Enerji iletim hatlarında IEC 60826-EN50341-1 ve EKAT Yönetmeliği'ne göre rüzgar ve buz yükü hesaplamaları ile Marmara bölgesindeki vaka analizi
Wind and ice load calculations according to IEC 60826-EN50341-1 and EKAT Regulations in energy transmission lines and case analysis in Marmara region
Yazar: MUSTAFA YUŞA SALTOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
21. yüzyılda teknolojinin hızlı bir ivme ile gelişimi insanoğlunun hayatına birçok konuda yenilik getirmekle birlikte refah düzeyinde bir yükseliş sağlamıştır. Bilimden haberleşmeye, ulaşımdan sanayi ve tarıma kadar çok geniş bir alanda ilerleme kaydetmemizi sağlayan teknolojinin hammaddesi olarak nitelendirebileceğimiz tek bir kavram vardır; elektrik enerjisi.
Elektrik, icadından bu yana giderek gündelik yaşantımıza girerek temel ihtiyaçlardan birisi haline gelmiştir. Önceleri, üretilen elektrik enerjisi taşınamaması sebebi ile kaynağında tüketilmesi durumunda kalınırken, nüfus artışı, şehirleşme, sanayileşme gibi etkenlerden dolayı kaynağında üretilen elektrik enerjisi ihtiyacı olan bölgelere kısacası şehirlere, kentlere taşınması zorunluluk haline gelmiştir. Örnek olarak, ülkemizde enerji ihtiyacının çok büyük bir bölümünü karşılamakta olan başlıca kaynaklardan olan kömüre dayalı termik santraller ile suya dayalı hidroelektrik santralleri kurulu güç bakımından önemli bir kısmı Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgesinde bulunmaktadır. Nüfus yoğunluğu, sanayileşme v.b. gibi elektrik tüketiminin fazla olduğu yerlere bakıldığında ise bu bölgelerin genellikle Marmara ve Ege bölgesinde yer aldığı görülmektedir. Bu sebeple, üretilen enerjinin yüzlerce kilometre uzaklıktaki ihtiyaç bölgelerine taşınması bir zorunluluk haline gelmiştir. 
Bu tez çalışmasındaki amaç; hayatımızda önemli bir yer eden elektrik enerjisinin bizlere yani tüketiciye ulaştırılmasında başrolü oynayan enerji iletim hatlarındaki rüzgar ve buz yüklerini incelemektir. Güvenli ve kesintisiz olarak elektrik iletimini sağlaması gereken enerji iletim hatlarının tasarımlarını yaparken bu ihtiyacı karşılamak için dikkat edilmesi gereken en önemli parametrelerden biri olan rüzgar ve buz yüklerinin hesaplarında uluslararası alanda kullanılan iki önemli standart yer almaktadır; IEC 60826 ve EN 50341-1. Bunun yanında, ülkemizde enerji iletim hatlarındaki rüzgar ve buz yükleri hesaplamalarında Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri yönetmeliğindeki hesaplama metotları kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu çalışmada 2016 yılı Aralık ayında Marmara bölgesindeki 154 kV gerilimdeki ağır tip taşıyıcı direklerde meydana gelen tahribat ve yıkımlardaki rüzgar ve buz yükü etkilerini araştırmak amacıyla bu zaman aralığındaki rüzgar yükü hesaplamaları  iki uluslararası standart ile EKAT yönetmeliğinin hesaplama yönetmelerine göre yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Sonuçlara bakıldığında, ülkemizde enerji iletim hatları tasarımında dikkate alınan EKAT yönetmeliğindeki yöntemlere göre yapılan hesap sonuçları 40m/s üzeri rüzgarlarda meydana gelen yüklere dayanıklılık gösteribilecek iletim hatlarının tasarlandığı belirleniştir. Bunun yanında, 154 kV iletim hatlarında buz yüklerinin hesaba katılmadığı belirlenmiştir. Marmara bölgesinde 2016 yılı Aralık ayında meydana gelen hasar ve yıkımların ise 40 m/s ve üzeri rüzgarlar ölçülmediğinden dolayı yıkım meydana gelmemesi gerekirken hesaplamaya katılmayan buz yüklerinden dolayı yıkımların meydana geldiği tespit edilmiştir. Bu sebeple, 154 kV iletim hatlarının tasarlanırken rüzgar yüklerinin yanında rüzgar ve buz yüklerinin kombine etkilerinin de hesaplanıp tasarımların bu yüklere göre yapılması gerektiği önerilmiştir.

Abstract:
The development of technology with a rapid acceleration in the 21st century has brought a new level of prosperity to the life of human beings. There is a single concept that we can describe as the raw material of technology that enables us to make progress in a wide range from science to communication, from transportation to industry and agriculture; electrical energy.
Electricity has become one of the basic needs by going to our daily life ever since its invention. Previously, due to the fact that it was consumed in its source due to the fact that the electricity energy produced could not be transmitted, it has become a necessity to move to villages, cities, etc. that need electricity due to the factors such as population growth, urbanization and industrialization. For example, coal-based thermal power plants and water-based hydroelectric power plants, which are among the main sources of energy demand in Turkey, are located in Eastern and Southeastern Anatolia. When look at the places where electricity consumption is high due to population density and industrialization, it is seen that these regions are generally located in Marmara and Aegean regions. For this reason, it has become a necessity to transmit the produced energy to the needy regions which are hundreds of kilometers away.
The purpose of this thesis is; to examine the wind and ice loads in the energy transmission lines that play an important role in the transmission of electricity energy to consumers. Two major standards for the calculation of wind and ice loads, which is one of the most important parameter that must be taken into consideration in order to meet this needings, used in the design of the power transmission lines that should provide safe and uninterrupted electricity transmission; IEC 60826 and EN 50341-1. Moreover, in our country, the calculation method in EKAT regulation, used in the calculation of wind loads in power transmission lines are used. 
In this study, in order to investigate the wind and ice load effects of heavy type of 154 kV loadbearing poles that are located in Marmara region in December 2016, the wind loads are calculated according to the calculation rules of two international standards and EKAT regulation, and the results were compared with each other.
When the results are examined, it is determined that the transmission lines designed to withstand the loads occurring in winds of more than 40 m/sec are calculated according to the methods in the EKAT regulation taken into consideration in the design of energy transmission lines in our country. In addition, it was determined that ice loads were not taken into account in 154 kV transmission lines. As the damage and destruction in the Marmara region in December 2016 was not measured because winds of 40 m / s and above should not occur, it was determined that the destruction occurred due to ice loads not included in the calculation. Therefore, when designing 154 kV transmission lines, it is proposed that the combined effects of wind and ice loads as well as wind loads should be calculated and designs should be made according to these loads.