Sıcaklığın Voltaj Düşümünü Nasıl Etkilediği

İletken direnci sıcaklıkla birlikte artar ve bu da voltaj düşümünü doğrudan etkiler. Bu fenomen, tavan arasları, kazan daireleri ve dış ekipman gibi yüksek sıcaklık ortamlarındaki kurulumlar için özellikle kritiktir. Sıcaklığın iletken direncini nasıl etkilediğini anlamak, zorlu çevresel koşullarda güvenilir elektrik sistemleri tasarlamak için gereklidir.

NEC tabloları belirli sıcaklıklarda iletken özelliklerini sağlar. Gerçek çalışma sıcaklıkları farklı olduğunda, tasarımcılar gerçek direnci hesaplamak ve voltaj düşümü hesaplamalarını ayarlamak için sıcaklık katsayılarını kullanmalıdır. Bu, kablolama sistemlerinin beklenen çalışma koşulları altında performans standartlarını karşılamasını sağlar.

Sıcaklık Katsayısını Anlamak

Bir iletkenin direncinin sıcaklık katsayısı, sıcaklıktaki her derece değişim için direncin ne kadar değiştiğini gösterir. Bakır ve alüminyum farklı sıcaklık katsayılarına sahiptir ve bu, sıcaklık artışıyla dirençlerinin nasıl arttığını etkiler.

İletken Malzemelerinin Sıcaklık Katsayıları

Bakır

Sıcaklık katsayısı: 20°C'de 0,00393/°C

20°C'nin üzerindeki her °C için yaklaşık %0,393 artış

Alüminyum

Sıcaklık katsayısı: 20°C'de 0,00403/°C

Sıcaklık artışına karşı biraz daha yüksek hassasiyet

Sıcaklık Düzeltmesi Hesaplama

Farklı çalışma sıcaklıklarında iletken direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

Sıcaklık Düzeltme Formülü

R₂ = R₁ × [1 + α(T₂ - T₁)]

R₂ = Yeni sıcaklıktaki direnç

R₁ = Temel sıcaklıktaki direnç

α = Sıcaklık katsayısı

T₂ = Yeni sıcaklık (°C)

T₁ = Temel sıcaklık (normalde 20°C)

Pratik Örnek: Yüksek Sıcaklık Ortamı

Örnek: Tavan Arası Kablolaması

75°C'deki tavan arasından geçen 30 metre 10 AWG bakır iletken (20°C'de 1,018 Ω/kft)

Sıcaklık farkı = 75°C - 20°C = 55°C

R₇₅ = 1,018 × [1 + 0,00393 × 55]

R₇₅ = 1,018 × 1,216

R₇₅ = 1,238 Ω/kft (%21,6 artış)

Bu sıcaklıktaki voltaj düşümü, 20°C'de hesaplanandan %21,6 daha yüksek olacaktır.

Yalıtım Sıcaklık Sınıflandırmalarının Etkisi

İletken yalıtımı, nominal sıcaklığına kadar güvenli bir şekilde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak, daha yüksek sıcaklık sınıflandırmasına sahip yalıtım kullanmak, sıcaklık artışından kaynaklanan direnç artışını değiştirmez.

Yalıtım Tipi	Sıcaklık Sınıfı	Tipik Uygulamalar
THWN/THHN	75°C/90°C	Genel kablolama
XHHW	90°C	Yüksek sıcaklık uygulamaları
RHW-2	90°C	Nemli yerler

NEC Tasarım Hususları

National Electrical Code, Tablo 310.15(B)(2)(a)'da ortam sıcaklığı düzeltme faktörlerini sağlar. Bu faktörler, ortam sıcaklıkları 30°C (86°F)'yi aştığında iletkenlerin izin verilen akım taşıma kapasitesini azaltır. Bu düzeltme faktörlerinin uygulanması güvenli çalışmayı sağlar ve iletken aşırı ısınmasını önler.

NEC Ortam Sıcaklığı Düzeltme Faktörleri

Ortam Sıcaklığı (°C)	75°C için Faktör	90°C için Faktör
21-25	1,05	1,04
26-30	1,00	1,00
31-35	0,94	0,96
36-40	0,88	0,91
41-45	0,82	0,87

Tasarım Hususları

Ortam Sıcaklığı Düzeltmesi: Yüksek sıcaklık ortamlarında, direnci ayarlamak için sıcaklık düzeltme faktörlerini uygulayın. Bu, voltaj düşümü hesaplamalarını daha doğru hale getirir.
Muhafazakar Tasarım: Sistemin tüm koşullarda gereksinimleri karşıladığından emin olmak için beklenen maksimum çalışma sıcaklığında voltaj düşümünü hesaplayın.
İletken Isı Dağılımı: İletkenler gruplanmış veya yalıtıma gömülmüş olduğunda, çalışma sıcaklığı artar ve daha yüksek direnç ve voltaj düşümüne yol açar.
Rakım Değerlendirmesi: Yüksek rakımlarda, daha düşük hava yoğunluğu nedeniyle ısı dağılımı azalır, bu da iletkenlerin çalışma sıcaklığını artırabilir ve voltaj düşümü hesaplamalarını etkileyebilir.

Sıcaklık Etkilerinin Pratik Uygulamaları

Sıcaklık düzeltmesi, birkaç gerçek dünya uygulamasında özellikle önemlidir. Çatı fotovoltaik kurulumları, doğrudan güneş ışığına maruz kalma nedeniyle yüksek iletken sıcaklıkları yaşar. Makine daireleri ve endüstriyel tesisler, NEC tablolarında kullanılan standart 30°C'nin önemli ölçüde üzerinde ortam sıcaklıklarına sahip olabilir. Sıcak iklimlerdeki dış mekan uygulamaları, hem tepe koşulları hem de ortalama çalışma sıcaklıkları için dikkatli değerlendirme gerektirir.

Yaygın Yüksek Sıcaklık Senaryoları

Tavan Arası Kurulumları: Yaz aylarında 60-75°C'ye ulaşabilir, iletken direncini %20-25 artırır
Çatı Fotovoltaik Kurulumları: Doğrudan güneş ışığına maruz kalan iletkenler 80°C'yi aşabilir
Endüstriyel Tesisler: Kazan daireleri ve proses alanları 40-50°C sıcaklıkları sürdürebilir
Yeraltı Kabloları: Toprak sıcaklığı ve kablo yükü çalışma sıcaklığını etkiler

Sıcaklık Düzeltmeli Voltaj Düşümünü Hesaplayın

Elektrik sistemlerinin çevresel koşullardan bağımsız olarak performans gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için beklenen çalışma sıcaklığında doğru voltaj düşümü hesaplamaları yapın. Voltaj düşümü hesaplayıcımız, daha hassas sistem tasarımı için sıcaklık etkilerini hesaba katmanızı sağlar.

Voltaj Düşümü Hesaplama Aracı

Sıcaklığın Voltaj Düşümüne Etkileri