Kısaca: Gerilim düşümü hesabı, iletken direnci sebebiyle kaynak ile yük noktası arasında kaybolan gerilim miktarını belirleyerek tesisatın güvenliğini doğrulamak için yapılır. Hesaplama sürecinde önce devrenin çektiği akıma göre kablonun akım taşıma kapasitesi incelenir, ardından yönetmelik limitlerine uygun voltaj kaybı denetlenir. İki kriterden hangisi daha büyük iletken boyutu gerektiriyorsa projede o kesit seçilir.
- Kablo seçimi yalnızca taşınan akıma göre değil, mesafe kaynaklı gerilim kaybına göre de yapılır.
- İç tesisat yönetmeliklerinde gerilim düşümü sınırı aydınlatmada en fazla %1,5, motor ve priz devrelerinde en fazla %3 kabul edilir.
- Tek fazlı ve üç fazlı şebekelerde hat uzunluğu, güç ve iletken özdirenci temel formül değişkenleridir.
- Akım taşıma kapasitesi ile gerilim düşümü kontrollerinden çıkan en büyük standart kesit uygulanır.
İçindekiler
Elektrik tesisatlarında güvenli işletme sağlamak için yapılan gerilim düşümü hesabı, kabloların aşırı ısınmasını ve alıcıların nominal voltaj seviyesinin altında çalışmasını engeller. Tesisat tasarımında sıkça yapılan hata, kabloyu yalnızca devrenin çekeceği anma akımına göre boyutlandırmaktır. Uzun mesafeli hatlarda kablo akımı güvenle taşısa bile hat ucundaki gerilim kabul edilemez seviyelere inebilir. Sağlıklı bir dağıtım için hem akım taşıma kapasitesi hem de voltaj düşümü sınırları birlikte incelenmelidir.
Gerilim Düşümü Hesabı Hangi Formüllerle Yapılır?
Alçak gerilim dağıtım şebekelerinde hattın omik direnci baskın olduğu için boyuna gerilim düşümü dikkate alınır. Yaklaşık hesaplamalarda hat uzunluğu (L), aktif güç (P), iletkenlik katsayısı (k) ve hat gerilimi (U) kullanılır.
Tek fazlı (230 V) alternatif akım devrelerinde bağıntı şu şekildedir:
%e = (200 × L × P) / (k × s × U²)
Üç fazlı (400 V) simetrik yüklerde ise fazlar arası denge sebebiyle formül çarpanı değişir:
%e = (100 × L × P) / (k × s × U²)
Burada L metre cinsinden tek yönlü hat mesafesini, P watt cinsinden gücü, s milimetrekare (mm²) olarak iletken kesitini, U ise voltajı ifade eder. İletkenlik katsayısı (k) standart bakır iletkenler için 56, alüminyum iletkenler için yaklaşık 35 alınır. Pratik mühendislik yaklaşımında bu formüllerle yapılan gerilim düşümü hesabı, izin verilen yüzde sınırlarının aşılıp aşılmadığını net biçimde gösterir.
Kablo Kesiti Seçiminde 3 Temel Adım
Doğru iletken boyutuna ulaşmak sistematik bir sıra gerektirir:
- İşletme Akımını Hesaplayın: Yükün nominal gücüne göre hattan çekilecek akımı belirleyin. Kablo üreticisinin kataloglarından montaj şekline (toprak altı, tava veya boru içi) uygun standart akım taşıma kapasitesini kontrol edin.
- İzin Verilen Düşüm Limitini Belirleyin: Standartlara göre aydınlatma linye hatlarında gerilim düşümü en fazla %1,5, priz ve motor besleme hatlarında ise en fazla %3 olmalıdır.
- Kesitleri Kıyaslayın: Her iki adımdan elde edilen kesit değerlerini karşılaştırın. Sistem güvenliği için daima iki değerden büyük olan standart kesiti tercih edin.
Örnek Senaryo ile Kesit Doğrulama
400 V üç fazlı bir sistemde 60 metre mesafede çalışan 15 kW gücündeki bir asenkron motoru ele alalım. Motor yaklaşık 28 A akım çeker. Akım taşıma tablosuna göre sıva üstü kanalda 4 mm² bakır kablo akım açısından yeterli koruma sağlar. Bu verilerle gerilim düşümü hesabı yapıldığında kayıp yaklaşık %1,4 seviyesinde kalır ve motor beslemeleri için belirlenen %3 sınırının altında çıkar.
Mesafe 60 metre yerine 160 metreye çıktığında ise 4 mm² kablo akımı yine taşıyabilir; fakat kayıp oranı yaklaşık %3,7’ye fırlar. Bu durumda gerilim düşümü hesabı kablo kesitini zorunlu olarak en az 6 mm² seviyesine büyütmeniz gerektiğini ortaya koyar.
Sık sorulan sorular
Gerilim düşümü yönetmelik sınırını aşarsa ne tür sorunlar yaşanır?
Gerilimin düşmesi motorların aşırı akım çekerek ısınmasına, tork kaybetmesine, aydınlatma armatürlerinde titreme veya ışık akısı kaybına ve elektronik kontrol kartlarının arızaya geçmesine yol açar.
Bakır kablo yerine alüminyum kablo seçildiğinde formülde ne değişir?
Alüminyumun özdirenci bakıra göre daha yüksek olduğundan iletkenlik katsayısı (k) bakırda 56 iken alüminyumda 35 olarak alınır; bu da aynı güç ve mesafede daha kalın bir kesit kullanılmasını gerektirir.
İlgili yazılar
- Kaçak Akım Rölesi Arıza Tespiti: 4 Pratik Adım
- Dijital İkiz Endüstriyel Otomasyon: 3 Uygulama Alanı
- Endüstriyel UPS verimliliği: VFI ve Eko-Mod Analizi
Kaynaklar: sonmezmuhendislik.com.tr, www.tesisat.org, engn.com.tr, www.muhendislikplatformu.com
Yorum yaz