Bir elektrik projesinde kablo kesiti seçimi, "yeterince kalın olsun" gibi kabaca yapılacak bir tercih değildir; iki ayrı mühendislik kriterinin birlikte sağlanmasını gerektirir: kablo, üzerinden geçecek akımı ısınmadan taşıyabilmeli (akım taşıma kapasitesi) ve hat sonunda gerilim, kabul edilebilir sınırın altına düşmemelidir (gerilim düşümü). Bu iki kriterden hangisi daha büyük kesiti gerektiriyorsa, nihai kesit o kritere göre seçilir. Bu yazıda her iki hesabı da formülleriyle, gerçek sayılarla çözülmüş iki örnekle ve bakır/alüminyum karşılaştırmasıyla birlikte adım adım anlatıyoruz.
1. Akım taşıma kapasitesi (ampacity) nedir?
Bir iletkenden akım geçtiğinde direnç nedeniyle ısı açığa çıkar. Kesit ne kadar küçükse, aynı akım için ısınma o kadar fazladır; izolasyon malzemesinin dayanabileceği sıcaklığın üzerine çıkılırsa kablo ömrü kısalır, aşırı durumda yangın riski oluşur. Bu yüzden her kesit için, belirli bir döşeme yöntemi ve ortam sıcaklığı varsayımıyla bir izin verilen sürekli akım değeri tablolanır. PVC izoleli, borulu tesisatta (iki yüklü iletken, 30°C ortam) bakır iletkenler için tipik referans değerler şöyledir:
| Kesit (mm²) | Yaklaşık akım taşıma kapasitesi |
|---|---|
| 1.5 | ~17,5 A |
| 2.5 | ~24 A |
| 4 | ~32 A |
| 6 | ~41 A |
| 10 | ~57 A |
| 16 | ~76 A |
| 25 | ~96 A |
| 35 | ~119 A |
Bu değerler döşeme yöntemine (kablo kanalı, gömme boru, hava, kablo tavası, gruplandırma) ve ortam sıcaklığına göre düzeltme katsayılarıyla değişir; projelendirmede kullanılan tam değerler için TS EN 60934 ve ilgili kablo üretici tablolarının esas alınması gerekir. Buradaki tablo, mertebeyi göstermek için tipik bir referanstır.
2. Gerilim düşümü nasıl hesaplanır?
Gerilim düşümü, akımın kablo direncinden geçerken kaybettiği gerilimdir; kablo ne kadar uzun ve ince ise düşüm o kadar büyür. Pratikte kullanılan formüller şöyledir:
Burada L hattın metre cinsinden uzunluğu, I amper cinsinden akım, cosφ güç faktörü, κ iletkenin iletkenlik katsayısı (bakır için ≈56 m/Ω·mm², alüminyum için ≈34-35 m/Ω·mm²) ve S mm² cinsinden kesittir. Çıkan ΔU değeri volt cinsindendir; devrenin nominal gerilimine bölünüp yüzdeye çevrilerek yönetmelik sınırıyla karşılaştırılır.
3. Örnek 1 — Üç fazlı kuvvet hattı (pano → tevzi panosu)
Bir ofis binasında ana panodan 45 metre uzaklıktaki bir tevzi panosuna 32 A yük taşıyan, cosφ=0,85 olan üç fazlı bir hat için NYY 4x6 mm² bakır kablo öngörülüyor. Gerilim düşümünü kontrol edelim (nominal gerilim 400 V, κ=56):
Hesaplama
ΔU = (√3 × 45 × 32 × 0,85) / (56 × 6)ΔU = (1,732 × 45 × 32 × 0,85) / 336
ΔU = 2119,97 / 336 ≈ 6,31 V
ΔU% = 6,31 / 400 × 100 ≈ %1,58
4. Örnek 2 — Uzun bir aydınlatma hattı
Aynı binada, panodan 25 metre uzaklıktaki bir aydınlatma grubuna 10 A yük taşıyan, cosφ=1 kabul edilen tek fazlı bir hat için ilk etapta 1,5 mm² bakır kablo düşünülüyor (nominal gerilim 230 V):
Hesaplama
ΔU = (2 × 25 × 10 × 1) / (56 × 1,5)ΔU = 500 / 84 ≈ 5,95 V
ΔU% = 5,95 / 230 × 100 ≈ %2,59
Bu iki örnek, neden tek bir "kural" ile kesit seçilemeyeceğini gösteriyor: kısa ama yüksek akımlı hatta akım taşıma kapasitesi belirleyici olurken, uzun ama görece düşük akımlı hatta gerilim düşümü belirleyici hale gelebiliyor. Doğru yaklaşım, her iki kontrolü de yapıp büyük olan kesiti esas almaktır.
5. Bakır mı, alüminyum mu?
| Özellik | Bakır | Alüminyum |
|---|---|---|
| İletkenlik katsayısı (κ) | ≈56 m/Ω·mm² | ≈34-35 m/Ω·mm² |
| Aynı akım için gereken kesit | Referans | Yaklaşık %60-65 daha büyük |
| Ağırlık | Daha ağır | Daha hafif (~%50) |
| Tipik kullanım alanı | İç tesisat, priz/aydınlatma/kuvvet hatları | Büyük kesitli OG/AG besleme ve enerji nakil hatları |
Alüminyumun iletkenliği bakırdan düşük olduğu için aynı akım ve gerilim düşümü sınırını sağlamak üzere genellikle bir üst standart kesit seçilir. İç tesisatlarda (priz, aydınlatma, kuvvet devreleri) bağlantı güvenilirliği ve küçük kesitlerdeki pratiklik nedeniyle bakır tercih edilirken, büyük kesitli besleme ve enerji nakil hatlarında alüminyumun maliyet ve ağırlık avantajı öne çıkabilir.
6. Özet kontrol listesi
- Devrenin yükünü (A) ve güç faktörünü (cosφ) belirleyin.
- Döşeme yöntemine ve ortam sıcaklığına uygun akım taşıma kapasitesi tablosundan ön kesiti seçin.
- Gerçek hat uzunluğuyla gerilim düşümünü hesaplayın; devre tipine göre %3 (aydınlatma) veya %5 (kuvvet) sınırıyla karşılaştırın.
- İki kontrolden hangisi daha büyük kesit gerektiriyorsa, nihai kesit olarak onu seçin.
- Sınıra yakın sonuçlarda (örneğimizdeki %2,59 gibi) bir üst kesitle güvenlik payı bırakmayı değerlendirin.