Manyetik Rezonans(MR) cihazlarının kullanılması veya farklı teknolojik sistemlerde bu akım türü bir ihtiyaç oluşturabilir.
- Enstitüler ve araştırma kurumlarında bilimsel çalışmalar için kullanılan birçok ekipman ve cihaz yüksek voltaj ihtiyacı gösterir.
- Şehir dışından şehir içine veya şehirlerarasında kullanılan elektrik dağıtım hatlarında da yüksek voltaj yer alır.
- Fabrikalar ve üretimhaneler gibi endüstri çalışmaları gerçekleştirilen kurumlarda bazen kaynak veya bazen kimyasal çalışmalar için gerçekleştirilen süreçlerde yüksek voltaj ile işlem yapılır.
- Enerji üretiminde ise güneş enerji santralleri ve hidroelektrik santraller gibi yenilenebilir kaynaklarda elektrik enerjisinin şebekeye ulaştırılmasında yüksek voltaj ihtiyacı bulunmaktadır.
Genel çerçevede yüksek gerilim ihtiyacı bulunan noktalar ise bir formül yöntemi ile de ortaya çıkarılabilir. İhtiyaç duyulan gücün hesabının yapılabilmesi açısından gerilim değeri ile akım değerlerinin çarpımı yapılır. Ardından elde edilen güç değerinin zaman birimi ile çarpılması sayesinde de gereken enerji ortaya koyulur.
Yüksek Gerilim Neden Gerekli?
Enerjinin herhangi iki nokta arasında aktarılmasında bazen yüksek voltaj ilk noktada ifade edildiği şekilde enerji kaybının düşük olmasını ve tasarruf elde edilmesini sağlar. Ancak kullanım alanlarında bahsedilen noktalar gibi benzer konumlar açısından yüksek gerilim uygulamasının neden bir gereklilik oluşturduğu ve neler sağladığı ayrı olarak incelenebilir.
Özellikle gündelik bir şekilde kullanılan elektrikli eşyalarda kullanılandan çok daha yüksek bir voltaj için bu gerilim türü tercih edilir. Çünkü yüksek voltaj ile birlikte enerji kaybı düşerken, iletim sağlayan kaynaklarda daha düşük bir kesit elde edilir ve kullanılan elektrik direkleri de daha tasarruflu bir hale gelir. Eğer elektrik üretilen tesis, kullanım noktasına bir hayli uzak ise elektriğin ulaşımında yüksek voltaj bir çeşit zorunluluk oluşturur. Çünkü elektrik ulaşırken ısı kaybı yaşayabilir ve bu durum güç kaybetmesine de neden olur. Bu açıdan elektriğin dünyada daha yeterli ve ekonomik şekilde kullanılması için yüksek voltaj neredeyse bir zorunluluktur.
Sağladığı faydalar açısından bakıldığında ise yüksek voltaj kayıpları minimize ettiği kadar bazı noktalarda temel bir ihtiyaç olarak da kullanılır. Örneğin; kimyasal bir tesis veya bir demir çelik fabrikası mutlak olarak yüksek voltaja ihtiyaç duyar. Hatta benzer şekilde bugün kentlerdeki metro veya tramvay gibi hatlarda hatta ulusal elektrikli hızlı tren hatlarında ulaşım yine yüksek gerilim sayesinde sağlanabilir. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasında da uzun süre depolama yapılabilmesi ve düzenli dağıtım için yüksek voltaj kullanılır.
Yüksek Gerilim Hattı Nedir?
Kent dışı alanlardan kent içi alanlara veya kentler arasındaki mesafelere varana kadar birçok noktada elektrik iletim hatları ile enerji taşınır. Taşıma yöntemlerinde kullanılan önemli çeşitlerden birisi de yüksek gerilim hattı olarak bilinir. Elektrik ulaşım hatları kendi içlerinde de ikiye ayrılırken, bunlardan birisi olan yüksek voltaj hattı yönetmelikler sayesinde de belirlenmiş bir düzeye sahiptir. Yönetmelik kapsamında bu hatlar ilk grupta 1000-245.000 Volt arası enerji değeri ve diğer grupta ise 245.000-300.000 Volt arası enerji değeri bulundurabilir.
Yüksek voltaj hattı kadar önemli bir diğer hat ise çok yüksek bir voltaj içeren 300.000 Volt üzeri hatlardır. Bu hatlar özellikle elektrik enerjisi üretiminde ihtiyaç oluştururken santrallerden kullanım alanlarına elektriğin iletimini gerçekleştirmek ve abone dağıtımı sağlamak için kullanılır. Belirli noktalarda bu hatlar emniyet mesafelerine dikkat edilerek oluşturulmadığında ise can ve mal kaybı oluşturabilir. İnsan sağlığına zarar vermemesi için yaşam alanlarından olabildiğince uzak bir noktada kullanılması gereklidir.
Yüksek Gerilim Trafosu Ne İşe Yarar?
Trafo veya açık ismi ile transformatör elektriğin geliş noktasından çıkış noktasına voltaj değerinin dönüştürülmesini sağlar. Yüksek voltaj hatlarında kullanılan yüksek gerilim trafosu ise yine aynı görevi üstlenerek çalışır. Ancak elbette ki bu hatlardaki temel görevi, gelen yüksek voltajı kullanıcı için düşük voltaj haline getirmektir. Çünkü bu sayede elektrik enerjisi, üretim ve tüketim noktalarında istenilen voltaj ile birlikte kullanılabilir.
Yüksek voltaj uygulaması birçok noktada gereklilik oluşturduğu için neredeyse bir mecburiyet olarak kullanılır. Ancak mutlak şekilde de kullanım alanlarının tümünde riskler göz önünde tutularak profesyonel ekipler tarafından güvenlik alanları içerisinde tüm planlamalar ile uygulamalar yapılması gerekir. Bu çerçevede yüksek gerilim ile ilgili çalışmalarda AR Elektrik güvencesi ile daha sorunsuz adımlar atılabilir.
