Der Betrieb von Elektrogeräten ist ohne bestimmte Netzparameter nicht möglich. Sie setzen sich aus vielen Faktoren zusammen. Einer davon ist der Widerstand von Leitern gegen elektrischen Strom. Unter Berücksichtigung des Querschnitts bei der Auswahl von Drähten oder Kabeln muss der Spannungsabfall berücksichtigt werden.
Grundlegendes Konzept
Der Spannungsabfall ist die Größe, die sich in der Potenzialänderung in verschiedenen Teilen des Leiters widerspiegelt. Der Strom, der von der Quelle zur Last fließt, ändert seine Parameter aufgrund des Widerstands der Drähte, aber seine Richtung bleibt unverändert. Sie können die Spannung mit einem Voltmeter messen:
- zwei Geräte am Anfang und Ende der Linie;
- abwechselnde Messung an mehreren Stellen;
- ein parallel zum Kabel geschaltetes Voltmeter.
Die einfachste Schaltung ist eine Stromversorgung, ein Leiter, eine Last. Ein Beispiel wäre eine Glühlampe, die an 220 V angeschlossen ist. Wenn Sie mit dem Gerät die Spannung an der Lampe messen, wird sie etwas niedriger sein. Der Abfall erfolgte am Widerstand der Lampe.
Die Spannung oder der Spannungsabfall über einem Abschnitt des Stromkreises kann mit dem Ohmschen Gesetz nach der Formel berechnet werden U = IRwo:
- U - elektrische Spannung (Volt);
- ich - Strom im Leiter (Ampere);
- R - Widerstand des Stromkreises oder seiner Elemente (Ohm).
Wenn Sie zwei beliebige Werte kennen, können Sie den dritten berechnen. In diesem Fall muss die Stromart berücksichtigt werden - Wechselstrom oder Gleichstrom. Bei mehreren parallel geschalteten Widerständen im Stromkreis wird die Berechnung etwas komplizierter.
Unterspannungsergebnis
Gemäß den Vorschriften sollten die Verluste vom Transformator in den entlegensten Bereich nicht mehr als 9% betragen. Das Ergebnis der Abweichung der Parameter von der Norm kann wie folgt aussehen:
- Ausfall von flüchtigen Anlagen und Geräten, Beleuchtungseinrichtungen;
- Ausfall von Elektrogeräten bei niedrigen Eingangsspannungen;
- Drehmomentabnahme beim Starten eines Elektromotors oder einer Kompressoreinheit;
- Anlaufstrom führt zu Überhitzung und Abschaltung des Motors;
- ungleichmäßige Strombelastung am Anfang der Leitung und am entfernten Ende;
- Beleuchtungsgeräte arbeiten halbherzig;
- Stromausfall, Unterauslastung der aktuellen Leistung.
Die Eigenschaften und Parameter des Betriebs elektrischer Geräte ändern sich. Aufgrund der geringen Leistung verlängert sich beispielsweise die Zeit zum Erhitzen von Wasser durch einen Boiler. Ein Spannungsabfall führt zu Fehlfunktionen in der Elektronik.
Im Betriebsmodus kann der Spannungsverlust im Kabel bis zu 5 % betragen. Dieser Wert ist für Netze in der Energiewirtschaft akzeptabel, da hohe Leistungsströme über weite Strecken geliefert werden. An solche Leitungen werden erhöhte Anforderungen gestellt. Daher sollte bei Ausfällen im Alltag auf sekundäre Stromverteilungsnetze geachtet werden.
Ursachen für Spannungsabfall
Zuallererst müssen Sie verstehen: Dies ist die Schuld des Stromanbieters oder des Verbrauchers. Netzwerkprobleme treten aus folgenden Gründen auf:
- Verschleiß von Stromleitungen;
- unzureichende Leistung der Transformatoren;
- Leistungsungleichgewicht oder Phasenungleichgewicht.
Diese Probleme sind herstellerabhängig und können nicht alleine gelöst werden.Um zu verstehen, ob die Hochspannungsleitungen ordnungsgemäß funktionieren oder nicht, müssen Sie die Vertreter der Stromversorgung anrufen. Sie nehmen Messungen vor und ziehen ein Fazit.
Sie können sicherstellen, dass der Verschulden des Sturzes nicht mit dem Lieferanten zusammenhängt. Zuallererst lohnt es sich, Ihre Nachbarn zu fragen, ob sie ähnliche Probleme haben. Ein Multimeter eignet sich zum Messen der Spannung zu Hause. Die Kosten betragen bis zu 1000 Rubel. Zeigt das Gerät am Wohnungseingang normale Spannung an, muss die Ursache im Heimnetz gesucht werden.
Aufgrund der langen Kabellänge kann die Spannung abfallen. Wenn die Länge des Netzwerks 100 Meter überschreitet und der Querschnitt der Leiter 16 mm beträgt, werden die Vibrationen regelmäßig. Um Abhilfe zu schaffen, müssen Sie die Verkabelung ändern.
Schwache Kontakte sind zusätzlicher Widerstand gegen Strom. Es erreicht die Instrumente in unzureichender Menge. Außerdem können fehlerhafte Kontakte einen Kurzschluss verursachen und zu einem Brand führen. Um die Anzeigen zu normalisieren, müssen der Notabschnitt der Kette und die verbrannten Kontakte ausgetauscht werden.
Der Schuldige kann die falsche Verbindung der Drähte sein, die von der Stromleitung zum Haus führen. Manchmal werden entgegen den Sicherheitsanforderungen Kupferdrähte mit Aluminium verbunden oder Kupferleiter anstelle von Klemmen durch Verdrillung verbunden. Klemmen und Klemmen bestehen aus Materialien von schlechter Qualität oder ihr Verfallsdatum ist abgelaufen.
Vielleicht liegt die Fehlfunktion im Einführungsapparat selbst. In diesem Fall sollte es ersetzt werden.
So berechnen Sie Verluste
Bei der Berechnung der elektrischen Leitung sollten die Spannungsabweichungen die geregelten Normen nicht überschreiten. Zulässige Schwankungen für einphasige Haushaltsnetze betragen 209-231 V, für ein dreiphasiges Netz kann die Spannung von 361 bis 399 V variieren.
Schwankungen der Stromstärke und Leistungsaufnahme führen zu einer Spannungsänderung in den stromdurchflossenen Leitern in der Nähe des Verbrauchers. Daher müssen bei der Erstellung des Schaltplans die zulässigen Verluste berücksichtigt werden.
Da es in einem einphasigen Netz zwei Drähte gibt, kann der Spannungsabfall mit der folgenden Formel ermittelt werden: U = ich * R, wiederum, R = (r * 2i) / S.
- Wo r- spezifischer Widerstand, der dem Widerstand eines Drahtes mit einem Querschnitt von 1 mm2 und einer Länge von 1 m entspricht;
- ich - bezeichnet als die Länge des Leiters;
- S - Kabelquerschnitt.
In einem Drehstromnetz kompensieren sich die Leistungen an den Phasendrähten, und die Länge des Neutralleiters wird nicht berücksichtigt, da kein Strom durch ihn fließt. Bei ungleichmäßiger Phasenbelastung erfolgt die Berechnung wie bei einem einphasigen Netz. Bei langen Leitungen werden zusätzlich kapazitive und induktive Widerstände berücksichtigt.
Die Sturzberechnung kann mit einem Online-Rechner durchgeführt werden, es gibt auch spezielle Tabellen. Sie zeigen die zulässigen Strombelastungen für verschiedene Kabeltypen. Bei der Berechnung des Kabelquerschnitts sind folgende Daten zu berücksichtigen:
- Material zur Herstellung von Leitern;
- verdeckte oder offene Linienverlegung;
- aktuelle Belastung;
- Umweltbedingungen.
Wenn Strom durch ein Kabel, eine Leitung oder einen Bus fließt, werden diese erhitzt. Dieser Vorgang verändert die physikalischen Eigenschaften der Leiter. Die Isolierung schmilzt, die Kontakte überhitzen und der Draht brennt durch. Die Zuverlässigkeit und der unterbrechungsfreie Betrieb des Stromnetzes hängt von der richtigen Auswahl des Kabels ab.
So reduzieren Sie den Spannungsabfall und reduzieren Kabelverluste
Sie können die Verluste reduzieren, indem Sie den Widerstand im gesamten Stromnetz reduzieren. Einsparungen ergeben sich aus einer Möglichkeit, die Null an jedem Sendemast neu zu erden.
Die Kosten für die Stromversorgung mit einer langen Leitung, die nach dem zulässigen Spannungsabfall ausgewählt wird, sind höher als die für die Erwärmung des Kabels gewählte. Es besteht noch die Möglichkeit, diese Kosten zu senken.
- Verstärken Sie das Anfangspotential des Versorgungskabels, indem Sie es an einen separaten Transformator anschließen.
- Durch die Installation eines Stabilisators in der Nähe der Last können konstante Spannungswerte im Netz erreicht werden.
- Verbraucher mit kleinen Lasten von 12–36 V werden über einen Transformator oder ein Netzteil angeschlossen.
Je länger das Stromleitungskabel ist, desto mehr Widerstand entsteht beim Durchfließen von Strom. Der Spannungsabfall ist natürlich auch höher. Sie können sie reduzieren, indem Sie Methoden miteinander kombinieren.
- Reduzieren Sie die Kosten, indem Sie den Querschnitt der Zuleitung erhöhen. Diese Methode erfordert jedoch große finanzielle Investitionen.
- Bei der Auslegung von Stromleitungen sollte der kürzeste Weg gewählt werden, da eine gerade Linie immer kürzer ist als eine unterbrochene Linie.
- Mit sinkender Temperatur nimmt der Widerstand von Metallen ab. Belüftete Kabelrinnen und andere Ausführungen reduzieren Leitungsverluste.
- Bei vielen Netzteilen und Verbrauchern ist eine Reduzierung der Last möglich.
Die Einsparung wird durch die ordnungsgemäße Wartung und Vermeidung von Stromnetzen erreicht - die Überprüfung der Dichte und Stärke der Kontakte mit zuverlässigen Klemmenblöcken.
Energieeinsparung sollte mit voller Verantwortung angegangen werden. Das Problem des Spannungsverlustes kann teure Geräte und Werkzeuge beschädigen. Sicherheitsmaßnahmen sollten nicht vernachlässigt werden, sie neutralisieren Überspannungen und schützen Haushaltsgeräte und Geräte im Unternehmen.
