Köşe kablo makara olarak da adlandırılan köşe kablo makaraları, kablo güzergâhındaki yön değişimlerinde kablonun zemine, kanal kenarına veya beton yüzeye sürtünmesini önleyen temel ekipmanlardandır. Özellikle orta ve yüksek gerilim kablolarında, yalnızca çekme kuvvetini değil kablonun minimum bükülme yarıçapını, dış kılıf bütünlüğünü ve çekim hattındaki yan basıncı da kontrol etmek gerekir. Bu nedenle köşe noktasında kullanılacak roller seçimi, kablo çekme planının ayrı bir parçası olarak değerlendirilmelidir.

Düz hatlarda kullanılan cable roller ile 90 derece veya farklı açılardaki dönüşlerde kullanılan corner cable roller aynı yükleme koşullarına maruz kalmaz. Dönüş noktasında kablo, çekme kuvvetinin etkisiyle makaraya doğru bastırılır. Çekme gerilimi yükseldikçe ve dönüş yarıçapı küçüldükçe, kablo dış yüzeyindeki yan basınç artar. Uygun olmayan makara çapı, yetersiz taşıyıcı şase veya yanlış roller yerleşimi; kılıf aşınması, ezilme, kablo geometrisinde bozulma ve kontrol dışı çekme dirençleri oluşturabilir.

Köşe kablo makarası neden kritik bir ekipmandır?

Kablo çekim operasyonunda hedef, kabloyu yalnızca güzergâh boyunca ilerletmek değildir. Kablo üreticisinin belirlediği izin verilebilir çekme kuvveti, minimum bending radius ve dış kılıf sıcaklık sınırları korunmalıdır. Köşe noktasında kablo doğrudan zemine temas ederse, özellikle ağır kablo kesitlerinde sürtünme katsayısı hızla yükselir. Bu durum kablo çekme vinci üzerindeki yükü artırır ve operatörün çekim hızını sağlıklı biçimde yönetmesini zorlaştırır.

Köşe makarası, kabloyu dönüş boyunca çoklu döner roller üzerinde taşır. Böylece kablo, tek bir sert temas noktasına yük bindirmek yerine kontrollü bir yay üzerinde yön değiştirir. Roller yüzeyinin düzgünlüğü ve serbest dönüş kabiliyeti, bu işlevin doğrudan belirleyicisidir. Sıkışan veya dönmeyen bir roller, ekipman sahada mevcut olsa dahi kabloyu sürtünmeli bir yüzeye dönüştürür.

Bu ekipmanlar; yer altı elektrik dağıtım hatları, enerji iletim altyapıları, solar santral bağlantıları, rüzgar enerji projeleri, demiryolu elektrifikasyonu, endüstriyel tesisler ve telekom kanal güzergâhlarında kullanılabilir. Her uygulamada gerekli makara boyutu ve taşıma kapasitesi farklıdır.

1. Kablo çapı ve minimum bükülme yarıçapı

İlk değerlendirme kablonun dış çapı ile başlamalıdır. Kablo üreticisi tarafından verilen minimum bending radius değeri, köşe makarasının oluşturduğu efektif dönüş yarıçapından küçük olmamalıdır. Bu değer, kablo tipine göre değişir. Tek damarlı XLPE enerji kabloları, çok damarlı güç kabloları, kontrol kabloları ve fiber optik kablolar farklı bükülme sınırlarına sahiptir.

Sadece merkezdeki ana rollerin çapına bakmak yeterli değildir. Kablonun makara üzerindeki gerçek izlediği hat, yan kılavuz rollerin konumu ve kablonun giriş-çıkış açısıyla birlikte değerlendirilmelidir. Büyük çaplı kablo için dar gövdeli bir köşe makarası kullanılması, kablonun roller flanşına temas etmesine veya dönüş hattının bozulmasına neden olabilir.

Kablo tamburu üzerinde uzun süre sarılı kalmış ürünlerde doğal kıvrım da dikkate alınmalıdır. Kablo, tamburdan çıkışında köşe ekipmanına zorla ters yönde yönlendiriliyorsa, çekim başlangıcında ilave direnç oluşabilir. Bu tür güzergâhlarda roller dizilimi ve kablo tamburunun yönü birlikte planlanmalıdır.

2. Çekme gerilimi ve yan basınç hesabı

Köşe noktalarındaki temel risklerden biri sidewall pressure, yani yan duvar basıncıdır. Pratik hesapta bu etki, dönüşteki kablo çekme geriliminin dönüş yarıçapına bölünmesiyle değerlendirilir. Çekme kuvveti arttığında veya yarıçap küçüldüğünde, kabloyu roller hattına bastıran kuvvet yükselir.

Bu nedenle uzun güzergâhlarda, ağır kesitli kablolarda ve birden fazla dönüş içeren kanal hatlarında çekme planı hazırlanmalıdır. Plan; güzergâh uzunluğunu, kanal içi sürtünmeyi, eğimleri, dönüş açılarını, kablo ağırlığını ve izin verilebilir maksimum pulling tension değerini içermelidir. Köşe makarası seçimi, yalnızca stokta bulunan modele göre yapılmamalıdır.

Yüksek çekme kuvveti beklenen projelerde geniş dönüş yarıçaplı, çoklu roller düzenine sahip ve şasesi yeterli rijitlikte olan modeller tercih edilmelidir. Tek bir küçük rollerin bütün dönüş yükünü taşıması yerine, yükü yay boyunca dağıtan tasarımlar kablo yüzeyindeki yerel basıncı azaltır.

3. Roller malzemesi, yüzey kalitesi ve rulman yapısı

Roller malzemesi kablo kılıfı ile doğrudan temas ettiği için kritik önemdedir. Galvanizli çelik rollerler, ağır hizmet ortamlarında mekanik dayanım sağlar. Ancak roller yüzeyinde çapak, kaynak sıçrantısı, keskin kenar veya deformasyon bulunmamalıdır. Kılıfı çizme riski bulunan bir roller, kısa süreli çekimde dahi kabul edilebilir değildir.

Bazı uygulamalarda polimer kaplı veya uygun mühendislik plastiğinden üretilmiş roller yüzeyleri tercih edilebilir. Burada karar, kablo kılıf malzemesi, ortam sıcaklığı, yük seviyesi ve saha koşullarına göre verilmelidir. Yumuşak yüzey her zaman daha iyi seçim değildir. Aşırı yük altında şekil değiştiren bir roller, kablo hattını bozabilir ve dönüş direncini yükseltebilir.

Rulmanlar yük altında serbest dönmelidir. Sahada toz, çamur, nem ve ince agrega gibi etkenler rulman performansını düşürür. Bu nedenle kapalı rulman yapısı, uygun mil çapı ve bakım yapılabilir tasarım uzun süreli kullanım açısından avantaj sağlar. Çekim öncesinde tüm rollerin elle döndürülerek kontrol edilmesi, basit fakat etkili bir saha prosedürüdür.

4. Şase rijitliği ve zeminle sabitlenme

Köşe kablo makarasının taşıyıcı şasesi, kablo kuvvetinin oluşturduğu yanal etki altında burulmamalı ve yer değiştirmemelidir. İnce kesitli, zayıf kaynaklı veya zemine iyi oturmayan bir şase; roller hizasının bozulmasına yol açar. Sonuçta kablo roller merkezinden kaçar, kenarlara sürter veya ekipmanı çekim yönünde sürükler.

Kurulum yüzeyi beton, stabilize zemin, kanal kenarı veya menhol ağzı olabilir. Her zeminde aynı sabitleme yöntemi kullanılmaz. Beton yüzeyde mekanik ankraj veya uygun sabitleme noktaları kullanılabilirken, gevşek zeminde şasenin altına yük dağıtıcı destek yerleştirmek gerekebilir. Ekipmanın sabitliği, kablo çekme işlemi başlamadan önce düşük kuvvetli kontrollü bir deneme ile doğrulanmalıdır.

Açık kanal kenarlarında makaranın kablo güzergâhına paralel ve dönüş merkezine doğru hizalanması gerekir. Ekipman birkaç derece hatalı yerleştirildiğinde bile kablo yan kılavuzlara sürekli baskı yapabilir. Bu hata özellikle büyük çaplı enerji kablolarında belirgin hale gelir.

5. Dönüş açısı ve roller geometrisi

Her güzergâh 90 derecelik standart bir dönüş içermez. 30, 45, 60 veya 90 derece dönüşler ile S tipi yön değişimleri farklı roller düzenleri gerektirir. Dar açılı dönüşte büyük ve ağır bir köşe makarası gereksiz olabilir. Buna karşılık 90 derece ve üzeri dönüşlerde yetersiz roller sayısı, kablonun bazı noktalarda askıda kalmasına veya zemine temas etmesine neden olabilir.

Üçlü köşe kablo makarası, daha geniş bir temas yayı oluşturarak belirli dönüş uygulamalarında kablo yönünü daha kontrollü dağıtabilir. Ancak bu ekipmanın her köşede kullanılması şart değildir. Seçim; kablo çapı, dönüş açısı, çekme kuvveti, kanal çıkış kotu ve çalışma alanının fiziksel sınırlarına bağlıdır.

Menhol girişlerinde veya kanal ağzında, köşe makarasına ek olarak bell mouth roller kullanılması gerekebilir. Bell mouth tasarımı, kablonun kanal ağzındaki sert beton veya metal kenara sürtmesini engeller. Köşe makarası ile kanal ağzı ekipmanı arasındaki geçişte kablonun boşta kalmaması sağlanmalıdır.

6. Güzergâhta roller yerleşimi

Köşe ekipmanı tek başına doğru sonuç vermez. Köşeye yaklaşan ve köşeden çıkan düz hatlarda cable feeding roller yerleşimi yapılmalıdır. Amaç, kablonun köşe makarasına düzgün bir açıyla girmesini ve çıkışta tekrar zemine temas etmeden desteklenmesini sağlamaktır.

Roller aralığı; kablo ağırlığına, kablo rijitliğine, zemin profilindeki değişimlere ve çekim hızına göre belirlenir. Çok geniş aralık bırakılması kablonun sarkmasına, zeminle temas etmesine ve ek sürtünme üretmesine yol açar. Gereğinden fazla roller kullanımı ise kurulumu uzatabilir. Sahada doğru yaklaşım, kablonun hiçbir aşamada kontrolsüz temas etmediği sürekli bir taşıma hattı oluşturmaktır.

Birden fazla köşe içeren hatlarda her dönüş için ayrı çekme gerilimi değerlendirmesi yapılmalıdır. İlk köşede kabul edilebilir olan kuvvet, sonraki köşelerde biriken sürtünme nedeniyle kritik seviyeye ulaşabilir. Bu nedenle vinç kapasitesi, dynamometer takibi ve saha haberleşmesi aynı operasyon planında ele alınmalıdır.

7. Çekim öncesi kontrol ve bakım yaklaşımı

Operasyon öncesinde şase üzerinde çatlak, eğilme, gevşek bağlantı veya deformasyon olup olmadığı incelenmelidir. Rollerlerin dönüşü, rulman boşluğu, mil sabitlemeleri ve yan kılavuzların konumu kontrol edilmelidir. Kablo ile temas edecek bütün yüzeyler temiz olmalıdır.

Çekim sırasında kablonun roller hattındaki ilerleyişi gözlemlenmelidir. Kablo herhangi bir noktada roller flanşına sürekli sürtüyor, roller dönmüyor veya şase hareket ediyorsa çekim durdurulmalı ve hizalama yeniden yapılmalıdır. Çekme hızını artırarak sorunu aşmaya çalışmak, kablo hasarı ve ekipman arızası riskini büyütür.

İş bitiminde çamur, kum ve kablo kılıfından taşınan kalıntılar rollerlerden temizlenmelidir. Depolama sırasında ekipmanın darbeye maruz kalmaması ve rulman bölgelerinin uzun süre su içinde kalmaması gerekir. Periyodik bakım, özellikle ekipmanın farklı şantiyelerde tekrar kullanıldığı filo yönetiminde maliyetli saha duruşlarını azaltır.

RMK Makine tarafından üretilen köşe roller çözümlerinde teknik değerlendirme; kablo çapı, dönüş geometrisi, beklenen çekme kuvveti ve çalışma ortamı birlikte ele alınmalıdır. Doğru ekipman, kablo çekim hattının en görünür olmayan ancak en çok yük taşıyan noktalarından biri olan dönüşleri kontrol altında tutar.