elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Kablolarda Akım Taşıma Kapasitesinin Sıcaklıkla Değişimi

Elektrik enerjisinin iletimi ve dağıtımında kullanılan kablolar, görevleri itibari ile kritik bir role sahiptirler. Kabloların yüksek kapasitede ve ömürlerinden ödün vermeden uzun yıllar kullanılabilmeleri son derece önemli bir husustur. Bir kablonun ömrü, çalışma koşullarına bağlı olup, bu koşullar içerisinde en baskın etkenlerden birisi ise sıcaklıktır. Bu yazımızda Kablolarda Akım Taşıma Kapasitesinin Sıcaklıkla Değişimi konusunu inceleyeceğiz.



A- A+
19.12.2016 tarihli yazı 15902 kez okunmuştur.

Akım Taşıma Kapasitesi Nedir, Nasıl Hesaplanır?


Bir kablonun akım taşıma kapasitesi, kablonun yalıtımı için belirlenmiş maksimum sıcaklık değerini aşmadan sürekli olarak taşıyabileceği akım değeridir. Akım taşıma kapasitesi, kabloda üretilen ısı seviyesine bağlı olduğu kadar, kablodan çevreye yayılan ısı seviyesine de bağlıdır. Kablodan çevreye yayılan ısının derecesi ise farklı kablo malzemelerinin ısıl dirençlerine ve kabloyu çevreleyen ortamın ısıl özelliklerine bağlıdır.
 
► İlginizi Çekebilir: İletken Kesit Hesabı Nasıl Yapılır?

Kablonun akım taşıma kapasitesinin bulunması oldukça zordur. Bunun için çeşitli sayısal yöntemler ve bilgisayar programları gerekmektedir.

Hesapların temelinde, kabloda üretilen ısının yalıtkan malzemeye bağlı olan ve izin verilen maksimum iletken sıcaklığını (Tm’yi) aşmayacak şekilde çevreye yayılması vardır. (PE ve XLPE kablolar için normal koşullarda Tm=70 ve 90°C, acil durumlarda ise 90 ve 130°C’dir.)


 

Kablolarda Isınma Meydana Getiren Faktörler 


Üzerinden akım geçen bir iletkende, iletkenin direncinden dolayı kayıp bir güç oluşur. Kabloda ayrıca gerilim kademesine ve kablo tipine göre dielektrik, kılıf ve zırh kayıpları da olur. Bu kayıpların bir veya birkaçından açığa çıkan ısı, kablodan dışarıya atılmalıdır. Bunun için ise bir yerden diğerine ısı iletimini sağlamak üzere gerekli olan sıcaklık farkının oluşması gerekmektedir.



Bir kabloda meydana gelen sıcaklık aynı zamanda kablonun ve yanına döşenen diğer kabloların döşenme şekillerine, kablonun ve çevreleyen ortamın (örn:toprağın) ısıl özelliklerine bağlıdır. Bunlar bir kabloda sıcaklık oluşumu ve dağılımı için belirleyici bileşenlerdir. Kablo sıcaklığının ve buna bağlı olarak kablo ömrünün hesaplanması, elektriksel sistem güvenliği ve işletme ekonomisi bakımından önem arz etmektedir.

Isının Akım Taşıma Kapasitesi Üzerindeki Etkileri


Konuyla ilgili bugüne kadar yapılan test ve ölçümler neticesinde akımın sıcaklığı artırdığı, artan sıcaklığın ise akım taşıma kapasitesini düşürdüğü gözlenmiştir. Hatta artan sıcaklıkla beraber düşen akım nedeniyle bu defa sıcaklığın azalacağı, dolayısıyla akımın yeniden artacağı; sonunda sıcaklık ve akım bakımından kararlı değerlere ulaşılacağı bilinmektedir.
 

 
Kablo Sıcaklığına Bağlı Değişkenlik Gösteren Örnek Bir Akım Taşıma Kapasitesi Grafiği


► İlginizi Çekebilir: Enerji Kabloları ve Seçim Kriterleri
 

Kabloların akım taşıma kapasiteleri, bulundukları ortamın ısıl iletkenliği ile de sıkı sıkıya bağlıdır. Toprağın veya genel olarak kabloları çevreleyen ortamın ısıl iletkenlik değerindeki azalmalar, kablo sıcaklıklarında önemli artışlara ve buna bağlı olarak akım taşıma kapasitelerinde bariz düşüşlere neden olmaktadır. Bu durum, aynı zamanda kablo ömrünü de kısaltan bir etki olarak ortaya çıkmaktadır.
 

 
Toprağın Isıl İletkenliğindeki Değişimin Kablo Sıcaklığına ve Akım Taşıma Kapasitesine Etkisini Gösteren Örnek Bir Tablo 


Kablolar genellikle yalnız başlarına bulunmazlar. Yanlarında ve çevrelerinde diğer kablolarda bulunur. Her bir kabloda ortaya çıkan ısı ise komşu kabloların ısı alışverişini olumsuz etkiler. Böyle bir durumda (yakınındaki diğer kablolar nedeniyle) bir kablo hem kendi ısısını rahatça çevreye iletemez, hem de bu kablolardan ısı aldığı için daha fazla ısınır. Bu da akım taşıma kapasitesinin düşmesi anlamına gelmektedir. Bu etkiyi azaltmak için kabloların birbirinden uzaklaştırılması ve kablolar arası uzaklığın belirli oranlarda artırılması gerekmektedir.
 

 
Kablolar Arasındaki Uzaklık Değişiminin Ortamdaki Kablo Sıcaklığına ve Akım Taşıma Kapasitesine Etkisini Gösteren Örnek Bir Tablo




 

Isınmayı Engellemek için Alınması Gereken Tedbirler



Kablolar, kullanılacakları şebekelerde oluşacak kısa devre akımlarına dayanıklı olmalı, kısa devrelere karşı termik manyetik şalterlerle korunmalıdır. Kablonun aşırı ısınması ve gereksiz açmaları önlemek için, sigorta akımı kablonun taşıyacağı akımdan küçük olmalıdır.

 Isınma, kablonun akım taşıma limitlerine bir sınırlama getirmektedir. Sıcaklık değeri, kablo yalıtkanını oluşturan maddenin yalıtma özelliğinin bozulmaya başladığı sıcaklık değerinin üstüne çıkmamalı; kablo kesiti, yalıtım malzemesinin zarar görmemesi için iletkenin taşıyabileceği akım değerine göre belirlenmelidir. 20 °C’yi aşan sıcaklıklarda redüksiyon katsayılarının dikkate alınması gerekmektedir.

 Kablo ve çevresini yangın tehlikesinden korumak ve yangının yayılmasını önlemek için kablolar yanıcı maddeler üzerine döşenmemeli, açık havada döşenen kablolar olabildiğince güneş ışınlarının etkilerinden korunmalıdır. Soğutma açısından birden fazla kablo ile enerjinin taşınması, tek bir kablo ile enerjinin taşınmasına göre daha avantajlıdır. 



Kaynak:


Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar