İletken Kesiti ve Akım Taşıma Kapasitesi

Konu Anlatımı

İletken Kesiti ve Akım Taşıma Kapasitesi

Bir tesisatta iletkenin kesiti, üzerinden geçecek akımın ısıya dönüşmesine ve bu ısının yalıtkana zarar vermeden dağıtılmasına göre seçilir. Kesit küçük seçilirse iletken aşırı ısınır, yalıtkan erir ve yangın riski doğar; kesit gereğinden büyük seçilirse malzeme ve kablo maliyeti gereksiz yere artar. Elektrik teknikerinin işi, bu iki uç arasında güvenli ve ekonomik kesiti bulmaktır.

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste yük akımının nasıl hesaplandığını, iletken malzemesinin kesite etkisini ve akım taşıma kapasitesinin sıcaklık ile gruplama düzeltmeleriyle nasıl küçüldüğünü öğreneceğiz. Sonunda verilen bir konut ya da atölye hattı için kesit seçimini gerekçesiyle yapabileceksiniz.

Ön bilgi

Ohm yasası, güç bağıntısı P = U × I × cosφ ve direncin R = ρ × L / S biçiminde tanımı bilinmelidir. Bakır iletkenin 20 °C'deki özdirenci yaklaşık 0,0175 Ω·mm²/m kabul edilir.

Akım taşıma kapasitesi bir malzeme sabiti değil, ortam ve döşeme koşullarına bağlı bir değerdir. Aynı kesitli kablo havada, duvarda ya da kanalda farklı akım taşır; bu nedenle kablo seçimi her zaman döşeme yöntemi bilinerek yapılır.

Yük Akımının Hesabı

Hat kesiti için önce yük akımı bulunur. Tek fazlı devrede I = P / (U × cosφ), üç fazlı devrede I = P / (√3 × U × cosφ) bağıntısı kullanılır. Burada U hat ya da faz gerilimidir ve kullanılan değer sonucun başında belirtilmelidir. Motor gibi endüktif yüklerde cosφ 0,8-0,9 aralığında alınır; ısıtıcı ve akkor lambalarda ise yaklaşık 1 kabul edilir. Yük akımı, koruma elemanının akım ayarından önce hesaplanmalıdır, çünkü kesit ve koruma birlikte seçilir.

Malzeme ve Özdirenç

Bakır ve alüminyum tesisatta en çok kullanılan iki iletkendir. Bakır daha düşük özdirence ve daha yüksek mekanik sağlamlığa sahiptir; alüminyum ise hafiftir ama aynı iletkenlik için daha büyük kesit gerektirir. Alüminyumun özdirenci yaklaşık 0,0283 Ω·mm²/m olduğundan aynı direnci elde etmek için kesiti bakırın yaklaşık 1,6 katı alınır. Pano bağlantılarında bu fark, klemens ve sıkma momentinin de dikkate alınmasını gerektirir.

Akım Taşıma Kapasitesi ve Düzeltme Katsayıları

Bir iletkenin sürekli taşıyabileceği akım, ısı dengesine göre sınırlıdır. Ortam sıcaklığı tablo değerinden yüksekse ve birden çok devre aynı kanalda gruplanmışsa iletkenin ısı atımı zorlaşır. Bu durumda tablo değeri Iz, düzeltme katsayısı k ile çarpılarak gerçek kapasite bulunur: Iz' = Iz × k. Seçim kuralı, düzeltilmiş kapasitenin yük akımına eşit ya da büyük olmasıdır: Iz' ≥ Ib. Düzeltme katsayısı ne kadar küçük olursa kesit o kadar büyük seçilmelidir.

Iz' = Iz × k ve Iz' ≥ Ib koşulu birlikte kullanılır; önce k bulunur, sonra kesit seçilir.

Kesit Seçim Adımları

Kesit seçimi dört adımda yapılır: yük akımı hesaplanır, düzeltme katsayısı belirlenir, gerekli tablo akımı bulunur ve bu değeri karşılayan en küçük kesit alınır. Akım şartı tek başına yeterli değildir; kesit seçimi her zaman gerilim düşümü kontrolü ile tamamlanır.