Kablo kesiti ve gerilim düşümü hesabı nasıl yapılır?

Hesap hangi sırayla yapılır?

Kablo hesabı, yükün akımının bulunmasıyla başlar ve dört kontrolle ilerler. Kısa hatlarda kesiti çoğunlukla akım taşıma kapasitesi, uzun hatlarda ise gerilim düşümü belirler. Trafoya yakın, kısa devre akımının yüksek olduğu noktalarda kısa devre dayanımı belirleyici olabilir.

1. Akım taşıma kapasitesi

Kablo kataloglarındaki akım değerleri belirli bir döşeme şekli ve ortam sıcaklığı için verilir. Gerçek koşullar farklıysa bu değer düzeltme faktörleriyle azaltılır. Türkiye'de hesap TS HD 60364-5-52 standardındaki tablolara göre yapılır.

• Döşeme şekli: kablo tavası, boru içi, toprak altı veya havada serbest döşeme farklı kapasiteler verir.
• Ortam sıcaklığı: sıcak teknik hacimlerde ve çatı üstü güzergahlarda kapasite düşer.
• Gruplama: aynı tavada yan yana çok sayıda kablo varsa her biri daha az akım taşıyabilir. Uygulamada en çok gözden kaçan faktör budur.
• Harmonikler: harmonik içeriği yüksek yüklerde nötr iletkeni ayrıca değerlendirilir.

2. Gerilim düşümü

Kablo uzadıkça direnci artar ve hat sonundaki gerilim düşer. Gerilim düşümü fazla olursa motorlar zor kalkar, aydınlatma zayıflar ve kayıplar artar. Ön hesapta, direncin belirleyici olduğu küçük ve orta kesitlerde şu yaklaşık ilişki kullanılır: üç fazlı devrede yüzde gerilim düşümü; 100 × uzunluk × güç değerinin, iletkenlik × kesit × gerilimin karesi değerine bölünmesiyle bulunur. Tek fazlı devrede çarpan 200 olur. İletkenlik bakır için 56, alüminyum için 35 alınır. Büyük kesitlerde kablonun reaktansı da hesaba katılır.

Projede hangi sınırın esas alınacağı, yürürlükteki yönetmeliğe ve işveren şartnamesine göre belirlenir; şartnameler çoğu zaman daha sıkı değerler ister.

Örnek hesap

400 V üç fazlı bir panodan 80 metre uzaktaki 30 kW'lık bir yük beslenecek olsun. Güç katsayısı 0,9 için yük akımı yaklaşık 48 amperdir. 16 mm² bakır kablo bu akımı çoğu döşeme koşulunda taşır. Ancak gerilim düşümü yaklaşık %1,7 çıkar ve %1,5 sınırını aşar. Kesit 25 mm² yapıldığında değer yaklaşık %1,1'e iner. Bu örnekte kesiti akım değil, gerilim düşümü belirlemiştir.

3. Kısa devre dayanımı

Kısa devre anında kablodan çok büyük bir akım geçer ve iletken hızla ısınır. Kablo, koruma cihazı devreyi açana kadar geçen sürede yalıtkanına zarar verecek sıcaklığa ulaşmamalıdır. Bu kontrol, kısa devre akımı ile açma süresine bağlıdır: akım ne kadar büyük ve açma süresi ne kadar uzunsa gereken en küçük kesit o kadar büyür. Bu nedenle ana dağıtım panosuna yakın küçük kesitli çıkışlar özellikle kontrol edilir.

4. Koruma cihazı ile uyum

• Temel kural: yük akımı, koruma cihazının anma akımından; o da kablonun düzeltilmiş akım taşıma kapasitesinden büyük olmamalıdır.
• Hat sonu kısa devresi: uzun hatlarda hat sonundaki en küçük kısa devre akımı, koruma cihazını yeterince hızlı açtırabilmelidir.
• Koruma iletkeni: topraklama iletkeninin kesiti de hata akımına göre kontrol edilir.

Sık yapılan hatalar

• Katalog akım değerini düzeltme faktörü uygulamadan kullanmak.
• Gerilim düşümünü yalnızca son devre için hesaplayıp kolon hattını eklememek.
• Motor kalkış akımındaki gerilim düşümünü kontrol etmemek.
• Kesiti büyütünce koruma cihazı ve klemens uyumunu yeniden kontrol etmemek.
• Alüminyum kabloya geçerken kesiti ve bağlantı elemanlarını buna göre değiştirmemek.

Kablo hesapları, tek hat şeması ve kısa devre hesabıyla birlikte yürütülür; bu konuda trafo merkezi ve OG/AG elektrik projesi yazımıza da bakabilirsiniz. Ayrıntılar için Elektrik Uygulama Projesi sayfamıza göz atın.