Kablo kesitinin belirlenmesinde uygulanan hesaplamalar

 1. Kalkış ve İşletme esnasındaki Gerilim Düşümlerinin hesabı ve minimum kesit tayini

 

Bu kriter; Kablo ile beslenen bir ekipmanın, kalkış ve nominal işletme koşullarında, ekipman giriş uçlarındaki gerilimin normlar tarafından tanımlanmış ve müsade edilen limitlede sağlanması için gereken minimum kablo kesitinin (Kablo iletken empedansına bağlı olarak) hesaplanmasında kullanılmaktadır.

 

Ana kaynaktan başlayarak, Beslenecek olan ekipmanın uç noktasına kadar olan tüm iletken ve geçiş noktalarında, iletkenlerin akıma karşı gösterdiği direnç neticesinde bir gerilim düşümü söz konusudur.

 

Kablo kesit tayini, besleme kaynağından yüke kadar olan gerilim düşümünün en üst düzeyde olacağı düşünülerek, belirlenen kesitin işletme ve güvenlik unsurları tehlikeye atmayacak biçimde yapılmalıdır. Ayrıca cihaz giriş uçlarında ölçülen gerilimin, söz konusu cihaz için belirlenmiş minimum çalışma geriliminden fazla olması gerekir.

 

Ülkemizin de harmonize döküman olarak kullandığı uluslararası standartlara göre Gerilim düşümü,kaynak geriliminin yüzdesi olarak ifade edilmektedir. Gerilim düşümünün sağlıklı olarak hesaplanabilmesi için sistemin bütününe ilişkin sağlıklı bilgilerin elde bulunması gerekmektedir. Genel olarak Avrupa standartlarında tanımlanan maksimum gerilim düşümü (3 fazlı sistemler için) yüzdesel olarak, Kaynaktan, besleme noktasına kadar %3, Besleme noktasından son alıcıya kadar %3 olarak sınırlandırılmakta ayrıca kaynaktan itibaren toplamda %5 lik gerilimin düşümünden fazlasına müsade edilmemektedir.

 

Ülkemizde ise bu değerler Kaynaktan, Besleme noktasına kadar %5, besleme noktasından alıcıya kadar, alıcı Aydınlatma veya Priz ise %1,5, Motor ise %3 olarak sınırlandırılmıştır.

Yukarıdaki diagramda görüleceği üzere;

Gerilim düşümünün X bileşeni;

=Vdx =AE = AD+DE = AD+BG

=IRCosø + IXSinø (1. Denklem)

 

Gerilim düşümünün Y bileşeni;

=Vdy = CE = CG-EG

=CG-BD

=IXCosø-IRSinø (2. Denklem)

 

Kaynak Geriliminin X bileşeni;

VSx= OE =√ (OC² - CE²)

VSx = √(VS² - Vdy²) (3.Denklem)

 

V=OE – AE = VSx – Vdx (4.Denklem)

 

Gerilim Düşümü = Vd =

Vd = VS-V = VS – (VSx – Vdx) (4.Denklemden V’yi yerine koyarak)

Vd = VS + Vdx – VSx

Vd = VS + Vdx - √(VS² - Vdy²) (3.Denklemden VSx’i yerine koyarak) (5.Denklem)

 

Şimdi 1. Ve 2. Denklemlerden Vdy ve Vdx’i yerine koyarsak;

 

 

Burada;

VS: Kaynak Gerilimi

I: Yük Akımı

R: Kablo iletkeninin Ohm/Km olarak Direnci (Üreticiden alınacak)

X: Kablo iletkeninin Ohm/Km olarak Reaktansı (Üreticiden alınacak)

 

Yukarıdaki Denklem, IEEE Std 241-1990 - IEEE Recommended Practice for Electric Power Systems in Commercial Buildings yayınının 3.6.1 maddesinde önerilen kesin hesaplama metodudur. Ancak IEEE Std 525-2007 - IEEE Guide for the Design and Installation of Cable Systems in

Substations yayınının C.3 başlığı altındaki C.2b denklemine göre;

 

 

Vdy bileşeninin VS ye göre çok küçük olacağı düşünüldüğünden, yukarıdaki eşitlik hesaplama yöntemi olarak yeterli kabul edilmektedir. 

 

Hesaplamalarda genel olarak kablo uzunlu metre olarak kabul edildiği unutulmamalıdır. Oysa R ve X bileşenleri Kilometre olarak verilmektedir. Bu eşitleme unutulmamalıdır. Ayrıca çekilecek olan kablo deparı sayısı da hesaplamalarda yer almalıdır. 3 fazlı sistemlerde çarpım faktörü olarak √3 alınacaktır.

 

Bu durumda 3 Fazlı sistemler için nihai eşitlik aşağıdaki gibi olacaktır;

Burada;

L : Metre cinsinden Kablo Boyudur.

N : Paralel çekilen Kablo Deparıdır.

 

Bundan sonraki yazılarımda sırası ile kablo kesit tayini için yapılacak diğer hesaplamaları inceleyeceğiz.

 

Elektrik Mühendisi

 

1976 İstanbul doğumlu. Yıldız Teknik Üniversitesi , Elektrik Mühendisliği mezunu. Uluslararası firmaların yurtdışı şantiyelerinde Grup Şefliği ve Proje Müdürlüğü görevlerinde bulunduktan sonra Türkiyede bir Elektrik Taahhüt firmasında Yönetim Kurulu Üyesi sıfatı ile meslek hayatına devam ediyor. Evli, 1 kız babası.