Rijit katener sisteminin modellenerek yolcu üzerindeki elektrik ve manyetik alan etkisinin incelenmesi

Gelişen teknolojiyle beraber raylı sistemlere gösterilen ilgi de artmıştır. Şehirlerin havasını değiştiren geliştiren raylı sistem çözümleri ulaşımı kolaylaştırmış, çevreye dost bir ulaşım şeklini almıştır. Bu tezde raylı sistemlerin elektriklendirilmesinde kullanılan yöntemler tanıtılmış ve bunlardan birisi olan rijit katener sistemi modellenerek, sonlu elemanlar yöntemiyle manyetik ve elektriksel alan analizleri yapılmıştır. Birinci bölümde demiryolu elektrifikasyonun tarihçesi anlatılmıştır. İkinci bölümde elektriklendirmede kullanılan iki temel yaklaşım olan AC ve DC besleme tanıtılmış, bu yaklaşımların ayrım ve benzerliklerinden faydalanarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Örnek olarak kullanımda olan bazı sistemlerin özellikleri verilmiştir. DC ve AC besleme sistemlerinin yapıları hakkında bilgi verilmiştir. Avrupada kullanılan elektrifikasyon sistemleri tablo halinde verilmiştir. Geri kazanımlı frenleme tanıtılmış kısaca yapısı verilmiştir. İkinci bölümün sonlarında havai hatlarda kullanılan kablolardan söz edilmiş bunların görevleri tanıtılmıştır. Üçüncü kısımda elektriğin araca alınmasında kullanılan pantografın tarihçesi anlatılmış ve pantografı oluşturan parçaların isimleri ve görevlerinden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümün sonunda elektrikli otobüslerde elektriğin alınmasını sağlayan tramvay kolundan söz edilmiş yapısı, tarihçesi ve işleyişiyle ilgili bilgi verilmiştir. Dördüncü kısımda, özellikle metro sistemlerinin beslemesinde kullanılan üçüncü ray teknolojisi tanıtılmış; bu sistemin kurulması, bakımı ve işletilmesine ilişkin bilgiler verilmiştir. Beşinci kısımda rijit katener sistemi ve onu oluşturan yapılar tanıtılmış, rijit katener sisteminin diğer besleme sistemlerinden farklılıkları, üstünlükleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Kullanımda olan bir sistemin yapısına ilişkin bilgiler verilmiştir. Altıncı bölümün ilk kısmında örnek olarak kullanımda olan bir sistemin modellenmesine ilişkin kullanılacak bilgiler verilmiş. Öncelikle modellemenin yapılacağı program ve onun özellikleri tanıtılmıştır. Öncelikle profil çevresindeki elektriksel ve manyetik büyüklükler incelenmiştir. Daha sonraysa geniş çerçevede, rijit katener sisteminin kullanıldığı 750V, 1500V, 3000V DC gerilimler için örnek analizler yapılmış ve elektriksel ve manyetik büyüklüklerin değişimi ifade edilmiştir. Daha sonra ise tezin asıl konusunu oluşturan metro istasyonunda tren bekleyen bir yolcunun, tren peronda yokken ve tren geldiği zaman maruz kalabileceği akımlar, simux programında oluşturulan Kadıköy-Kartal hattında iki dakika işletme aralığında çalışan bir trene ilişkin, trenin hat boyunca çektiği maksimum akımlar ve bu akımların bir dakikalık ortalamalar için rms değerleri belirlenmiş ve bu değerler kullanılarak elektrostatik ve manyetik analizler yapılmış. Yolcunun vücudunun maruz kalacağı elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti, manyetik akı yoğunluğu değerleri belirlenmiştir. Son bölüm olan yedinci kısımda ise statik alanlar için belirlenmiş referans değerlere göre, benzetim sonucunda ortaya çıkan değerlerin etkisi değerlendirilmiş ve insan sağlığına etkisi tartışılmıştır.