Direct current
ΔU = 2 * I * R * L
Alternating single-phase/Alternating two-phase
ΔU = 2 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
Alternating three-phase
ΔU = √3 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
ΔU = Voltage drop (V)
I = Current (A)
R = Resistance (Ω/km)
X = Reactance (Ω/km)
L = Line length (km)
φ = Phase shift between voltage and current
DC ve AC devrelerinde ana elektrik parametreleri kullanılarak gerilim düşümünü hesaplayın.
"Gerilim düşümü, bir elektrik devresinde akan bir akımın yol boyunca elektrik potansiyelinin azalmasıdır. IEC 60364–5–52 Ek G'ye göre."
Direkt Akım (DC): Pozitiften negatif kutbuna sürekli akar. Pil, güneş panelleri ve elektronik cihazlarda kullanılır.
Alternatif Akım (AC): Zaman içinde sabit bir frekansta (örneğin, 50 Hz veya 60 Hz) yön ve genliği tersine döner. Elektrik şebekeleri ve evlerde kullanılır.
Sistem Türleri:
Tek fazlı: Bir faz iletkeni ve bir nötr.
İki fazlı: İki faz iletkeni (nadir).
Üç fazlı: Üç faz iletkeni; dört tel nötrlü dahil.
Bir kutuplu: Bir iletken.
İki kutuplu: İki iletken.
Üç kutuplu: Üç iletken.
Dört kutuplu: Dört iletken.
Beş kutuplu: Beş iletken.
Çok kutuplu: İki veya daha fazla iletken.
İletken yalıtım malzemesine bağlı olarak izin verilen çalışma sıcaklığı.
IEC/CEI:
70°C (158°F): PVC yalıtım, PVC kaplı mineral yalıtım veya erişilebilir çıplak mineral yalıtım.
90°C (194°F): XLPE, EPR veya HEPR yalıtımı.
105°C (221°F): Çıplak ve erişilemez mineral yalıtım.
NEC:
60°C (140°F): TW, UF tipleri
75°C (167°F): RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW
90°C (194°F): TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
Aynı kesit alanı, uzunluk ve malzemeye sahip iletkenler paralel bağlanabilir. Maksimum izin verilen akım, bireysel çekirdek maksimum akımlarının toplamıdır.
Tedarik noktasından yük arasındaki mesafe (tek yönde), metre veya fit cinsinden ölçülür. Daha uzun hatlar daha yüksek gerilim düşümüne neden olur.
İletken için kullanılan malzeme. Yaygın malzemeler arasında bakır (düşük direnç) ve alüminyum (hafif, ucuz) bulunur.
Kablonun içindeki iletken sayısını tanımlar:
Bir kutuplu: Bir iletken
İki kutuplu: İki iletken
Üç kutuplu: Üç iletken
Dört kutuplu: Dört iletken
Beş kutuplu: Beş iletken
Çok kutuplu: İki veya daha fazla iletken
İki nokta arasındaki elektrik potansiyel farkı.
Tek fazlı sistemler için faz-nötr gerilimini girin (örneğin, 120V).
İki fazlı veya üç fazlı sistemler için faz-faz gerilimini girin (örneğin, 208V, 480V).
Daire özelliklerinin belirlenmesi için düşünülen güç, watt (W) veya kilowatt (kW) cinsinden ölçülür. Tüm bağlı cihazları içerir.
Etkin gücü görünür güce oran: cosφ, burada φ gerilim ve akım arasındaki faz açısıdır.
Değer 0 ile 1 arasında değişir. İdeal = 1 (tamamen dirençsel yük).
İletkenin kesit alanı, mm² veya AWG cinsinden ölçülür.
Daha büyük ölçü → daha düşük direnç → daha az gerilim düşümü.
VD = I × R × L
VD (%) = (VD / V) × 100
R = ρ × L / A
Binalardaki elektrik kurulumlarının tasarlanması
Uzun mesafe güç iletimi için tel ölçümü
Zayıf ışık veya motor sorunlarının giderilmesi
IEC 60364 ve NEC standartlarına uygunluk
Endüstriyel tesis planlaması
Yenilenebilir enerji sistemleri (güneş, rüzgar)
IEC 60364-5-52 ve NEC standartlarına göre genel tavsiye şudur: aydınlatma devrelerinde gerilim düşümü %3'ü, güç devrelerinde (prizler, motorlar vb.) ise %5'i aşmamalıdır.
Örneğin,
230V tek fazlı bir sistemde, aydınlatma için izin verilen maksimum düşüm 230 × %3 = 6,9V'dur, bu da yük ucundaki gerilimin 223,1V'nin altına düşmemesi gerektiği anlamına gelir. Bu aralığın aşılması, ışıkların loş yanmasına, motorların aşırı ısınmasına veya ekipmanın düzgün bir şekilde çalışmaya başlamamasına neden olabilir.
Doğru akım devrelerinde, gerilim düşümü yalnızca direnç ile belirlenir (VD = I × R). Ancak, alternatif akım devrelerinde, direnç (R)'e ek olarak reaktans (X) de bulunur ve akım ile gerilim arasında bir faz farkı mevcuttur.
Güç faktörü (PF = cosφ), aktif gücün toplam görünür güce oranını yansıtır. PF ne kadar düşükse, aynı aktif güç için hat akımı o kadar yüksek olur ve bu da daha büyük bir gerilim düşümüne yol açar.
Örneğin, aynı 5kW yük için, PF=1 olduğunda akım yaklaşık 21,7A iken, PF=0,8 olduğunda yaklaşık 27,1A'ya yükselir ve bu da yaklaşık %25 daha fazla gerilim düşümüne neden olur.
Evet, gerilim düşümü hat uzunluğu ile doğru orantılıdır (VD = I × R × L). Hat ne kadar uzunsa, direnç o kadar yüksek ve düşüm o kadar büyük olur. Gerilim düşümünü azaltmanın üç temel yolu vardır:
① İletken kesit alanını artırın (daha kalın tel daha düşük direnç anlamına gelir);
② Sistem gerilimini artırın (aynı güç için daha düşük akım);
③ Paralel iletkenler kullanın (aynı spesifikasyona sahip birden fazla iletkenin paralel bağlanması eşdeğer kesit alanını artırır). Uygun tel boyutlandırması özellikle güneş enerjisi sistemlerinde ve uzun mesafeli güç iletiminde önemlidir.
Bakır, alüminyuma kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir özdirenç değerine (yaklaşık 1,68×10⁻⁸ Ω·m) sahiptir (alüminyum yaklaşık 2,82×10⁻⁸ Ω·m); bu nedenle, aynı kesit alanı ve uzunluk için, bir alüminyum iletkenin gerilim düşümü, bir bakır iletkene kıyasla yaklaşık %68 daha yüksektir.
Başka bir deyişle, aynı gerilim düşümü performansını elde etmek için alüminyum telin bakır telden bir boyut daha büyük olması gerekir (örneğin, bakır 4mm² kullanılıyorsa, alüminyum 6mm² veya 10mm² olmalıdır). Alüminyum tel daha hafif ve daha ucuz olmasına rağmen, gerilim düşümü gereksinimlerinin katı olduğu uygulamalarda bakır tel daha güvenilir bir seçimdir.
Giriş
