Kablo Seçimi Nasıl Yapılır?

Kablo, elektrik enerjisinin bir noktadan başka bir noktaya minimum güç kaybıyla iletilmesi için çeşitli tip ve özellikte, tek veya çoklu damarlı iletkenin izoleli veya çıplak haldeki elektriksel bağlantı elemanıdır.

Havai hat, yer altı, sıvı teması, değişken hava sıcaklıkları, hareketli veya sabit kullanım gibi farklı uygulama alanlarında karşılaşılacak çevresel faktörlere yönelik çeşitli kablolar üretilmektedir.

Güç, kontrol ve haberleşme için kullanılmak üzere, elektriksel ve çevresel etkilerin, elektrik iletimine olumsuz etki yapmaması için iletkenleri çevreleyen koruyucu katmanlar bulunmaktadır.

Güç kabloları incelenecek olursa iletken olarak genellikle maliyet açısından uygun olması için alüminyum ve bakır kullanılmaktadır.

Kablo seçimi yapılırken izolasyon güvenliği, yangına dayanım ve maliyet ana kriterlerdir.

Yapı malzemeleri yönetmeliği (CPR-Construction Products Regulation) gereği 2017 yılından itibaren kabloların EN 50575’e uygunluğu ve CE işaretlemesi zorunlu hale gelmiştir.

Uygun olmayan kablo seçimleri can ve mal kayıplarına sebep olmakta, sigorta gibi diğer elektriksel güvenlik önlemlerinin de istenildiği gibi çalışmasına engel teşkil etmekte ve gereksiz yere maliyetleri artırmaktadır.

Bu sebeplerden dolayı kablo seçimi yapılırken, kablo kesit hesabı, DC-AC seçimi, gerilim, akım, faz sayısı, gerilim düşüm yüzdesi, izolasyon çeşidi, iletken çeşidi, uygulama yeri, çalışma sıcaklığı ve mesafe değerleri belirlenir.

Kablo gerilim düşümü, kablo direnci üzerinden akım geçtiğinde V=IR gereği yüksek akım veya uzun mesafeden kaynaklanan iletken direnci nedeniyle yaşanan düşüştür.

Alçak gerilimli uygulamalarda indirici trafo ile bina panosu arası %5, pano-sayaç arası %0.5, sayaç-en uzak aydınlatma yükü arasında %1.5, sayaç-motor yükü arası %3 gerilim kaybı kabul edilebilir değerlerdir.

Yapılan ölçüm ve hesaplamalarda gerilim düşümleri yüksekse iletken kesiti artırılmalıdır.

Kablo kesiti belirlenirken akım taşıma kapasitesi, gerilim düşümü, kısa devre akımı değerlerine ve DIN VDE 0298-4 standardındaki düzeltme faktörleri göz önünde bulundurularak hesaplanan kesitlerden en büyüğü seçilmelidir.

Kesiti 16mm²den küçük H05V-U, H07V-U, H05Z1-U, H07Z1-U kablolar sınıf 1 iken kesiti 16mm² den büyük H05V-R, H07V-R, H05Z1-R, H07Z1-R kablolar sınıf 2’dir. Sınıf 1 ve 2 genellikle alçak gerilimli sabit uygulamalarda kullanılır.

Sınıf 5 ve 6 ise bükülmeye dayanıklı yapısından dolayı hareketli ortamlarda kullanılmaktadır (H: Harmonize, 05:300-500V, 07:450-750V, V:PCV, Z1:HFFR, U:Som iletken, R:Örgülü rijit iletken).

Kablo direnci bulunurken aşağıdaki formülasyon kullanılır (R: Direnç Ω, : Direnç Ω.m, L: İletken uzunluğu m, A: İletken kesiti mm²);

Kablo seçimi yapılırken gerekli bir diğer hesaplama olan gerilim düşümü ise şu şekilde bulunur;

DC uygulamalarda gerilim düşümü;

3 fazlı uygulamalarda gerilim düşümü;

Tek fazlı uygulamalarda gerilim düşümü;

Gerilim düşümü yüzdesi (e);

Toplam gücü bilinen uygulamalar için kablo kesit hesaplaması şu şekildedir;

I:Maksimum akım (A), Rc: Kablonun AC direnci (Ω/km), Xc: Kablonun AC reaktansı(Ω/km), cosФ: Güç faktörü, L: Kablo uzunluğu (m), e: Gerilim düşümü yüzdesi, k: Özgül iletkenlik (Bakır: 56m/Ωmm², Alüminyum: 35 m/Ωmm²).

Sk3: Kısa devre görünür gücü, Sn: Nominal görünür güç, Vn: Nominal gerilim, Ik3: Kısa devre akımı, c: 1.05 sabit, y: İletken faktörü, t: Sigorta açma süresi.

Öncelikle bilinen güç değerinden akım değeri bulunur. Akım değerinin uygun olduğu kabloların kesit tablolarına bakılarak belirlenir. Ardından bulunan bu kesit değeri ile gerilim düşümü bulunur. Bulunan gerilim düşüm değeri istenilen maksimum gerilim düşüm değerinden küçükse kesitin uygun olduğunu gösterir. Kısa devre akım değerini sigorta açma süresince karşılayabiliyorsa kesitin uygunluğu kesinleşir. Ayrıca DIN VDE 0298-4 düzeltme faktörleri de incelenerek kablo seçimi tamamlanır.

Örnek olarak P=250 kW, U:1kV, cosФ=0.85, L=150m, e=%3, k=56m/Ωmm² kabul edilirse yer altı uygulamasında kablo kesiti şu şekilde bulunur;

Tablo-1 ve Tablo-2’den bu akım değerine karşılık kablo kesiti incelendiğinde NYY-PVC izoleli kablo kullanılarak 50 mm², YXV-XLPE izoleli kablo kullanılarak 35 mm² kablo kesitinin uygun olduğu görülür.

Maksimum gerilim düşümü için gerekli minimum kesit incelendiğinde;

bulunur.

Bu hesaba göre en yakın kesit 25 mm2’dir. Fakat taşınan akım hesaba katıldığı zaman Tablo-1 ve 2 incelendiğinde 25 mm²lik kablo kesitinin yetersiz olduğu görülmektedir.

35 mm² ve 50 mm²lik kabloların gerilim düşümleri hesaplandığında;

e_35YXV=%2.4 ve e_50NYY=%1.68 değerleri elde edilir. Bu değerler %3 değerini aşmadığı için kabul edilir.

Tablo-1 YVV(NYY) PVC İzoleli Kablolar (Vatan Kablo)

Tablo-2 YXV(N2XY) XLPE İzoleli Kablolar (Vatan Kablo)

Tablo-3 incelendiğinde 25 ^∘C sıcaklıkta 1.5 K m/W termal dirence sahip kuru kum altında %85 yüklenmeyle çalıştırılacak olan kabloların dönüşüm oranları XLPE kablo için 0.85 iken PVC kablo için 0.82 olmaktadır.

Tablo-3 Yeraltı kablolar için dönüşüm oranları (DIN VDE 0276-1000:Tablo-4)

Bu dönüşüm oranlarına göre PVC izoleli kablo seçildiğinde akım 169.8A/0.82=207 A, XLPE izoleli kablo seçildiğinde 169,8A/0,85=199.7 A olmaktadır.

Bu değerlere göre Tablo 1 ve 2 tekrar incelendiğinde NYY-PVC seçimi için 232A taşıma kapasiteli 70mm², YXV-XLPE kablo için ise 206A taşıma kapasiteli 50mm² kablo kesiti kullanılabilir.