Kablo kesitini “biraz kalın olsun, zararı olmaz” diye seçmek hem gereksiz maliyet çıkarır hem de her zaman güvenli sonuç vermez. Doğru kesit iki soruya birlikte cevap verir: kablo bu akımı ısınmadan taşıyabilir mi (akım taşıma kapasitesi), ve hattın sonunda gerilim yönetmelik sınırının içinde kalır mı (gerilim düşümü)? Hangisi daha kalın kablo istiyorsa seçim ona göre yapılır. 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 HD 60364-5-52 akım taşıma tabloları, Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği çizelgeleri 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.
Sahadan not: Hesapta en çok atlanan şey kablonun gerçek boyudur. Plandan kuş uçuşu ölçülen mesafe; düşey çıkışlar, tava dönüşleri ve pano içi bağlantı payıyla sahada belirgin şekilde uzar ve gerilim düşümü de bu farkla birlikte artar. İkinci sık hata gruplamadır: aynı tavada yan yana döşenen kablolar birbirini ısıtır. Tablodaki akım değeri düzeltme katsayısıyla düşürülmeden seçilen bir kesit kâğıt üzerinde yeterli görünür, sahada sınırda kalır.
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; bağlantı kutusundan son tüketiciye kadar toplam düşümü %1,5 (aydınlatma ve priz) veya %3 (motor) sınırıyla karşılaştırın (EİY m.57).
- İki kontrolden hangisi daha büyük kesit gerektiriyorsa, nihai kesit olarak onu seçin.
- Sınırı aşan ya da sınıra yakın sonuçlarda (örneğimizdeki %2,59 ve %1,55 gibi) kesiti bir veya iki kademe büyütüp hesabı tekrarlayın.