Kılavuzlar
ElektrikOrta14 dk
Standards-Based

Gerilim Düşümü Hesaplama Rehberi: IEC 60364-5-52 & NEC Standartları

IEC 60364-5-52, NEC Article 210.19(A) ve BS 7671 standartlarına göre elektrik tesisatlarında gerilim düşümü hesaplama için kapsamlı rehber

Enginist Teknik Ekip
Yayınlanma: 16 Ekim 2025
Güncelleme: 9 Kasım 2025

İçindekiler

Gerilim Düşümü Hesaplama: Komple Mühendislik Rehberi

Giriş

Gerilim düşümü, elektrik tesisatlarında kritik bir faktördür ve kablo direnci nedeniyle kaynak ile yük arasındaki voltaj farkını temsil eder. Aşırı gerilim düşümü, ekipman performansını düşürür, motor başlatma sorunlarına neden olur, aydınlatma kalitesini etkiler ve enerji kayıplarına yol açar. Doğru gerilim düşümü hesaplama, güvenilir, verimli ve kod uyumlu elektrik tesisatları için gereklidir. IEC 60364-5-52, NEC Madde 210.19(A) ve BS 7671 standartları, aydınlatma devreleri için maksimum %3, güç devreleri için maksimum %5 voltaj düşümü limitleri belirtir.

Bu rehber, elektrik tesisatlarında gerilim düşümü hesaplaması yapması gereken elektrik mühendisleri, elektrikçiler ve elektrik tasarımcıları için hazırlanmıştır. Tek fazlı ve üç fazlı sistemler için temel hesaplama formüllerini, sıcaklık düzeltmelerini, güç faktörü düşüncelerini ve IEC, NEC ve BS standartlarına göre standart uyumluluğunu öğreneceksiniz.

Hızlı Cevap: Gerilim Düşümü Hesaplama Formülü

Gerilim düşümü, tek fazlı ve üç fazlı sistemler için farklı formüller kullanılarak hesaplanır ve iletken direnci ile güç faktörü dikkate alınır.

Temel Formüller

Sistem TipiFormülNotlar
Tek FazlıΔV=2×I×L×(Rcosϕ+Xsinϕ)1000\Delta V = \frac{2 \times I \times L \times (R \cos\phi + X \sin\phi)}{1000}2 faktörü faz + nötr iletkenleri için
Üç FazlıΔV=3×I×L×(Rcosϕ+Xsinϕ)1000\Delta V = \frac{\sqrt{3} \times I \times L \times (R \cos\phi + X \sin\phi)}{1000}3\sqrt{3} (1.732) faz ilişkileri için

Parametreler:

  • ΔV\Delta V = Gerilim düşümü (V)
  • II = Yük akımı (A)
  • LL = Tek yön kablolama uzunluğu (m)
  • RR = Çalışma sıcaklığında direnç (Ω/km)
  • XX = Reaktans (Ω/km)
  • cosϕ\cos\phi = Güç faktörü

Sıcaklık Düzeltmesi

R(T)=R20×[1+α×(T20)]R(T) = R_{20} \times [1 + \alpha \times (T - 20)]

  • Bakır: α=0.00393\alpha = 0.00393/°C
  • Alüminyum: α=0.00403\alpha = 0.00403/°C
  • 70°C'de: Bakır için direnç yaklaşık %19.65 artar

Çözümlü Örnek

Tek Fazlı Devre: 230V, 16A, 20m

Verilen:

  • Gerilim: 230V, tek fazlı
  • Akım: 16A
  • Tel: 2.5 mm² bakır, 20m uzunluk
  • Güç faktörü: 0.95
  • Çalışma sıcaklığı: 70°C

Adım 1: 70°C'de Direnci Hesaplayın

  • R20=8.21ΩR_{20} = 8.21 \Omega/km (tablolardan)
  • R70=8.21×[1+0.00393×(7020)]=8.82ΩR_{70} = 8.21 \times [1 + 0.00393 \times (70 - 20)] = 8.82 \Omega/km

Adım 2: Gerilim Düşümünü Hesaplayın

ΔV=2×16×20×(8.82×0.95+0.135×0.312)1000=5.03 V\Delta V = \frac{2 \times 16 \times 20 \times (8.82 \times 0.95 + 0.135 \times 0.312)}{1000} = 5.03 \text{ V}

Adım 3: Yüzdeyi Belirleyin

ΔV%=5.03230×100=2.19%\Delta V\% = \frac{5.03}{230} \times 100 = 2.19\%

Sonuç: %2.19 < %3 limit ✔

Gerilim Düşümü Limitleri

Gerilim düşümü, elektrik sistemi tasarımında en kritik hususlardan biridir. Aşırı gerilim düşümü, zayıf ekipman performansına, artan enerji kayıplarına, azalmış ekipman ömrüne ve elektrik kodlarına uyumsuzluğa yol açar. Bu kapsamlı rehber, gerilim düşümü analizinin teorisini, standartlarını, değerlendirme yöntemlerini ve pratik uygulamalarını kapsamaktadır.

Gerilim Düşümü Nedir?

Gerilim düşümü, akım bir iletkenin direnci ve reaktansından geçerken meydana gelen elektriksel potansiyel (gerilim) azalmasıdır. Kaynaktaki gerilim (besleme) ile yükteki gerilim (ekipman) arasındaki farktır.

Gerilim Düşümü Neden Önemlidir?

  1. Ekipman Performansı: Motorlar daha yavaş çalışır, lambalar sönükleşir, ısıtma elemanları daha az ısı üretir
  2. Enerji Verimliliği: Daha yüksek kayıplar, boşa harcanan enerji ve artan elektrik maliyetleri anlamına gelir
  3. Ekipman Ömrü: Düşük gerilim koşulları ekipmana stres uygular ve ömrünü azaltır
  4. Kod Uyumluluğu: Elektrik kodları maksimum gerilim düşümü limitleri zorunlu kılar
  5. Güvenlik: Aşırı gerilim düşümü, yetersiz boyutlu kablolar veya aşırı yüklenmiş devreleri gösterebilir

Uluslararası Standartlar ve Limitler

StandartDevre TipiMaksimum Gerilim DüşümüNotlar
IEC 60364-5-52Aydınlatma devreleri3%Birincil uluslararası standart
IEC 60364-5-52Güç devreleri5%
IEC 60364-5-52Toplam tesisat6%Kaynaktan son devreye kadar
NEC Madde 210.19(A)Dal devreleri3%ABD standardı
NEC Madde 210.19(A)Besleme devreleri2%
NEC Madde 210.19(A)Birleşik (besleme + dal)5%Toplam maksimum
BS 7671 (İngiltere)Aydınlatma3%IEC ile uyumlu
BS 7671 (İngiltere)Diğer kullanımlar5%

Not: Bu limitler, ekipmanın performans bozulması olmadan verimli çalışmasını sağlar. Aydınlatma, düşük gerilim azalmalarında görünür karartma meydana geldiği için daha sıkı 3% limitlere sahiptir.

Gerilim Düşümü Formülleri

Tek Fazlı Devreler (IEC 60364-5-52)

Tek fazlı devreler için (örn. 230V, 120V):

Vd=2×I×L×(R×cosϕ+X×sinϕ)/1000V_d = 2 \times I \times L \times (R \times \cos \phi + X \times \sin \phi) / 1000

Burada:

  • VdV_d = Gerilim düşümü (V)
  • II = Yük elektrik akımı (A)
  • LL = Tek yön iletken uzunluğu (m)
  • RR = Çalışma sıcaklığındaki iletken direnci (Ω/km)
  • XX = İletken reaktansı (Ω/km)
  • cosϕ\cos \phi = güç katsayısı
  • sinϕ=1cos2ϕ\sin \phi = \sqrt{1 - \cos^2 \phi} (reaktif faktör)

2 faktörü, akışın hem faz (gidiş) hem de nötr (dönüş) iletkenlerinden geçmesini hesaba katar.

Üç Fazlı Devreler

Üç fazlı devreler için (örn. 400V, 480V):

Vd=3×I×L×(R×cosϕ+X×sinϕ)/1000V_d = \sqrt{3} \times I \times L \times (R \times \cos \phi + X \times \sin \phi) / 1000

3\sqrt{3} faktörü (1.732\approx 1.732) üç fazlı sistemlerdeki faz ilişkisini yansıtır.

Sıcaklık Düzeltmesi

İletken direnci sıcaklıkla artar. IEC 60028'den düzeltme formülü:

R(T)=R20×[1+α×(T20)]R(T) = R_{20} \times [1 + \alpha \times (T - 20)]

Burada:

  • R(T)R(T) = T çalışma sıcaklığındaki direnç (Ω/km)
  • R20R_{20} = 20°C referans sıcaklığındaki direnç (Ω/km)
  • α\alpha = Sıcaklık değeri katsayısı (°C başına)
    • Bakır: α\alpha = 0.00393 /°C
    • Alüminyum: α\alpha = 0.00403 /°C
  • TT = Çalışma sıcaklığı (°C)

İletken Özellikleri (IEC 60028)

ÖzellikBakırAlüminyumNotlar
20°C'deki Özdirenç0.01724 Ωmm2/m\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}0.02826 Ωmm2/m\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}Alüminyum %64 daha yüksek
Isıl değer Katsayısı (α\alpha)0.00393 /°C0.00403 /°C°C artışı başına
Tipik Reaktans0.08 Ω/km\Omega/\text{km}0.09 Ω/km\Omega/\text{km}Küçük kablolar (<10mm²)
Göreceli MaliyetDaha yüksekDaha düşükAlüminyum tipik olarak 30-40% daha ucuz
AğırlıkDaha yüksekDaha düşükAlüminyum ~30% daha hafif
Tipik KullanımKonut, ticariEndüstriyel, uzun hatlarMaliyet ve ağırlık değerlendirmeleri

Adım Adım Hesaplama Örneği

Örnek 1: Konut Tek Fazlı Devre

Verilen:

  • Sistem gerilimi: 230V (tek faz)
  • Yük akımı: 16A
  • Hat: 2.5 mm² bakır
  • Elektrik hattı uzunluğu: 20m (tek yön)
  • Güç faktörü: 0.95
  • Çalışma sıcaklığı: 70°C (PVC yalıtım)

Adım 1: 20°C'de Direnci Hesapla

R20=ρ/A=0.01724/2.5=0.006896Ω/m=6.896Ω/kmR_{20} = \rho / A = 0.01724 / 2.5 = 0.006896\,\Omega/\text{m} = 6.896\,\Omega/\text{km}

Adım 2: Isı Düzeltmesi Uygula

R70=6.896×[1+0.00393×(7020)]=6.896×1.1965=8.25Ω/kmR_{70} = 6.896 \times [1 + 0.00393 \times (70 - 20)] = 6.896 \times 1.1965 = 8.25\,\Omega/\text{km}

Adım 3: Reaktansı Belirle

Küçük kablolar için (< 10 mm²), reaktans 0.08Ω\approx 0.08 \Omega/km

Adım 4: sinϕ\sin \phi değerini Hesapla

sinϕ=1(0.95)2=10.9025=0.312\sin \phi = \sqrt{1 - (0.95)^2} = \sqrt{1 - 0.9025} = 0.312

Adım 5: Gerilim Düşümünü Hesapla

Vd=2×16×0.020×(8.25×0.95+0.08×0.312)/1000V_d = 2 \times 16 \times 0.020 \times (8.25 \times 0.95 + 0.08 \times 0.312) / 1000

Vd=32×0.020×(7.838+0.025)/1000=0.64×7.863/1000=5.03VV_d = 32 \times 0.020 \times (7.838 + 0.025) / 1000 = 0.64 \times 7.863 / 1000 = 5.03 \,\text{V}

Adım 6: Yüzde Düşümü Hesapla

Gerilim Dusumu%=(5.03/230)×100=2.19%\text{Gerilim Dusumu} \% = (5.03 / 230) \times 100 = 2.19\%

Sonuç: Gerilim düşümü 2.19%'dur, bu IEC güç devresi limitlerini (5%) karşılar ancak bu bir aydınlatma devresi olsaydı aydınlatma devresi limitini (3%) aşardı.

Örnek 2: Endüstriyel Üç Fazlı Motor Devresi

Verilen:

  • Sistem gerilimi: 400V (üç faz)
  • Makine gücü: 30 kW
  • Güç faktörü: 0.85
  • Kablolama: 35 mm² bakır
  • Tel uzunluğu: 50m
  • Çalışma sıcaklığı: 70°C

Adım 1: Yük Akımını Hesapla

I=P3×V×cosφ=300001.732×400×0.85=51.0AI = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos \varphi} = \frac{30000}{1.732 \times 400 \times 0.85} = 51.0\,\text{A}

Adım 2: Direnci Hesapla

R20=0.01724/35=0.493Ω/kmR_{20} = 0.01724 / 35 = 0.493\,\Omega/\text{km}

R70=0.493×1.1965=0.590Ω/kmR_{70} = 0.493 \times 1.1965 = 0.590\,\Omega/\text{km}

Adım 3: Gerilim Düşümünü Hesapla

Vd=1.732×51×0.050×(0.590×0.85+0.08×0.527)/1000V_d = 1.732 \times 51 \times 0.050 \times (0.590 \times 0.85 + 0.08 \times 0.527) / 1000

Vd=4.42×(0.502+0.042)/1000=2.40 VV_d = 4.42 \times (0.502 + 0.042) / 1000 = 2.40 \text{ V}

Adım 4: Yüzde Düşümü

Gerilim Dusumu%=(2.40/400)×100=0.60%\text{Gerilim Dusumu} \% = (2.40 / 400) \times 100 = 0.60\%

Sonuç: Mükemmel! Tüm limitlerin çok altında.

Pratik Kablo Boyutlandırma Kılavuzu

Hızlı Referans Tablosu (Bakır, 30m hat, 230V Tek Faz)

Yük (A)Aydınlatma (3% maks)Güç (5% maks)
6A1.5 mm²1.5 mm²
10A2.5 mm²1.5 mm²
16A4 mm²2.5 mm²
20A6 mm²4 mm²
25A10 mm²6 mm²
32A16 mm²10 mm²

Kablo Boyutlandırmayı Etkileyen Faktörler

FaktörGerilim Düşümüne EtkisiİlişkiNotlar
İletken UzunluğuUzunlukla doğrusal artarDoğru orantı2×2 \times uzunluk = 2×2 \times gerilim düşümü
Yük AkımıAkımla doğrusal artarDoğru orantı2×2 \times akım = 2×2 \times gerilim düşümü
İletken MalzemesiAlüminyumun direnci bakırdan 64% daha yüksekDoğru orantıAlüminyum daha ucuz ve hafiftir
Çalışma SıcaklığıSıcaklıkla artarR(T)=R20×[1+α×(T20)]R(T) = R_{20} \times \left[1 + \alpha \times (T-20)\right]20°C'den 70°C'ye: bakır için +19.65%
Güç FaktörüDüşük PF reaktif düşümü artırırDaha yüksek sin ϕ\phi bileşeniPF 0.8 vs 1.0: ~20-40% daha fazla düşüm
Montaj YöntemiDolaylı (akış taşıma kapasitesi üzerinden)İzin verilen akımı etkiler, R'yi doğrudan etkilemezBoru, hat kanalı, doğrudan gömme

Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar

HataYanlış YaklaşımDoğru YaklaşımEtki
Nominal Direnç Kullanma20°C'deki direnci kullanmaÇalışma sıcaklığı (70-90°C) için derece düzeltmesi uygulama19.65% hata (20°C vs 70°C)
2 Faktörünü UnutmaVd=I×L×RV_d = I \times L \times R (tek faz)Vd=2×I×L×RV_d = 2 \times I \times L \times R (dönüş yolu hesaba katılır)50% düşük tahmin
Güç Faktörüünü Görmezden GelmeTüm yükler için PF=1.0PF = 1.0 varsaymaGerçek PF kullanma (motorlar için 0.8-0.9)10-20% düşük tahmin
Yanlış Gerilim ReferansıTek fazlı kalkulasyon için 400V kullanma230V kullanma (faz-nötr)74% yüksek tahmin
Aydınlatma Limitlerini İhmal EtmeTüm devrelere 5% limit uygulamaAydınlatma devreleri için 3% kullanmaKod uyumsuzluğu

İleri Düzey Hususlar

Motor Başlatma Sırasında Gerilim Düşümü

Motor başlatma akımları tam yük akımlarının 5-7 katıdır. Büyük motorlar için:

  1. Başlatma gerilim düşümünü ayrı olarak bulun
  2. Motor starter'ın düşük gerilimde çalışabildiğinden emin olun
  3. Başlatma akımını sınırlamak için yumuşak başlatıcılar veya VFD'leri düşünün

Harmonikler ve Doğrusal Olmayan Yükler

Önemli harmonik içeriği olan devreler için (VFD'ler, LED sürücüler, bilgisayar yükleri):

  • Düşürülmüş nötr iletkenler kullanın
  • Arttırılmış iletken boyutlarını düşünün
  • Sadece büyüklüğü değil, gerilim bozulmasını izleyin

Uzun Kablo Hatları (> 100m)

Çok uzun hatlar için:

  1. Ara gerilim yükseltme transformatörlerini düşünün
  2. Daha yüksek gerilim dağıtımını değerlendirin (örn. 230V yerine 400V)
  3. Ekonomik dengeyi tespit edin: elektrik hattı maliyeti vs enerji kaybı maliyeti

Enerji Kaybı ve Maliyet Hesaplamaları

Gerilim düşümü, iletkenlerde ısı olarak dağılan güç kaybına neden olur. Bu kayıplar boşa harcanan enerji ve artan elektrik maliyetlerini temsil eder ve bu da onları ekonomik kablolama boyutlandırma kararlarında kritik bir faktör haline getirir.

Güç Kaybı Formülü

Tek fazlı devreler için:

Pkayıp=I2×R×L×2P_{\text{kayıp}} = I^2 \times R \times L \times 2

Üç fazlı devreler için:

Pkayıp=I2×R×L×3P_{\text{kayıp}} = I^2 \times R \times L \times 3

Burada:

  • PkayıpP_{\text{kayıp}} = Güç kaybı (W)
  • II = Yük elektrik akımı (A)
  • RR = Çalışma sıcaklığında birim uzunluk başına direnç (Ω/km)
  • LL = Tek yön tel uzunluğu (km)

Not: 2 faktörü (tek fazlı) hem faz hem de nötr iletkenlerini hesaba katar, 3 (üç fazlı) ise üç faz iletkeninin tamamını hesaba katar.

Yıllık Enerji Kaybı

Eyillik=Pkayip×Yillik Calisma SaatleriE_{\text{yillik}} = P_{\text{kayip}} \times \text{Yillik Calisma Saatleri}

Örnek: 50A yük, 35 mm² bakır iletken, 50m hat, 70°C çalışma sıcaklığına sahip endüstriyel tesisat:

  • 70°C'deki direnç: R70=0.590ΩR_{70} = 0.590 \Omega/km
  • Güç kaybı (üç fazlı): P=502×0.590×0.050×3=221P = 50^2 \times 0.590 \times 0.050 \times 3 = 221 W
  • Yıllık enerji kaybı (8760 saat): E=221×8760=1,936E = 221 \times 8760 = 1{,}936 kWh/yıl

Ekonomik Kablo Boyutlandırma

Uzun hat hatları veya yüksek yük uygulamaları için, toplam sahip olma maliyetini düşünün:

Toplam Maliyet=Elektrik hattı Maliyeti+(Enerji Kaybı Maliyeti×O¨mu¨r)\text{Toplam Maliyet} = \text{Elektrik hattı Maliyeti} + (\text{Enerji Kaybı Maliyeti} \times \text{Ömür})

Karar Örneği: 50A, 100m hat için 35 mm² vs 50 mm² bakır kablolama karşılaştırması:

  • 35 mm²: Daha yüksek enerji kaybı (221W) ancak daha düşük başlangıç maliyeti
  • 50 mm²: Daha düşük enerji kaybı (155W) ancak daha yüksek başlangıç maliyeti

Tipik bir elektrik tarifesi ile 20 yıllık ömür boyunca:

  • Enerji tasarrufu: 66 W×8760 h×20 yıl=11,563 kWh66 \text{ W} \times 8760 \text{ h} \times 20 \text{ yıl} = 11{,}563 \text{ kWh}
  • Tel maliyet farkı enerji tasarrufundan düşükse, daha büyük iletken ekonomik olarak haklı çıkar

Kılavuz: Yılda >4000 saat çalışan tesisatlar için, enerji kayıpları genellikle gerilim düşümü kabul edilebilir limitler içinde olsa bile daha büyük hat boyutlarını haklı çıkarır.

Gerilim Düşümü Sorunlarını Giderme

Aşırı Gerilim Düşümü Belirtileri

Ekipman TipiBelirtiŞiddet Göstergesi
AydınlatmaKarartma, titremeÖzellikle motor başlatma veya ağır yük dönemlerinde
MotorlarYavaş başlatma, aşırı ısınma, uğuldama, azalmış torkYük altında başlamayabilir
Isıtma ElemanlarıYetersiz ısıtma, daha uzun ısınma süreleriAzalmış verimlilik
ElektronikArızalar, sıfırlamalar, azalmış ömürGerilim değişimlerine duyarlı
ÖlçümYükteki gerilim kaynaktan önemli ölçüde düşük>5% düşüm problem gösterir

Çözümler

ÇözümEtkinlikMaliyetUygulama
Kablo Boyutunu ArtırYüksekOrta-YüksekEn doğrudan çözüm
Yük Akımını AzaltOrtaDüşükYükleri fazlar arasında dengele
Kablolama Hattını KısaltYüksekDüşük-OrtaMümkünse yeniden yönlendir
Güç Faktörünü İyileştirOrtaDüşük-OrtaKondansatörler kurun
Gerilim Seviyesini YükseltÇok YüksekYüksekBüyük yükler için 230V yerine 400V kullan

Elektrik Tasarımı için En İyi Uygulamalar

  1. Tasarım Marjları: Gelecekteki yük artışına izin vermek için 2-3% gerilim düşümü hedefleyin
  2. Hesaplamaları Belgeleyin: Denetimler ve gelecekteki değişiklikler için kayıt tutun
  3. Tüm Çalışma Koşullarını Göz Önünde Bulundurun: En kötü durum senaryoları için değerlendirin
  4. Üç Fazlı Yükleri Dengeleyin: Dengesiz yükler nötr akımını artırır
  5. Üretici Verilerini Kullanın: Gerçek tel direnci nominal değerlerden farklılık gösterebilir
  6. Sahada Doğrulayın: Devreye alma sırasında gerilim düşümünü ölçün
  7. Genişleme İçin Planlayın: Beslemeleri gelecekteki devreler göz önünde bulundurarak boyutlandırın

Yazılım ve Araçlar

Gerilim Düşümü Hesaplayıcımız tüm bu formülleri şunlarla uygular:

  • IEC 60364-5-52, NEC ve BS 7671 uyumluluk kontrolü
  • Otomatik termal değer düzeltmesi
  • İletken boyutlandırma önerileri
  • Güç kaybı ve enerji maliyet hesaplamaları

İlgili Araçlar:

Sıkça Sorulan Sorular

Gerilim düşümü nedir ve nasıl hesaplanır?

Gerilim düşümü, akım bir iletkenin direnci ve reaktansından geçerken meydana gelen gerilim azalmasıdır. Kaynak gerilimi ile yük gerilimi arasındaki farktır.

Tek fazlı devreler için şu formülü kullanın:

Vd=2×I×L×(R×cosϕ+X×sinϕ)/1000V_d = 2 \times I \times L \times (R \times \cos \phi + X \times \sin \phi) / 1000

Burada:

  • II = Yük akımı (A)
  • L = Tek yön kablolama uzunluğu (m)
  • R = Çalışma sıcaklığındaki direnç (Ω/km)
  • X = Reaktans (Ω/km)
  • cos ϕ\phi = Güç faktörü

Üç fazlı devreler için, 2 faktörünü 3\sqrt{3} (1.732) ile değiştirin.

Tek fazlıdaki 2 faktörü, akışın hem faz hem de nötr iletkenlerinden (gidiş ve dönüş yolları) geçmesini hesaba katar.

IEC ve NEC'ye göre maksimum gerilim düşümü limitleri nelerdir?

IEC 60364-5-52 şunları belirtir:

  • Aydınlatma devreleri: Maksimum 3% gerilim düşümü
  • Güç devreleri: Maksimum 5% gerilim düşümü
  • Toplam tesisat: Maksimum 6% (kaynaktan son devreye kadar)

NEC Madde 210.19(A) şunları önerir:

  • Dal devreleri: Maksimum 3% gerilim düşümü
  • Besleme devreleri: Maksimum 2% gerilim düşümü
  • Birleşik (besleme + dal): Maksimum 5% toplam

BS 7671 (İngiltere) IEC ile uyumludur:

  • Aydınlatma: 3% maksimum
  • Diğer kullanımlar: 5% maksimum

Bu limitler, ekipmanın performans bozulması olmadan verimli çalışmasını sağlar. Aydınlatma, düşük gerilim azalmalarında görünür karartma meydana geldiği için daha sıkı 3% limitlere sahiptir.

Üç fazlı devreler için gerilim düşümü nasıl hesaplanır?

Üç fazlı gerilim düşümü için şu formülü kullanın:

Vd=3×I×L×(R×cosϕ+X×sinϕ)/1000V_d = \sqrt{3} \times I \times L \times (R \times \cos \phi + X \times \sin \phi) / 1000

Adım adım örnek (400V motor):

  1. Hat akımını ölçün: I=P/(3×V×cosϕ)I = P / (\sqrt{3} \times V \times \cos \phi)

    • 30kW makine, GF=0.85: I=30000/(1.732×400×0.85)=51I = 30000 / (1.732 \times 400 \times 0.85) = 51 A
  2. 70°C'deki direnci belirleyin (35 mm² bakır):

    • R20=0.01724/35=0.493ΩR_{20} = 0.01724 / 35 = 0.493 \Omega/km
    • R70=0.493×1.1965=0.590ΩR_{70} = 0.493 \times 1.1965 = 0.590 \Omega/km
  3. Gerilim düşümünü belirleyin (50m hat):

    • Vd=1.732×51×0.050×(0.590×0.85+0.08×0.527)/1000V_d = 1.732 \times 51 \times 0.050 \times (0.590 \times 0.85 + 0.08 \times 0.527) / 1000
    • Vd=2.4V_d = 2.4 V = %0.6 ✔ Mükemmel!

3\sqrt{3} faktörü (1.732\approx 1.732), dengeli üç fazlı sistemlerdeki faz ilişkilerini hesaba katar.

Gerilim düşümü neden kablo sıcaklığı ile artar?

İletken direnci, şu formüle göre sıcaklıkla artar:

R(T)=R20×[1+α×(T20)]R(T) = R_{20} \times [1 + \alpha \times (T - 20)]

Burada:

  • α\alpha = Isı derecesi katsayısı (bakır için 0.00393/°C, alüminyum için 0.00403/°C)
  • T = Çalışma sıcaklığı (PVC/XLPE yalıtım için tipik olarak 60-90°C)

Örnek (2.5 mm² bakır tel):

  • 20°C'de: R20=0.01724/2.5=6.896ΩR_{20} = 0.01724 / 2.5 = 6.896 \Omega/km
  • 70°C'de: R70=6.896×[1+0.00393×50]=8.25ΩR_{70} = 6.896 \times [1 + 0.00393 \times 50] = 8.25 \Omega/km
  • Artış: %19.65!

Bu, 70°C'de çalışan bir kablonun oda sıcaklığına göre yaklaşık %20 daha yüksek dirence sahip olduğu ve önemli ölçüde daha fazla gerilim düşümüne neden olduğu anlamına gelir.

Kritik nokta: Gerilim düşümü hesaplamalarında her zaman çalışma sıcaklığını (nominal 20°C değerleri değil) kullanın. PVC izolasyon normal sürekli yükleme altında 70°C'de, XLPE ise 90°C'de çalışır (IEC 60364-5-52'ye göre).

Gerilim düşümünü minimize etmek için kablolar nasıl boyutlandırılır?

Gerilim düşümü için iletken boyutlandırma, sistematik bir süreç içerir:

Adım 1: Yük Akımını Bulun

  • Tek fazlı: I=P/(V×cosϕ)I = P / (V \times \cos \phi)
  • Üç fazlı: I=P/(3×V×cosϕ)I = P / (\sqrt{3} \times V \times \cos \phi)

Adım 2: Maksimum İzin Verilen Gerilim Düşümünü Seçin

  • Aydınlatma: IEC'ye göre %3
  • Güç: IEC'ye göre %5
  • Volta çevirin: Vd(maks)=Vnominal×%V_d(\text{maks}) = V_{\text{nominal}} \times \%

Adım 3: Minimum Kesiti Bulmak için Formülü Yeniden Düzenleyin

Tek fazlı için:

Amin=(2×I×L×ρ)/(Vd(maks)×1000)A_{\text{min}} = (2 \times I \times L \times \rho) / (V_d(\text{maks}) \times 1000)

Üç fazlı için:

Amin=(3×I×L×ρ)/(Vd(maks)×1000)A_{\text{min}} = (\sqrt{3} \times I \times L \times \rho) / (V_d(\text{maks}) \times 1000)

Burada ρ\rho = özdirenç (bakır için 0.01724 Ωmm2/m\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m})

Adım 4: Sıcaklık Düzeltmesi Uygulayın

Isıl değer faktörü ile çarpın:

Aduzeltilmis=Amin×[1+α×(T20)]A_{\text{duzeltilmis}} = A_{\text{min}} \times [1 + \alpha \times (T - 20)]

Adım 5: Bir Sonraki Standart Hat Boyutunu Seçin

Standart boyutlara yuvarlayın: 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 mm²

Adım 6: Akım Taşıma Kapasitesini Doğrulayın

Seçilen kablonun, IEC 60364-5-52 Tablo A.52'ye göre akımı taşıyabildiğinden emin olun (montaj yöntemi, gruplandırma, ortam sıcaklığı hesaba katılarak).

Elektrik devrelerinde aşırı gerilim düşümüne ne sebep olur?

NedenEtkiÖrnekÇözüm
Yetersiz Boyutlu KablolarAkış ve mesafe için yetersiz kesitYenileme projelerinde en yaygınKablo boyutunu artırın
Uzun Kablolama HatlarıUzunlukla doğrusal artar100m eşittir 20m'nin 5x düşümü (aynı akım)Hatları kısaltın, gerilimi artırın veya daha büyük tel
Yüksek Yük AkımıAkımla doğrusal artarAşırı yüklenmiş devrelerYükleri dengeleyin, devrelere bölün
Kötü BağlantılarHer bağlantı 0.1-1.0 Ω eklerGevşek terminaller, korozyonUygun terminasyon, bakım
Yüksek Çalışma SıcaklığıDirenç +%19.65 (20°C→70°C)Sıcak ortamlar, demet kablolarHavalandırmayı iyileştirin, düşük değerle değerlendirin, XLPE kullanın
Düşük Güç FaktörüBirim PF'ye kıyasla %20-40 artışEndüktif yükler (motorlar)PF düzeltme kondansatörleri kurun

Belirtiler: Sönükleşen ışıklar, yavaş motor başlatmaları, ekipman arızaları, aşırı ısınan kablolar

Sonuç

Doğru gerilim düşümü hesaplama, güvenilir, verimli ve kod uyumlu elektrik tesisatları için gereklidir. Temel prensipleri anlayarak, doğru formülleri uygulayarak ve uluslararası standartları takip ederek, mühendisler tüm yaşam döngüleri boyunca optimum performans sağlayan sistemler tasarlayabilirler.

IEC 60364-5-52, NEC ve BS 7671 standartları, aydınlatma devreleri için maksimum %3, güç devreleri için maksimum %5 voltaj düşümü limitleri belirtir. Her zaman sıcaklık düzeltmesi uygulayın, AC devrelerinde güç faktörünü hesaba katın ve devreye alma sırasında hesaplamaları ölçümlerle doğrulayın. Aşırı gerilim düşümü, ekipman performansını düşürür, motor başlatma sorunlarına neden olur ve enerji kayıplarına yol açar.

Temel Çıkarımlar

  • Gerilim düşümü formülleri sistem tipine göre değişir—Tek Fazlı: ΔV=2×I×L×(Rcosϕ+Xsinϕ)1000\Delta V = \frac{2 \times I \times L \times (R \cos\phi + X \sin\phi)}{1000}; Üç Fazlı: ΔV=3×I×L×(Rcosϕ+Xsinϕ)1000\Delta V = \frac{\sqrt{3} \times I \times L \times (R \cos\phi + X \sin\phi)}{1000}
  • Voltaj düşümü limitleri IEC 60364-5-52'ye göre belirlenir—aydınlatma devreleri için maksimum %3, güç devreleri için maksimum %5
  • Sıcaklık düzeltmesi kritik öneme sahiptir—çalışma sıcaklığında direnç artar (bakır için 70°C'de %19.65 artış)
  • Güç faktörü AC devrelerinde hesaba katılmalıdır—düşük güç faktörü voltaj düşümünü artırır
  • Aşırı gerilim düşümü ekipman performansını düşürür—sönükleşen ışıklar, yavaş motor başlatmaları ve ekipman arızalarına neden olur
  • Devreye alma sırasında hesaplamaları ölçümlerle doğrulayın—ölçülen değerler hesaplanan değerlerle karşılaştırılmalıdır

İleri Öğrenme

Referanslar ve Standartlar

Bu rehber, yerleşik mühendislik ilkeleri ve standartları takip eder. Detaylı gereksinimler için her zaman yargı yetkinizdeki mevcut kabul edilmiş sürüme danışın.

Birincil Standartlar

IEC 60364-5-52:2021 Alçak gerilimli elektrik tesisatları - Bölüm 5-52: Elektrik ekipmanının seçimi ve montajı - Kablolama sistemleri. Voltaj düşümü limitlerini belirtir.

NEC Madde 210.19(A) Dal devre iletkenleri. Minimum akım taşıma kapasitesi ve voltaj düşümü gereksinimlerini belirtir.

BS 7671:2018 Elektrik Tesisatları İçin Gereklilikler (IET Kablolama Yönetmelikleri). Voltaj düşümü limitlerini belirtir.

Destekleyici Standartlar ve Kılavuzlar

IEC 60228:2004 Yalıtılmış kabloların iletkenleri. İletken direnç değerlerini belirtir.

IEC 60287-1-1:2006 Elektrik kabloları - Akım taşıma kapasitesi analizi. Kablo direnç ve reaktans değerlerini belirtir.

IEC 60050 - Uluslararası Elektroteknik Sözlük Elektrik terminolojisi ve tanımları için uluslararası standartlar.

NEMA Yayınları Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği elektrik ekipmanları standartları.

IEEE Standartları Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü teknik standartları.

İleri Okuma

Not: Standartlar ve kodlar düzenli olarak güncellenir. Her zaman projenizin konumuna uygun mevcut kabul edilmiş sürümü kullandığınızı doğrulayın. Özel gereksinimler için yargı yetkisine sahip yerel makamlara danışın.


Sorumluluk Reddi: Bu rehber, uluslararası elektrik standartlarına dayalı genel teknik bilgiler sağlar. Hesaplamaları her zaman geçerli yerel elektrik kodları (NEC, IEC, BS 7671, vb.) ile doğrulayın ve gerçek kurulumlar için lisanslı elektrik mühendisleri veya elektrikçilere danışın. Elektrik işleri yalnızca kalifiye profesyoneller tarafından yapılmalıdır. Bileşen derecelendirmeleri ve özellikleri üreticiye göre değişebilir.

Frequently Asked Questions

Gerilim Düşümü Hesaplama | Enginist