# ArcSim — Kapsamlı Mühendislik Standartları ve Hesaplama Kılavuzu

> Bu doküman, ArcSim (https://arcsim.info) YG/OG Kısa Devre & Ark Enerjisi Analiz Simülatörü'nün teorik altyapısını, IEC 60909-0 ve DGUV 203-077 / IEEE 1584 matematiksel formüllerini ve TEDAŞ standart parametrelerini özetler.

## 1. IEC 60909-0 Kısa Devre Hesaplama Standardı

### 1.1. Üç Fazlı Kısa Devre Akımı (Ik3'')
Simetrik 3-faz kısa devre akımı en yüksek termik ve dinamik zorlanmayı belirler:
$$I_k'' = \frac{c \cdot U_n}{\sqrt{3} \cdot Z_k}$$
Burada:
- $c$: Gerilim faktörü. YG/OG şebekelerinde maksimum arıza akımı hesabı için $c_{max} = 1.10$ alınır.
- $U_n$: Şebeke fazlar arası anma gerilimi (10.5 kV, 31.5 kV, 34.5 kV, 0.4 kV).
- $Z_k$: Arıza noktasına kadar olan eşdeğer Thevenin empedansı: $Z_k = \sqrt{R_{toplam}^2 + X_{toplam}^2}$.

### 1.2. İki Fazlı Kısa Devre Akımı (Ik2'')
Röle koruma eşiği ve asgari arıza akımını tespit etmek için kullanılır:
$$I_{k2}'' = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot I_k'' \approx 0.866 \cdot I_k''$$
Minimum kısa devre durumunda $c_{min} = 1.00$ ve iletken azami işletme sıcaklığı ($80^\circ\text{C}$ ACSR, $90^\circ\text{C}$ XLPE) kabul edilir.

### 1.3. Bir Faz - Toprak Kısa Devre Akımı (Ik1'')
Simetrik bileşenler (Doğru, Ters, Sıfır bileşen empedansları $Z_1, Z_2, Z_0$) ve nötr empedansı $Z_n$ kullanılarak hesaplanır:
$$I_{k1}'' = \frac{\sqrt{3} \cdot c \cdot U_n}{|2 Z_1 + Z_0 + 3 Z_n|}$$
Türkiye TEDAŞ şebekelerinde 34.5 kV fiderlerinde nötr hattına genellikle 300 A ($R_{ntd} \approx 66.4\ \Omega$) Nötr Topraklama Direnci (NGR) bağlanır. Böylece toprak arıza akımı ~300 A seviyesine sınırlandırılarak ekipman hasarı önlenir.

### 1.4. Darbe Tepe Kısa Devre Akımı (ip)
Arıza anındaki DC bileşen sönümü sistemin R/X oranına bağlıdır:
$$i_p = \kappa \cdot \sqrt{2} \cdot I_k''$$
IEC 60909-0 Yaklaşım Yöntemi 1 uyarınca:
$$\kappa \approx 1.02 + 0.98 \cdot \exp(-3 \cdot R / X)$$

---

## 2. Eşdeğer MVA Metodu (Kısa Devre Gücü Yöntemi)
MVA yöntemi, hat ve trafo empedanslarını baz empedansa dönüştürmeden, doğrudan elemanların kısa devre güç kapasiteleri üzerinden seri ve paralel hesaplama yapar:
- İndirici Merkez Kaynağı: $S_{k,sebeke}$ (MVA)
- Trafo Kısa Devre Gücü: $S_{k,trafo} = S_n / (u_k / 100)$
- Hat Kısa Devre Gücü: $S_{k,hat} = U_n^2 / X_{hat}$
- Seri Eşdeğer: $\frac{1}{S_k} = \frac{1}{S_{k,sebeke}} + \frac{1}{S_{k,trafo}} + \frac{1}{S_{k,hat}}$
- Kısa Devre Akımı: $I_k = S_k / (\sqrt{3} \cdot U_n)$

---

## 3. DGUV 203-077 / BGI 5188 Ark Enerjisi ve Kutu Testi (Box-Test) Standardı

### 3.1. Elektriksel Ark Gücü ve Enerjisi ($W_{LB}$ / W_LB)
$$S_k = \sqrt{3} \cdot U_n \cdot I_{k3,max}'' \quad (\text{MVA})$$
$$k_{p,max} = \frac{0.29}{(R/X)^{0.17}}$$
$$P_{LB} = k_p \cdot S_k \quad (\text{MW})$$
$$W_{LB} = 1000 \cdot P_{LB} \cdot t_k \quad (\text{kJ})$$
Burada:
- $k_p$: Normalleştirilmiş ark güç faktörü (En kötü durum için $k_{p,max}$).
- $t_k$: Koruma cihazının ark akımı ($I_{kLB} = k_B \cdot I_{k3,min}''$) altındaki toplam arıza temizleme süresi (sn).
- $k_B$: Ark akımı azaltma faktörü ($U_n \le 1\text{ kV}$ için $k_B = 0.5$, $U_n > 1\text{ kV}$ için $k_B = 1.0$).

### 3.2. Sahaya Uyarlanmış Koruma Düzeyi ($W_{LBS}$)
$$W_{LBS} = k_T \cdot \left(\frac{a}{300\text{ mm}}\right)^2 \cdot W_{LBP}$$
Burada:
- $a$: Çalışanın ark kaynağına olan net mesafesi ($a \ge 300\text{ mm}$).
- $k_T$: Elektrot ve pano geometrik yayılım çarpanı (Kapalı yönlendirici hacim $k_T=1.0$, açık şebeke $k_T=2.4$).
- $W_{LBP}$: Deney koruma düzeyi (DGUV 203-077:2020 uyarınca APC 1 = 168 kJ, APC 2 = 320 kJ; BGI 5188:2012'de 158/318 kJ).
- Uygunluk Şartı: $W_{LB} \le W_{LBS}$.

---

## 4. IEEE 1584-2018 ve Ralph Lee Teorik Açık Ark Modeli

### 4.1. IEEE 1584-2018 Kapsamı
- 3-Faz AC, 50/60 Hz, $0.208\text{ kV} \le U_n \le 15.0\text{ kV}$.
- $34.5\text{ kV}$ gerilim seviyesi IEEE 1584 kapsamı dışındadır (`OUT_OF_SCOPE`).

### 4.2. Ralph Lee Teorik Açık Ark Taraması ($>15\text{ kV}$ YG)
34.5 kV şebekelerde teorik ön değerlendirme bağıntısı:
$$E = 2.142 \times 10^6 \cdot \frac{U_{kV} \cdot I_{kA} \cdot t}{D^2} \quad (\text{J/cm}^2)$$
$$E_{cal} = \frac{E}{4.184} \quad (\text{cal/cm}^2)$$
- $U_{kV}$: Sistem fazlar arası gerilimi (34.5 kV).
- $D$: Çalışma mesafesi (mm).
- Ark parlama sınırı ($E_{th} = 1.2\text{ cal/cm}^2$ eşiğinde): $D_{AFB} = \sqrt{E / (1.2 \cdot 4.184)} \cdot D$.

---

## 5. Ekipman Dayanım Tahkikleri

### 5.1. Kesici Seçimi (IEC 62271-100)
- Simetrik kesme kapasitesi tahkiki: $I_{sc} \ge I_k''$
- Dinamik tepe kapama kapasitesi tahkiki: $I_{ma} \ge i_p$ ($I_{ma} = 2.5 \cdot I_{sc}$)

### 5.2. Kablo Termik Kesit Dayanımı (IEC 60364-5-54)
$$S_{min} = \frac{I_{th} \cdot \sqrt{t_k}}{k}$$
- $I_{th} = I_k'' \cdot \sqrt{m + n}$ (Termik eşdeğer kısa devre akımı)
- Malzeme katsayısı $k$: Al XLPE $k = 94$, Cu XLPE $k = 143$.

---

## 6. TEDAŞ Dağıtım Şebekesi Standart İletken Parametreleri
- 3xPigeon: R = 0.340 Ω/km, X = 0.340 Ω/km, Akım = 305 A
- 3xHawk: R = 0.120 Ω/km, X = 0.330 Ω/km, Akım = 659 A
- 3xRaven: R = 0.540 Ω/km, X = 0.360 Ω/km, Akım = 240 A
- 3xSwallow: R = 1.080 Ω/km, X = 0.380 Ω/km, Akım = 155 A
- 1x240 NA2XSY (Al XLPE 34.5 kV): R = 0.125 Ω/km, X = 0.110 Ω/km, Akım = 420 A
- 1x150 NA2XSY (Al XLPE 34.5 kV): R = 0.206 Ω/km, X = 0.115 Ω/km, Akım = 325 A
- 1x95 NA2XSY (Al XLPE 34.5 kV): R = 0.320 Ω/km, X = 0.120 Ω/km, Akım = 250 A
- 1x240 N2XSY (Cu XLPE 34.5 kV): R = 0.075 Ω/km, X = 0.110 Ω/km, Akım = 535 A
- 1000 kVA 34.5/0.4 kV Trafo: uk = %6.0, Pcu = 10.5 kW, In = 16.7 A
- 1600 kVA 34.5/0.4 kV Trafo: uk = %6.0, Pcu = 16.5 kW, In = 26.8 A
- 2500 kVA 34.5/0.4 kV Trafo: uk = %6.5, Pcu = 22.0 kW, In = 41.8 A

---

## 7. Kanonik Dizin ve Bölgesel Portallar
- Ana Simülatör (SCADA SLD): https://arcsim.info/
- Ark Parlaması Analiz Portalı: https://arcsim.info/arc-flash/
- Kısa Devre Hesaplama Portalı: https://arcsim.info/short-circuit/
- KKD ve Elbise Seçim Rehberi: https://arcsim.info/ppe-analysis/
- Online Güç Sistemleri Hesaplayıcı: https://arcsim.info/calculator/
- Mühendislik Hesap Metodolojisi: https://arcsim.info/methodology/
- Standartlar ve Yasal Referanslar: https://arcsim.info/standards/
- Golden Benchmark Doğrulama (30/30 PASS): https://arcsim.info/validation/
- Mühendislik Dokümantasyonu: https://arcsim.info/docs/
- Sıkça Sorulan Sorular (FAQ): https://arcsim.info/faq/
- Türkiye Portalı (TR): https://arcsim.info/tr/
- International Portal (EN): https://arcsim.info/en/
- Deutsches Portal (DE): https://arcsim.info/de/
- Portal en Español (ES): https://arcsim.info/es/
- XML Site Haritası: https://arcsim.info/sitemap.xml
- Güvenlik Protokolü: https://arcsim.info/.well-known/security.txt

ArcSim canlı simülatörüne https://arcsim.info/ adresinden erişilebilir.