Kablo Seçimi Nedir? Nasıl Yapılır?

Kablo seçimi: Elektrik enerjisini bir noktadan başka bir noktaya iletilmesi için kablolar kullanılır. Çeşitli tip ve özellikte, tek ya da çoklu damarlı iletkenin izoleli veya çıplak haldeki elektriksel bağlantı elemanıdır.

Güç, kontrol ve haberleşme için kullanılmaktadır. İletken, damar, kılıf, ekran, konsantrik iletken, zırh gibi katmanlardan oluşur. Elektriksel etkilerin iletimi olumsuz etkilememesi için iletkenleri çevreleyen koruyucu katmanlar vardır. Güç kabloları iletken olarak genellikle maliyet açısından uygun olması için alüminyum ve bakır kullanılmaktadır.

Kablo yapısını, karakteristiklerini ve derecelendirmelerini bilmek önemlidir. Bu kabloların tipleri belirlenirken;

• Hangi ortamlarda kullanılacağı,
• Ne gibi dış etkilere maruz kalacağı,
• Olası ortam koşullarına nasıl tepki vereceği gibi konular analiz edilerek bir karar verilmelidir.

Kablo tipini belirledikten sonra, kullanılacak olan iletkenin kesiti belirlenmelidir. Kablo kesit hesabı ise detaylı ve dikkatli yapılmalıdır. En önemli husus güvenlik olmalıdır. Kablo herhangi bir güvenlik problemi oluşturmadan görevini devam ettirebilmelidir. Bunun için, var olan güç ve ileride sisteme eklenmesi olası güç analizleri doğru yapılmalıdır.

İletkenin boyutları, iletkeni saran polimer malzemenin sınır değerlerini zorlamamalıdır. Kablonun üzerinden akacak akım, uluslararası standartların belirlediği azami direnç değerin de olmalıdır. 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 neden olmaktadır. Sigorta ve elektriksel güvenlik önlemlerinin istenildiği gibi çalışmasına engel olur. Buda gereksiz yere maliyetleri artırmaktadır.

Kablo Kesit Tayini Nasıl Yapılır?

• Akım taşıma kapasitesi,
• Gerilim düşümü,
• Kısa devre akımı.

Akım Taşıma Kapasitesi

Kablonun, sıcaklık karşısında hiçbir özelliğini kaybetmemesi önemlidir. Güvenli bir şekilde kullanımına devam edilebileceği azami akım değeridir. Akım taşıma kapasitesi, kablo kesiti seçiminde doğrudan etkilidir.

Gerilim Düşümü

İletkenin kendi iç direncinden kaynaklanan kayıpları vardır. Kayıplardan dolayı, gerilimin, kaynaktan yüke ulaşıncaya kadar geçen mesafede azalmasıdır. V = I . R gereği yüksek akım veya taşıma mesafesi uzadıkça, bu kayıp artar. Yapılan ölçüm ve hesaplamalarda gerilim düşümleri yüksekse iletken kesiti artırılmalıdır.

Gerilim düşümü hesabı için sayfamızı tıklayabilirsiniz.

Kısa Devre Akımı

Alternatif akım sistemlerinde zamana göre değişen bir parametredir. Kısa devrenin oluştuğu bölgede, kısa devre süresi boyunca akan akım miktarıdır.

Motor gücüne göre kablo seçimi güvenlik, maliyet ve kayıpların azaltılması için önemli bir unsurdur. Normalden daha küçük seçildiğinde motor çalışması sırasında yanma riski olabilir. Bu durumda insan hayatı tehlikeye girebilir, üretim ve maliyet kaybına neden olabilir.

Bu üç parametreyi kullanarak, üç farklı kablo kesiti elde edilebilir. Belirlenen kesit arasından en büyüğüne eş değer veya en yakın üst bir kesit seçilir. Güvenli ve ekonomik bir kablo iletken boyutu belirlenir.

Kablo Kesit Hesabı Nasıl Yapılır?

Örneğin; Bir iletken kesit hesabı yapalım:

200m uzaklıkta. Etiketinde 235 kW güç. 1kV gerilim seviyesi yazan. Maksimum %3 gerilim düşümüne izin veren bir motoru beslemek için 3 damarlı bir kablo tipi ve kesiti hesaplayalım.

Verilen değerler;

Güç: P=235 kW

Gerilim: U=1kV

Güç Faktörü: cosφ=0,8

Uzaklık / Mesafe: L=200m

İzin Verilen Gerilim Düşümü: %e=%3

Bu bilinen parametreler doğrultusunda, aşağıdaki güç formülü ile bir akım değeri hesaplanır;

Bulunan bu akım değerine göre kabloların iletken kesitlerini;

PVC izolasyonlu kablo için 50mm². XLPE izolasyonlu kablo için 35mm² olarak belirleyebiliriz. Akım cetvelinde gösterildiği gibi.

Belirlenen bu kablo tipinin gerilim düşümü hesabı:

bu tiplerinin istenen maksimum yüzde gerilim düşümü hesabına uygunluğu kontrol edilir.

Sonra, seçilen kesitinin değişip değişmeyeceğine göre karar verilir. Gerilim düşümünü iki farklı izolasyon malzemesine sahip kablo için de hesaplayalım;

Güç: P=235kW

Gerilim: U=1kV

Uzaklık/Mesafe: L=200m

İzin Verilen Gerilim Düşümü: %e=%3

İletkenlik Katsayısı: k(Cu)=56 m/Ωmm²

İletken Kesiti: SPVC=50mm², SXLPE= 35mm²

Elde edilen değerler, izin verilen gerilim düşümü %e (%3) değerinden küçüktür. Bu durumda bu işlemi tekrarlamaya gerek yoktur. Ancak, maksimum gerilim düşümü baz alınarak mümkün olan asgari iletken kesitini belirlenirse;

35mm² kesit. XLPE izolasyon ile (N2XY), hesaplanan 169,80A değerindeki akım için yeterli akım taşıma kapasitesine sahipken (174A);

PVC izolasyon ile (NYY) daha düşük bir akım taşıma kapasitesine (159A) sahiptir. Bu şekilde yapılan hesaplamada bir üst kesite çıkma ihtiyacı oluşmuş ve 50mm² olarak belirlenmiştir.

Kablo Kullanım Alanları 

Günümüzde enerji ihtiyacının giderek artması sonucu yeraltı kablolarının kullanımı bir zorunluluktur. Kullanıldıkları gerilim grubuna göre izole edilirler. Kablolar toprak altında açık havada ve su altında kullanılırlar.

Kablolu enerji iletimi, yerleşim bölgeleri için daha güvenlidir. Atmosferik olaylardan etkilenmezler. Döşendikleri yerlerdeki kimyasal etkilere göre seçilmelidir. Sıvı, nem ve hava şartlarına dayanacak tipte olmalıdır.

Havai hat, yer altı, değişken hava sıcaklıkları, hareketli veya sabit kullanım gibi farklı uygulama alanlarında kullanılır. Kablolar güç, kontrol ve haberleşme için kullanılır. Bu alanlarda karşılaşılacak çevresel faktörlere yönelik çeşitli kablolar üretilmektedir.

Elektrik Panosunda Kullanılan Kablolar

Kumanda ve güç kablo kesitleri ve cinsleri, klemens tablosu ve malzeme listesinde belirtilir.

Kablo Seçimi Yapılırken;

• Kablo kesit hesabı,
• DC-AC seçimi,
• Gerilim,
• Akım,
• Faz sayısı,
• Gerilim düşüm yüzdesi,
• İzolasyon çeşidi,
• İletken çeşidi,
• Uygulama yeri,
• Çalışma sıcaklığı ve mesafe değerleri belirlenir.

Kabloların Sınıflandırılması

Kablolar;

• TS (Türk standartları),
• VDE (Alman standartları),
• IEC (İnternational Electrical Comission),
• BS (British Standart) sembollerine göre sınıflandırılmaktadır.

Malzemenin Cinsine Göre Kablo Seçimi

• Bakır iletkenli kablolar,
• Alüminyum iletkenli kablolar.

Yalıtkanlık Durumuna Göre Kablo Seçimi 

• Kağıt yalıtkanlı kablolar,
• XLPE yalıtkanlı çapraz kablolar,
• PE (Polietilen) yalıtkanlı kablolar,
• PVC (polivinilklorid) yalıtkanlı kablolar.

Kullanılış Amaçlarına Göre Kablo Seçimi

• Kumanda ve sinyal kabloları,
• Enerji kabloları,
• Haberleşme kabloları,
• Telefon kabloları.

İşletme Şartlarına Göre Kablo Seçimi

• Normal ve hafif işletme kabloları,
• Ağır işletme kabloları şeklinde  gruplara ayrılır.

Kumanda Kablosu Seçimi Nasıl Yapılır?

• Kablo bina içinde mi veya bina dışında mı kullanılacak,
• UV ışınları (Ultraviyole)
• Ozon-Hava şartlarına karşı dayanımı ne kadar.

Kablolar toprak altına mı üzerine mi döşenecek gibi soruların cevapları bilinmelidir. Kumanda kablosun da özel bir durum belirtilmemişse NYAF tipi kablolar kullanılır. Bu kablo çok damarlıdır. Rahat bir şekilde bükülebilir ve şekillendirilebilir. Genel olarak 0,75 mm² ve 1,5 mm² kesitli kablolardır.

Ama kesitleri kumanda ettikleri elemanın gücüne göre değişim gösterebilir. Kullanılması gereken kesitin üzerindeki, kesitlerde de kumanda kablosu kullanılabilir. Bu şekilde kullanılan kablonun daha emniyetli çalışması sağlandığı gibi mekanik dayanımı da arttırılmış olur. Oysa bu durum artan bir maliyet  getirir.

Bazı panolarda 24 V, 220 V gibi farklı gerilim değeri vardır. Bu durumda DA, AA gibi farklı türde akım taşıyan kumanda kabloları aynı kanalda bulunabilir. Bu durumlardaki kablolar, farklı farklı renklerde olmalıdır.

• Güç Kablosu Seçimi

Güç kablosu seçimi yapılırken ilk önce panonun çalışacağı yerde keşif çalışması yapılır. İletken olarak genellikle maliyet açısından uygun olması için alüminyum ve bakır kullanılmaktadır.

Bu keşif sırasında iki faktör tespit edilir:

• Panonun kumanda edeceği aktif alıcıların toplam gücü
• Panonun konumlandırılacağı ortamın koşulları

Maksimum güç çekme durumunda alıcıların gücü belirlenir. Sonra bu güç ele alınarak gerilim düşümü hesabı yapılır.

Böylece elektrik panosun da kullanılacak güç kablo kesitleri ve akım taşıma kapasiteleri belirlenir. Panonun montajının yapılacağı ortamın çevre koşulları belirlenir. Bu çalışma sırasında nem, yangın ihtimali, kimyasal tehdit gibi durumlar tespit edilir. Sonra bu çalışma şartlarına uygun özellikte imal edilmiş olan güç kablosu seçilerek projede belirtilir.

Belirtilen bu konuların dışında panoyu yaptıran müşterinin özel istekleri olabilir. Örnek olarak müşteri isteğine göre güç kablolarında her faz için ayrı renkteki kablolar tercih edilebilir. Kablo seçiminde bu isteklerin de göz önünde bulundurulması önemlidir. Diğer önemli husus elektrik panolarında kesinlikle tek damarlı kablolar kullanılmaz.

Kablo Seçerken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Kablo seçim kriterleri, oldukça kapsamlı ve geniş bir konudur. Mevcut şartlar, uygulama, özel durumlar kablo seçiminde önemlidir. Tesis maliyetinde kabloların en büyük payı vardır. Kablolarda kesit seçimi oldukça önem taşımaktadır. Kesit uygun olmazsa ısınma sonucu kablolar hasar görür ve tesisin enerjisiz kalmasına sebep olur. Küçük kesitte yüksek gerilim düşümleri olur ve böylece cihazlar hasar görür.

Kesit büyük seçilirse tesis maliyetinin artmasına sebep olur. En uygun kesitin seçilmesi çok önemlidir. Uzun beslemeli sistemlerde gerilim düşümü en büyük sorundur. Kısa ve yüklü tesislerde ise ısınma koşulu istenmeyen durum olarak çıkar.

Bu kriterler dikkate alınmadığı zaman tesiste sık sık arızalar meydana gelir. Bu durumda enerjinin sürekliğini sağlamakta güçlükler çekilir. Hatalı bir kablo seçimi; zaman kaybı, ek iş gücü kaybı ve maliyet açısından kablo fiyatı da daha pahalıya mal olmaktadır.