Kablo Kesiti Hesaplama

Kablo kesiti neye göre seçilir?

Kablo kesitini belirleyen iki ayrı koşul vardır ve ikisi de sağlanmalıdır:

1. Akım taşıma kapasitesi: Kablo, üzerinden geçen akımda aşırı ısınmamalıdır. Bu, güvenlik koşuludur.
2. Gerilim düşümü: Kablonun direnci nedeniyle hattın sonunda gerilim düşer. Bu, çalışma koşuludur.

Kısa mesafelerde genelde birinci koşul, uzun mesafelerde ikinci koşul belirleyici olur. Uzun bir hatta akım kapasitesi yeterli görünen kablo, gerilim düşümü yüzünden yetersiz kalabilir.

Gerilim düşümü formülü

• Tek faz: ΔU = (2 × L × I × cos φ × ρ) ÷ S
• Üç faz: ΔU = (√3 × L × I × cos φ × ρ) ÷ S

Buradaki değerler: L = kablo uzunluğu (m), I = akım (A), S = kesit (mm²), ρ = özdirenç.

Tek fazda formülde 2 çarpanı vardır, çünkü akım gidip geri döner — kablo boyu iki kez kat edilir. Üç fazda dönüş nötr üzerinden dengelendiği için katsayı √3’tür. Bu ayrımı atlamak, tek faz hesabında kesiti yarı yarıya küçük bulmaya yol açar.

Özdirenç değerleri

• Bakır: ρ = 0,0175 Ω·mm²/m
• Alüminyum: ρ = 0,028 Ω·mm²/m

Alüminyumun direnci bakırın yaklaşık 1,6 katıdır. Aynı iş için alüminyum kabloda daha büyük kesit gerekir; buna karşılık daha hafif ve ucuzdur. Bu yüzden uzun enerji hatlarında alüminyum, bina içi tesisatta bakır tercih edilir.

İzin verilen gerilim düşümü ne kadar?

Tesisat yönetmelikleri devre türüne göre sınır koyar. Yaygın uygulama şudur:

• Aydınlatma devreleri: %3. Fazlası lambalarda gözle görülür sararma ve titreme yapar.
• Güç ve motor devreleri: %5. Motorlar düşük gerilimde daha fazla akım çeker ve ısınır.
• Hassas elektronik: %1,5. Ölçüm cihazları ve bazı kontrol sistemleri dar tolerans ister.

Gerilim düşümü yalnızca konfor meselesi değildir: bir motora nominal geriliminin altında besleme yapmak, momenti düşürür, akımı artırır ve sargıları zamanla yakar.

Örnek hesap

230 V tek fazda, 40 metre uzaklıktaki 5.000 W’lık bir yükü besleyeceğiz. cos φ = 0,9, izin verilen düşüm %3 (6,9 V), iletken bakır.

• Akım: 5.000 ÷ (230 × 0,9) = 24,15 A
• Kesit: (2 × 40 × 24,15 × 0,9 × 0,0175) ÷ 6,9 = 4,41 mm²
• Seçim: bir üst standart kesit olan 6 mm²

Akım kapasitesine göre 4 mm² (27 A) yeterli görünürdü; ancak 40 metre mesafe gerilim düşümünü belirleyici hâle getirdi ve kesiti bir kademe büyüttü. Uzun hatlarda bu durum kuraldır, istisna değil.

Standart kesitler ve gösterge akım değerleri

Bakır, PVC yalıtımlı, boru içinde döşenmiş kablolar için yaklaşık taşıma kapasiteleri:

• 1,5 mm² → ~16 A · 2,5 mm² → ~21 A · 4 mm² → ~27 A
• 6 mm² → ~35 A · 10 mm² → ~48 A · 16 mm² → ~65 A
• 25 mm² → ~88 A · 35 mm² → ~110 A · 50 mm² → ~135 A

Bu değerler gösterge niteliğindedir. Gerçek kapasite döşeme şekline (boruda, kanalda, havada, toprakta), ortam sıcaklığına, bir arada döşenen kablo sayısına ve yalıtım cinsine göre belirgin şekilde değişir. Örneğin yan yana döşenen çok sayıda kablo birbirini ısıtır ve kapasiteyi düşürür.

Uygulamada dikkat edilecekler

• Sigorta kabloyu korur. Sigorta değeri, kablonun taşıma kapasitesini asla aşmamalıdır. Kalın sigorta + ince kablo kombinasyonu yangın sebebidir.
• Gelecekteki yükü düşünün. Kabloyu sonradan değiştirmek, ilk seferde bir kademe kalın çekmekten çok daha pahalıdır.
• Ek yerleri direnç yaratır. Gevşek klemens ve kötü ek, hesapta görünmeyen ısınma noktalarıdır.
• Topraklama iletkenini ihmal etmeyin. Kesiti yönetmeliğe göre faz kesitine bağlı olarak belirlenir.