Termokupl kablolar farklı metal yapıların bir arada kaynaklanması sonucu olduğu için sanayide çıplak olarak kullanılmazlar. Çevresel etkilerden korunması için genellikle sıcaklık ve mekanik olarak dayanıklı, halojensiz koruyucu yalıtım elemanları ve kılıflar ile yalıtılır.

Özel metal alaşımlarından dolayı “Termokupl” metal alaşımlarından farklı her metal bağlantı noktası sistemi bozar. Sistemde oluşan gerilimin bozulmadan ölçüm noktasına kadar taşınabilmesi için tüm bağlantılar ve eklenen kablolar sistem için tasarlanmış elemanlar olmak zorundadır.

Bu elemanlar ;

• Termokupl soketleri,
• bağlantı klemensleri (terminal blocks),
• uzatma ( extension ) kabloları ki bu kablolar piyasada Termokupl kompanzasyon kabloları olarak da anılır.

Termokupl sisteminin sağlıklı çalışması için gerekli termokupl kablo çeşitleri kısaca şöyledir:

• Bakır ve Konstant temelli kablolar
• Demir ve Konstant temelli kablolar
• Krom ve Alüminyum temelli kablolar
• Nikel ve Krom temelli kablolar
• Platin ve Radyum temelli kablolar
• Tungsten ve Renyum temelli kablolar

Termokupl Kabloların Yapısı

Termokupl kablolar iki farklı iletken maddenin bir araya getirilip birleştirilmesi ile oluşur. Birleştirilen nokta, ölçülmek istenen sıcaklığa yerleştirildiğinden, sıcak nokta (hot junction point) diye tanımlanır.

Kaynatılan bu iki farklı metalin sıcak olmayan diğer uçlarında mili voltlar seviyesinde sıcaklığa bağlı olarak bir doğru gerilim oluşur. Bu gerilime EMF (Electromotive force) denir. Soğuk olan ve gerilim oluşan bu uçlar ise referans nokta (referance junction) olarak tanımlanır.

Kaynatılan nokta ile soğuk ve referans nokta arasında bir sıcaklık farkı meydana gelir. İki nokta arasındaki meydana gelen bu sıcaklık farkına termo elektrik voltaj denir.

Termokupl kablolarda soğuk nokta ile sıcak noktalar arasındaki sıcaklık farkından dolayı orantılı olarak gerilim meydana gelir. Termokupl kablolar, soğuk noktada meydana gelen sıcaklık da çok önem arz eder.

Sıcak noktanın derecesi sabit kaldığında soğuk nokta değişiyorsa burada farklı sıcaklıklar meydana gelir. Bu sıcaklık farkından dolayı termokupl kablolar üzerinde gerilim yaratır.

Böylelikle Termokupl ölçü cetvelindeki ölçülerde belli standartlar olduğu için meydana gelen sıcaklık karşılığı soğuk referans noktanın 0 derecede sabitlenmesi ile elde edilmiştir.

Kompanzasyonlar ve uzatma kabloları ile termokupl kabloları ile  aynı türden olduğu için 200°C ye kadar standart ölçülerde çalışmaktadır.

Termoelektrik etki sıcak nokta ile soğuk nokta arasındaki gerilim farkından meydana geldiğine göre soğuk noktanın sıcaklığı da oldukça önemli olmaktadır. Sıcak nokta aynı kalmak şartıyla soğuk nokta sıcaklığı değiştiği takdirde farklı sıcaklıklar okunacaktır.

Bu nedenle termokupl kablolarında standardizasyon sağlamak için ölçülen sıcaklık karşılığı milivolt değerleri soğuk noktanın 0°C de tutulması ile elde edilmektedir.

Termokupl Kablolar Nasıl Çalışır?

Elektrik akımı elde etmek için iki farklı yapıdaki metalin yüzeyleri ısıtılarak ortaya çıkarılan cihazlara termokupl denir. Bu basit sistem  termokupl kablolar ile çalışır.

Termokuplun ana prensibi; farklı iki uçtan yani sıcak ve soğuk uclarda meydana gelen ısı farkından dolayı ortaya çıkan gerilimin kullanılmasıdır. Sıcak bölge soğuk bölgeye akar bu akış sonucunda çıkış uçlarında gerilim meydana gelir.

Termokupllar fırın, ocak veya yüksek derecede çalışan cihazların sıcaklığını ölçmek ve yan sistemlerle sıcaklıklarını ayarlamak için kullanılan bir sistemdir. Bu sistemde iki ana prensip vardır.

1. Termokupl sisteminde sıcak ve soğuk noktalarda meydana gelen sıcaklık farklarından meydana gelen gerilim vardır. Yani termokupl sistemi ısıyı gerilime çevirir diyebiliriz.
2. Diğeri ise dirence dayalı prensiptir. Direnç prensibi ise tamamen ısıya göre değişen elemanlar vardır. Burada çok düşük sıcaklıklar ölçülebilir. Yani termokupl sistemi ısıyı gerilime çevirir diyebiliriz.

İkinci prensibe termorezistans da denmektedir. Termokupllar kısaca sıcaklık ölçme aracıdır desek yanlış bir ifade kullanmış olmayız.

Termokupl metalleri özel ve pahalı metaller olduğundan ölçüm noktasına kadar aynı metal ile devam ettirilmez, onun yerine 200 dereceye kadar aynı etkiyi verecek, daha ucuz metal alaşımlarından yapılmış uzatma, kompanzasyon kabloları ile bağlantı sağlamaktadır.

Bu nedenle termokupl kabloları ile kompanzasyon, uzatma kabloları birbirine karıştırılmamalıdır. Hatasız bir ölçüm yapmak için her sistemin ihtiyacı olan güvenli uygun tip kablolar kullanmak gerekir.

Yapısına Göre Termokupl Kablo Çeşitleri

Termokupl sistemi tamamen cihazların ideal derecelerde çalışabilmesi için gerekli yardımcı elemanlar ile sıcaklık ölçümlerini yapmak için kullanılan sistemdir. Bu sistemde anahtar rol oynayan ve sistemin düzgün ölçüm yapabilmesini sağlayan kablolardır.

Termokupl kablolar farklı iki iletkenin bir araya getirilip sıcak soğuk uçlar oluşturulması ile ortaya çıkan sıcaklık farkından dolayı meydana gelen gerilimin iletilmesi olarak tanımlanabilir. Gerekli kablolar kullanılmadığı zaman hatalı ölçümler alabiliriz.

Bunun sonucunda cihazlar sağlıklı ve güvenli bir şekilde çalışmazlar. Termokupl sistemi aynı zamanda çok düşük sıcaklıklarda termorezistans ile ölçmeyi amaçlar. -200 derece ile 2300 derece arasında sağlıklı ölçümler yapabilmek için ortaya çıkarılmış bir sistemdir.

Yüksek derecedeki cihazların yani fırınların, kazanların ocakların doğru ölçümler ile ideal şekilde çalışması tamamen bu sistemin düzgün çalışmasına bağlıdır.

Sıcaklık derecesi cihaza bu kablolar sayesinde iletildiği için cihaz ısı dengesini bu kablolara göre yapar. Kısaca hatsız bir ölçüm termokupl kablolar sayesinde olmaktadır. Cihazdaki sıcaklık sensörlerinin doğru çalışması tamamen bu kabloların iletkenliğine bağlıdır.

Bu kabloların ısıya tepki hızının çok yüksek olması sensörün zamanında ayar yapmasını sağlamaktadır. Kısaca sensörlerin zamanında çalışması tamamen bu kablolara bağlıdır.  Kompanzasyon kablolar olarak da adlandırılan termokupl kablolar cihazın doğru ölçülerle gerekli ayarlamalar yapmasını sağlar.

Kullanılacak cihazın çeşidine göre gerekli olan termokupl sisteminin ihtiyaç duyduğu özellikler göz önünde bulundurularak kablo seçimi yapılmalıdır. Değişik ebatlarda üretilen kabloların ihtiyaca göre seçilmesi cihazın hatasız çalışması için çok önemlidir.

Bunun için kablo seçimlerinde çok titiz davranılmalıdır. Çok düşük yada çok yüksek sıcaklık derecelerinde ihtiyaç duyulan ölçümlerde kullanılacak olan kablo çeşitleri de farklı olacaktır.  Her termokupl sisteminin işlevsellik boyutuna göre ve bu işlevselliği kaldırabilecek ve sistemin sağlıklı çalışmasını sağlayacak kablolar isabetli seçilmiş ise hatasız bir ölçüm elde edilebilir.

Termokupl tipleri:

Termokupl tanımlama harfleri, termal çift metal alaşımları ve çalışma sıcaklık aralıkları uluslararası standartlara, IEC göre aşağıdaki gibidir. Kısa ve uzun süreli çalışmalarda sıcaklıklarda değişiklik gösterebilir.

R          Platinum-13 % rhodium/platinum                            ( -50 / 1768°C)
S          Platinum-10 % rhodium/platinum                            ( -50 / 1768°C)
B          Platinum-30 % rhodium/platinum-6 % rhodium       (     0 / 1820°C)
J           Iron/copper-nickel                                                    (-210 / 1200°C)
T          Copper/copper-nickel                                                (-270 /   400°C)
E          Nickel-chromium/copper-nickel                               (-270 / 1000°C)
K          Nickel-chromium/nickel-aluminium                         (-270 / 1372°C)
N         Nickel-chromium-silicon/nickel-silicon                     (-270 / 1300°C)

Uzatma (extension) ve kompanzasyon kabloları harf kodları ve kablo dış ortam çalışma sıcaklıkları.

Burada ilk harf termokupl tipini belirler. 2. harf X ile kodlanmış olanlar extension-uzatma, C ile kodlanmış olanlar kompanzasyon kablo tiplerini belirler.  3. Harf varsa kompanzasyon sıcaklık sınıfını belirler. Gerekli olduğu durumlarda en sona 1 veya 2 olarak tolerans sınıfı eklenir.

JX         –25 °C to +200 °C
TX        –25 °C to +100 °C
EX        –25 °C to +200 °C
KX        –25 °C to +200 °C
NX       –25 °C to +200 °C
KCA      0 °C to +150 °C
KCB      0 °C to +100 °C
NC        0 °C to +150 °C
RCA     0 °C to +100 °C
RCB     0 °C to +200 °C
SCA      0 °C to +100 °C
SCB      0 °C to +200 °C

Termokupl, Uzatma (extension) ve kompanzasyon (compensating) kablo tipleri uluslararası standartlarda pozitif iletken ve dış kılıf renkler ile kodlanmıştır. Klemens soket gibi konnektörlerde de bu renkleme kuralına uyulur.  IEC ye göre;

T          Kahverengi
E          Mor
J          Siyah
K          Yeşil
N          Pembe
B          Gri
R          Turuncu
S          Turuncu

Makale: Sektörüm Dergisi Araştırma Servisi Tarafından Hazırlanmıştır.

Yapısal olarak çok işlevsel ama uygulanabilirlik açısından işlevselliğinin yetersiz olduğu alanlarda Silisyum maddesi bazı kimyasal işlemlerden geçirilerek ihtiyaç duyulan esneklik, dayanıklılık, kullanım ergonomisi kolay, ısıya ve ısı farklarına dayanıklı, uzun ömürlü silikon dediğimiz esnek ve dayanıklı malzeme üretilmiştir.

Silikon kablo da o ürünlerden biridir. Silikon kablo üreticileri farklı ısı ve ortam koşullarına dayanıklılık için bu ürünü piyasaya sunmaktadır. Bu yazıda, silikon kablo ürünü hakkında detaylı bilgiler bulabilirsiniz.

Silikon Kablo Neden Tercih Edilir?

• Silikon elektrikten elektroniğe, otomotiv sanayinden uçak ve gemi sanayine, beyaz eşya sanayisinden tıp, kozmetik ve hatta gıda sanayisine kadar bütün üretim kollarında kullanılan malzemelerin en başından gelir.
• Esnekliği, sağlamlığı ve hafifliğinden dolayı özellikle elektrik ve elektronik sanayinin vazgeçilmez malzemelerinin başında gelmesi silikonun bu alanlarda kullanım çeşitliliğini de artırmıştır.
• Yüksek ısılara dayanıklılığı kadar çok düşük ısılara da dirençli bir malzeme olmasından dolayı elektrik sektöründe özellikle dayanıklı ve güvenli kablo yapımında kullanılmaya başlandıktan sonra bu alanda adeta silikon kullanımı bir çığır açmıştır.

Dayanıklılık İçin Silikon Kablo

Çok yüksek ısılara maruz kalınan ortamlarda sorunsuz ve az maliyetli silikon kablo kullanımı silikonun bu alanda kullanılmasıyla başarabilmiştir. Ağır iş kollarında özellikle yüksek ısıya maruz kalınan demir çelik fabrikaları, seramik fabrikaları tersaneler gibi yüksek ısıya kalınan iş kollarında hem güvenlik açısından hem de ekonomik anlamda sayısız kazançlar sağlandığı için en çok tercih edilen kablo çeşitleri silikon kablolardır.

Hafif olması ve -60 ile +180 derecede çok verimli uygulanabilen silikon kablo kısaca toplam 240 derece ısı farklılığında sorunsuz uygulanabilmektedir. Esnekliği sayesinde hareketli ortamlarda çok rahat kullanım alanı açar.

Yüksek ısılarda çalışılan işlerde seyyar makinaların enerji aktarımı hafif ve ısıya dayanıklı olmasından dolayı silikon kablo çok rantabl bir şekilde kullanılmaktadır. Gaz veya petrol transfer borularından donmayı önlemek için ısıtmada silikon kablolar kullanılmaktadır.

Silikon Kablo Kullanım Alanları

Silikon kablonun en karakteristik özelliği çok yüksek ısılara ve aşırı düşük ısılara maruz kaldığında fiziksel özelliğini ve bütünlüğünü koruyabilir olmasıdır.

Bu kablo kullanımı açısından çok önemlidir. Kauçuk hammaddeli bir malzeme olmasına rağmen çok ısıya maruz kaldığında etrafa yapışmaz, erimez, ısınmaz ve iletkenliğinden bir şey kaybetmez.

Silikon kablo özellikle ağır sanayide çok kullanılır. Bütün hareketli bağlantı sistemlerinde hafif ve esnek olma özelliğinden dolayı tercih edilir. Herhangi bir iş kazasında ya da aksaklıktan dolayı belli saate kadar 300-400 derecelik ısıya maruz kalsa da işlevselliğini koruyor olması iş emniyeti ve güvenliği açısından da sayısız yarar sağlamaktadır.

Yüksek ısılara yüksek derece de direnç gösterebilen bir ürün olduğu için kabloların ısınmasından meydana gelebilecek yangın tehlikesi de silikonlu kablo kullanımıyla minimum seviyelere indiğini söyleyebiliriz.

Bu açıdan zor şartlarda ve iklimlerde izolasyon malzemelerinin gerektiği yerlerde silikonlu kablo izolasyon özelliğinin yüksek olmasından dolayı ilk tercih edilen malzeme haline gelmiştir. Rutubetli ortamlarda izolasyon genellikle çözümü en zor işlerin başından gelmektedir. Bu durumlarda izolasyona harcanan zaman ve emeğin telafisi günümüzde “silikonlu kablolar” ile telafi edilmektedir.

Demir Çelik fabrikalarında hem ekip hem de ekipmanların çok yüksek ısılara maruz kalarak çalışıldığı ortamlardır. Kablo dayanıklılığı bu iş kolunda hayati önemdedir. +180 dereceler dayanabilen silikonlu kabloların kullanımı hem iş gücünü azaltmış hem de ekonomik kayıpların önüne geçmiştir.

Yüksek ısılarda hareketli makinalara enerji sağlayan kablo kullanımı bu açısından iş verimi konusundan artı avantajlar sağlamıştır. Sadece yüksek ısılara maruz kalındığında kullanılan bir malzeme değildir.

Her ne kadar ülkemize ölçü olmasa da kullanım alanları hakkında bilgi vermek için kısaca Antarktika’da -50 derecelerde çalışan bilim insanlarının araştırma için bulunduğu kolonilerde teknik ekipman ve ısıtma için kullanılan sistemin ana malzemesi silikonlu kablolardır.

Bazı zamanlarda -70 dereceler düşen hava sıcaklıklarında çok verimli şekilde kullanılabilmektedir. Bu kolaylık teknolojinin gelişmesi ile kauçuğu gerekli işlemlerden geçirilip silikon gibi kullanışlı bir malzemenin ortaya çıkarılması ile direk alakalıdır. Önceden çok sınırlıı alanlardan kullanılan silikon günümüzde artık gıda sektörüne kadar girmiştir.

Gıda sektöründe özellikle sağlıklı paketlemeler için kullanılan silikonun ekonomiye artı değer katması sanayiye ve elektrik sektörüne uygulanması ile olmuştur.

Silikon kablo yüksek elektrik direncine ve yorulmalarına karşı çok dayanıklıdır. Bu özelliğinden dolayı ağır sanayi ortamların çok verimli kullanılmaktadır. Tersanelerde riskli ve tehlikeli iş ortamlarında kullanılan aletlerin daha verimli kullanılması silikonlu kablolar sayesinde olmuştur. Hafif dirençli ve seyyar bağlantılı olmasından dolayı iş gücüne sayısız katkı sağlamaktadır.

Silikon Kablo Avantajları

• Silikon kablolar oksitlenmeye, zararlı kimyasal ve organik yağlara, tuz çözeltilerine, ultraviyole ışınlarına karşı yüksek dirençlidir. Bu özelliği kullanım alanlarında maliyeti ve iş gücünü en aza indirmeyi sağlamaktadır.
• Silikon kablo ile diğer kabloları kıyas ettiğimizde silikonlu kabloların uygulama alanları diğer kablolara göre daha fazla çeşitlilik gösterdiğini görürüz. Isıya karşı dirençli olması, her türlü ortama uygulanıyor olması ve hareketli makinalara enerji sağlamak için seyyar kullanıma en elverişli malzeme olmasının yanında en önemli özelliğinin maliyeti ve iş gücünü azaltıyor olmasını sayabiliriz. Her türlü elektrik dirençlerinde rahatlıkla kullanılabilen kablo çeşididir.

Yanmaz Kablo

Silikonlu kabloları tanımlarken en sık kullanılan tanımlama ‘yanmaz kablo’ tanımlamasıdır. Çok yüksek derecedeki ısılara gösterdiği direnç özelliği ile kablolara aşırı yüklenme sonucunda çıkan yangınların önüne geçtiği için böyle bir tanımlama kullanılmıştır.

Damar İzolasyonu

Damar izolasyonu denilen özelliğinin çok esnek olmasından dolayı en sık kullanılan hareketli kablolardandır. Bu özellik sanayide ve yüksek ısılarda çalışılan ortamlarda çok büyük kolaylıklar sağlamıştır. Ayrıca diğer bir özelliği halojensiz olmasından dolayı enerji santrallerinden sık kullanılmasını sağlamıştır.

Kırılmaz Yapı

Elastiki yapısından dolayı kablo kırılması gibi sorunların yaşanmasını en aza indirir. Bu kablo kullanımında en sık yaşanan sorunların başından gelir. İşletmelerde en sık karşılaşılan bu sorun zaman ve ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Silikonlu kablonun karakteristik özelliğinden dolayı bu tür sorunlara karşı direnci işletmelere ve kullanıcılara sayısız faydalar sağlamaktadır.

Güneş Işığına Karşı Direnç

Kabloların ömrünü azaltan en büyük etken güneş ışığıdır. Güneş ışığından bulunan ultraviyole ışınları kabloların çürümesine ve fiziksel özelliklerinin kaybolmasına neden olan etkenlerin başından gelmektedir.

Aynı zamanda iletkenlik özelliğinin de kısa zamanda bozulmasına veya tamamen kaybolmasına neden olmaktadır. Bu işletmeye ek maliyet ve zaman kayıplarına sebep olmasının yanı sıra iş kazalarına da sebebiyet vermektedir. Silikonlu kabloların güneş ışığına karşı gösterdiği yüksek direnç sayesinde bu tür sorunların yaşanmasını en aza indiren kablo çeşididir.

Ekstra Güvenlik ve Tasarruf

Silikon kabloların binlerce uygulama alanlarının olması hemen hemen bütün sektörlerde kullanılması kablo tercihi noktasında tüketicilerin tercihini olumlu yönden etkilemiştir. Uygulama kolaylığı iş gücü açısından tasarruf sağlar.

Silikon kablo kullanımı can ve mal güvenliği açısından sağladığı faydalar diğer alanlardan daha öne çıkmaktadır. Kısa süreliğine +400 dereceler karşı gösterdiği yanmazlık özelliği yangın tehlikesine karşı da alınabilecek tedbirlerin arasına girmiştir. Her kurumun elektrik tesisatlarında daha güvenli olmasından dolayı artık silikon kabloları ihale şartnamelerinin en başına koyması silikon kablonun güvenlik açısından ne kadar önemli olduğunu ortaya koymaktadır.

Güvenlik ve Dayanıklılık İçin Silikon Kablo

Her türlü iklim koşullarında uygulanabilen ve her türlü ortama uygulanabilirlik özelliğinden dolayı bizler farkında olmasak da silikonlu kablolar hayatımızın her alanında kullanılan çok değerli bir malzemedir. Yüksek ısılara direnci sayesinde adından sıkça bahsettirse de kullanım alanlarının her geçen gün artması her alanda sayısız kolaylıklar sağlamıştır.

Ağır sanayi tesislerinin kurulumunda özellikle en çok tercih edilen kablo çeşidinin olması maliyet hesaplamalarının sonucudur. İlerde çıkabilecek bir sorunu en başta minimum seviyeye indirmek işletme verimliliği açısından da çok önemlidir.

Hayatımızda sanayiden evlerimize kadar günlük kullandığımız aydınlatma cihazlarına kadar yer alan silikonlu kablolar kullanımı en rahat ve en güvenli malzeme olması tercih edilme nedenlerinin en başında gelmektedir.

Silikonlu kablolar her ne kadar elektrik sektörünün ürünü olarak tanınsa da kullanım alanlarına baktığımız zaman sadece elektrik ile ilgi olarak hayatımızda yer almıyor. Süslemede, ışıklandırmada, reklam tabelalarına kadar bütün alanlarda kullanıldığı için her sektörün vazgeçilmez ürünü olmuştur. Çocukların elektrikli oyuncaklarına kadar güvenle kullanılan bir malzeme olması silikonlu kablonun hayatımızdaki önemini ortaya koymaktadır.

Silikon Kablo Üreten Kablo Firmaları

Kablo imalatı yapan firmalarımızdan bazıları silikon kablo üretimide yapmaktadırlar. Silikon kablo imal eden, ülkemizin en iyi firmalarından örnek olarak hazırladığımız dijital tanıtım sayfaları dikkatinizi çekebilir.

Makale: Sektörüm Elektrik Aydınlatma Dijital Dergisi araştırma servisi tarafından hazırlanmıştır.