Działanie urządzeń elektrycznych jest niemożliwe bez pewnych parametrów sieciowych. Składają się z wielu czynników. Jednym z nich jest odporność przewodów na prąd elektryczny. Biorąc pod uwagę przekrój przy wyborze przewodów lub kabli, należy wziąć pod uwagę spadek napięcia.
Podstawowe koncepcje
Spadek napięcia jest wartością odzwierciedloną w zmianie potencjału w różnych częściach przewodnika. Prąd płynący ze źródła w kierunku obciążenia zmienia swoje parametry z powodu rezystancji drutów, ale jego kierunek pozostaje niezmieniony. Możesz zmierzyć napięcie za pomocą woltomierza:
- dwa urządzenia na początku i na końcu linii;
- pomiar sekwencyjny w kilku miejscach;
- woltomierz podłączony równolegle do kabla.
Najprostszym obwodem jest źródło zasilania, przewodnik, obciążenie. Przykładem może być żarówka podłączona do gniazdka 220 V. Jeśli zmierzysz napięcie na lampie za pomocą urządzenia, będzie ona nieco niższa. Na opór lampy pojawiła się kropla.
Napięcie lub spadek napięcia w sekcji obwodu można obliczyć, stosując prawo Ohma zgodnie ze wzorem U = IRgdzie:
- U - napięcie elektryczne (wolty);
- ja - natężenie prądu w przewodniku (amperach);
- R - rezystancja obwodu lub jego elementów (omy).
Znając dowolne dwie wielkości, możesz obliczyć trzecią. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę rodzaj prądu - przemienny lub stały. Jeśli obwód ma kilka równolegle połączonych rezystancji, obliczenia są nieco bardziej skomplikowane.
Wynik podnapięcia
Częstym zjawiskiem jest ustalanie napięcia wejściowego poniżej ustalonej normy. Zwisanie wzdłuż kabla występuje z powodu przepływu wysokiego prądu, co powoduje wzrost rezystancji. Rosną także straty na długich liniach, co jest typowe dla obszarów wiejskich.
Zgodnie z przepisami straty z transformatora do najbardziej oddalonego odcinka nie powinny przekraczać 9%. Wynik odchylenia parametrów od normy może wyglądać następująco:
- nieprawidłowe działanie lotnych instalacji i sprzętu, oświetlenia;
- awaria urządzeń elektrycznych przy niskich napięciach wejściowych;
- redukcja momentu obrotowego podczas uruchamiania instalacji silnika elektrycznego lub sprężarki;
- prąd rozruchowy prowadzi do przegrzania i wyłączenia silnika;
- nierównomierne obciążenie prądem na początku linii i na odległym końcu;
- urządzenia oświetleniowe działają na słońcu;
- utrata energii elektrycznej, niepełne wykorzystanie bieżącej mocy.
Zmieniają się właściwości i parametry eksploatacyjne urządzeń elektrycznych. Na przykład z powodu słabej mocy wydłuża się czas podgrzewania wody za pomocą kotła. Zmniejszenie napięcia prowadzi do awarii elektroniki.
W trybie pracy straty napięcia w kablu mogą wynosić do 5%. Ta wartość jest dopuszczalna w sieciach elektroenergetycznych, ponieważ prądy dużej mocy są dostarczane na duże odległości. Linie te podlegają zwiększonym wymaganiom. Dlatego przy stratach w życiu codziennym należy zwrócić uwagę na sieci dystrybucji energii wtórnej.
Przyczyny spadku napięcia
Przede wszystkim musisz zrozumieć: to wina dostawcy energii elektrycznej lub konsumenta. Problemy z siecią powstają z następujących powodów:
- zużycie linii energetycznych;
- niewystarczające transformatory mocy;
- nierównowaga mocy lub nierównowaga faz.
Problemy te są związane z dostawcą, nie można ich rozwiązać samodzielnie. Aby zrozumieć, czy linie wysokiego napięcia działają poprawnie, czy nie, musisz zadzwonić do przedstawicieli zaopatrzenia w energię. Dokonają pomiarów i wyciągną wnioski.
Możesz upewnić się, że wina nie jest związana z dostawcą. Przede wszystkim warto dowiedzieć się od sąsiadów, czy mają podobne problemy. Multimetr nadaje się do pomiaru napięcia w życiu codziennym. Jego koszt wynosi do 1000 rubli. Jeśli urządzenie przy wejściu do mieszkania wykazuje normalne napięcie, przyczyny należy szukać w sieci domowej.
Napięcie może spaść z powodu dużej długości okablowania. Gdy długość sieci przekroczy 100 metrów, a przekrój przewodów wyniesie 16 mm, oscylacje staną się regularne. Aby naprawić sytuację, musisz zmienić okablowanie.
Słabe styki stanowią dodatkową odporność na prąd. Nie dociera do urządzeń w wystarczających ilościach. Ponadto wadliwe styki mogą spowodować zwarcie i pożar. Aby znormalizować wskaźniki, konieczna jest wymiana części awaryjnej obwodu i spalonych styków.
Sprawcą może być niewłaściwe połączenie przewodów prowadzących z linii energetycznych do domu. Czasami, wbrew wymogom bezpieczeństwa, łączą miedziane przewody z aluminium lub miedziane przewody zamiast skręconych zacisków. Zaciski i zaciski są wykonane z materiałów niskiej jakości lub upłynął ich termin ważności.
Być może wina leży w samym urządzeniu wprowadzającym. W takim przypadku należy go wymienić.
Jak obliczyć straty
Przy obliczaniu linii elektrycznej odchylenia napięcia nie powinny przekraczać norm regulowanych. Dopuszczalne wahania dla domowych sieci jednofazowych wynoszą 209–231 V, dla sieci trójfazowej napięcie może wynosić od 361 do 399 V.
Wahania natężenia prądu i zużycia energii prowadzą do zmiany napięcia w przewodnikach przewodzących w pobliżu odbiornika. Dlatego przy opracowywaniu schematu połączeń należy wziąć pod uwagę dopuszczalne straty.
W sieci jednofazowej występują dwa przewody, więc spadek napięcia można znaleźć według następującego wzoru: U = I * Rz kolei R = (r * 2i) / S.
- Gdzie r - rezystywność, która jest równa oporności drutu, o przekroju 1 mm2 i długości 1 m;
- ja - oznaczony jako długość przewodu;
- S. - odcinek kabla.
W sieci trójfazowej moc przewodów fazowych się znosi, a długość przewodu neutralnego nie jest brana pod uwagę, ponieważ nie przepływa przez niego prąd. Jeżeli obciążenie fazowe jest nierównomierne, obliczenia są wykonywane jak dla sieci jednofazowej. W przypadku długich linii dodatkowo uwzględnia się reaktancję pojemnościową i indukcyjną.
Obliczenia upadku można wykonać za pomocą kalkulatora online, istnieją również specjalne tabele. Pokazują dopuszczalne obciążenia prądowe dla różnych rodzajów kabli. Przy obliczaniu przekroju kabla należy wziąć pod uwagę następujące dane:
- materiał do produkcji przewodów;
- układanie ukrytych lub otwartych linii;
- aktualne obciążenie;
- warunki środowiska.
Gdy prąd przepływa przez kabel, drut lub szynę, są one podgrzewane. Ten proces zmienia właściwości fizyczne przewodów. Izolacja topi się, przegrzanie styków, wypalenie drutu. Niezawodność i nieprzerwane działanie sieci zależy od prawidłowego wyboru kabla.
Jak zmniejszyć spadek napięcia i utratę kabla
Możliwe jest zmniejszenie liczby strat poprzez zmniejszenie rezystancji na całym odcinku sieci zasilającej. Oszczędności są uzyskiwane dzięki metodzie ponownego uziemienia zera na każdym podparciu linii energetycznej.
Koszt zasilania przez długą linię, dobraną zgodnie z dopuszczalnym spadkiem napięcia, jest większy niż wybór dokonany przez podgrzanie kabla. Niemniej jednak istnieje możliwość zmniejszenia tych kosztów.
- Wzmocnij początkowy potencjał kabla zasilającego, podłączając go do osobnego transformatora.
- Można osiągnąć stałe wartości napięcia w sieci, instalując stabilizator w pobliżu obciążenia.
- Konsumenci o niskim obciążeniu 12–36 V są podłączeni przez transformator lub zasilacz.
Im dłuższy kabel linii elektroenergetycznej, tym większy opór powstaje, gdy przepływa przez niego prąd. Oczywiście strata napięcia jest również wyższa. Możesz je zmniejszyć, łącząc ze sobą metody.
- Obniż koszty, zwiększając przekrój kabla zasilającego. Ale ta metoda będzie wymagać dużych inwestycji finansowych.
- Podczas opracowywania linii zaopatrzenia w energię powinieneś wybrać najkrótszą możliwą ścieżkę, ponieważ linia prosta jest zawsze krótsza niż linia przerywana.
- Wraz ze spadkiem temperatury maleje odporność metali. Wentylowane korytka kablowe i inne konstrukcje zmniejszają straty w linii.
- Zmniejszenie obciążenia jest możliwe, jeśli istnieje wiele źródeł energii i odbiorców.
Oszczędności zapewnia odpowiednia konserwacja i zapobieganie sieciom elektrycznym - sprawdzanie gęstości i wytrzymałości styków, przy użyciu niezawodnych listew zaciskowych.
Konieczne jest podejście do kwestii oszczędzania energii z pełną odpowiedzialnością. Problem utraty napięcia może wyłączyć drogie urządzenia, narzędzia. Nie zaniedbuj środków bezpieczeństwa, zneutralizują one gwałtowne wzrosty napięcia i będą chronić urządzenia i sprzęt gospodarstwa domowego w przedsiębiorstwie.
