Yangın Sırasında Gerilim Düşümü

Yangın esnasında, kablo sıcaklığı standartlarda belirtilen güvenli çalışma aralığının dışına çıkmaktadır. Özel malzemeler kullanılmadıkça, maksimum çalışma sıcaklığı XLPE izolasyon malzemesi için 90°C, PVC izolasyon malzemesi için 70°C olarak kabul edilebilir.
Yüksek sıcaklıkta gerilim düşümü, 90°C’dekinden daha fazla olacaktır. Gerilim düşümünde yükün büyüklüğü önemli bir faktördür ve en kötü durum, kablonun kısmi olarak değil, uzun bir bölümünün veya hepsinin yangına maruz kalmasıdır. Bu durumlarda, yangına maruz kalan uzunluğa bağlı olmak şartıyla, iletken kesitin 1-2 kesit arttırılmasının gerekliliği, aşağıdaki örneklerde gösterilmiştir.

YANGIN ESNASINDA GERİLiM DÜŞÜMÜ HESAPLAMALARI

Gerilim düşümü hesaplaması normal şartlarda kolaydır. Bu hesaplama, www.prysmianperformanstesti.com web sitesinde, android, ios veya blackberry OS’da bulunan Kablomatik™ uygulaması üzerinden yapılabilir. Buradaki hesaplamalar, izin verilen maksimum çalışma sıcaklıklarına göredir.
Kablo yangına maruz kaldığında, iletken sıcaklığı dolayısıyla, iletken direnci artmaktadır. Direncin artması da, gerilim düşümünün daha fazla olmasına neden olmaktadır.

Yangın anında gerilim düşümü hesabının zor olması, kablonun ne kadarının yangına maruz kaldığının bilinmemesi ve iletken sıcaklığının hat boyunca kaç derece olduğunun tespitinin zor olmasından kaynaklanmaktadır. Bu yüzden, çeşitli varsayımlar yapılmalıdır.
Yangına maruz kalan uzunluğun gerilim düşümünü nasıl etkilediğini anlamak amacıyla, 2 farklı kesit için gerekli hesaplamalar aşağıda verilmiştir. Hesaplamalarda, 240 V gerilim altında 5 A ve 200 A yük taşındığı varsayılmıştır.

Gerilim duşümü (GD)
GD=KGGDK x A x L
GD : Gerilim düşümü V
KGGDK : Kesite göre gerilim düşümü katsayısı mV/A/m
A : Taşınan akım A
L : Hat uzunluğu m
0,001 : mV/V dönüşümü

Örnek 1: 2XH FE 180 tipinde, 2x2,5 mm² kesitinde, 50 m boyunca 5 A yük taşındığını varsayalım.

Normal durumda gerilim düşümü (GD);
GD=13,19 mV/A/m x 0,001 x 5 A x 50 m =3,3 V
GD_oran=3,3/240=%1,4
13,19 (mV/A/m) sayısı, 2XH FE 180 2x2,5 mm² için 90°C’deki gerilim düşümü katsayısıdır.
Örnek 1-1: Aynı kablonun 2 metresinin, 750°C ısıya maruz kaldığını, geri kalan kısmının 90°C’de olduğu durumda;
GD=13,19x0,001 x 5 x 48+13,19 x 0,001 x 3,0342 x 5 x 2=3,6 V
GD_oran=3,6/240=%1,5

Örnek 1-1: Aynı kablonun 2 metresinin, 750°C ısıya maruz kaldığını, geri kalan kısmının 90°C’de olduğu durumda;
GD=13,19x0,001 x 5 x 48+13,19 x 0,001 x 3,0342 x 5 x 2=3,6 V
GD_oran=3,6/240=%1,5

3,0342 750°C için düzeltme faktörü. (Sayfa sonunda hesaplaması verilmiştir.)

Örnek 1-2: Aynı kablonun 50 metresinin 750°C’ye maruz kaldığı durumda;
GD=13,19 x 0,001 x 3,0342 x 5 x 50=10 V
GD_oran=10/240=%4,2
Örnek 2: 2XH FE 180 tipinde, 3x120 mm² kesitinde, 50 m boyunca 200 A yük taşındığını varsayalım.
Normal durumda gerilim düşümü (GD);
GD=0,34 x 0,001 x 200 x 50=3,4 V
GD_oran=3,4/240=%1,4
0,34 (mV/A/m) sayısı, 2XH FE 180 3x120 mm² için 90°C’deki gerilim düşümü katsayısıdır.

Örnek 2-1: Aynı kablonun 2 metresinin 750°C ısıya maruz kaldığını, geri kalan kısmının 90°C’de olduğu durumda;

GD=0,34 x 0,001 x 200 x 48+0,34 x 0,001 x 3,0342 x 200 x 2=3,7 V
GD_oran=3,7/240=%1,5
3,0342 750°C için düzeltme faktörü.

Örnek 2-2: Aynı kablonun hepsinin 50 m.sinin 750°C’ye maruz kaldığı durumda;

GD=0,34 x 0,001 x 3,0342 x 200 x 50=10,3 V
GD_oran=10,3/240=%4,3
Yukarıda verilen örneklerden de anlaşılacağı gibi, yangın altında gerilim düşümü artmaktadır. Tek fazlı bir hatta 240 V gerilim seviyesinde, kısmi uzunluğun yangına maruz kaldığı durumda, gerilim düşümünün çok değişmediği görülmektedir. Aşağıdaki tabloda, normal durumdaki gerilim düşümü ve yangın esnasında hesaplanan gerilim düşümleri bulunmaktadır.

Gerilim düşümünün %4’den fazla olması istenmiyorsa, 50 m kablonun yangına maruz kaldığı durumlarda, iletken kesiti, örnek 1’de 2,5 mm² yerine 4 mm², örnek 2’de 120 mm² yerine 150 mm² seçilmelidir. Yeni kesitlerde hesaplamalar tekrar yapılırsa;
4 mm² için;

GD:8,24 x 0,001 x 3,034 x 5 x 50=6,3 V
GD_oran=6,3/240=2,6%
150 mm² için;
GD:0,29 x 0,001 x 3,034 x 200 x 50=8,8 V
GD_oran=8,8/240=3,7%

Gerilim düşümünün hesaplanabilmesi için, kablo uzunluğunun, taşınan akımın, yangın sıcaklığının, yanan metre uzunluğunun, 90°C’deki mV/A/m değeri Tablo 1, 90°C ile yangın sıcaklığı arasında düzeltme faktorünün bilinmesi gerekmektedir.
750°C için düzeltme faktörü hesaplaması aşağıda verilmiştir.
0,00393/°C bakır için düzeltme katsayısı

Serdar BÜYÜK, Can ALTINGÖZ, Zekeriya ŞİRİN
e-posta: [email protected] e-posta: [email protected]
e-posta: [email protected]