Il funzionamento degli apparecchi elettrici è impossibile senza determinati parametri di rete. Sono composti da molti fattori. Uno di questi è la resistenza dei conduttori alla corrente elettrica. Tenendo conto della sezione quando si scelgono fili o cavi, è necessario tenere conto della caduta di tensione.
Concetti basilari
La caduta di tensione è la grandezza riflessa nella variazione di potenziale in diverse parti del conduttore. La corrente che scorre dalla sorgente verso il carico cambia i suoi parametri a causa della resistenza dei fili, ma la sua direzione rimane invariata. Puoi misurare la tensione usando un voltmetro:
- due dispositivi all'inizio e alla fine della linea;
- misurazione alternata in più punti;
- un voltmetro collegato in parallelo al cavo.
Il circuito più semplice è un alimentatore, un conduttore, un carico. Un esempio potrebbe essere una lampada a incandescenza collegata a un 220 V. Se si misura la tensione attraverso la lampada con il dispositivo, sarà leggermente inferiore. La caduta è avvenuta sulla resistenza della lampada.
La tensione o la caduta di tensione su una sezione del circuito può essere calcolata utilizzando la legge di Ohm, secondo la formula U = IRdove:
- tu - tensione elettrica (volt);
- io - corrente nel conduttore (ampere);
- R - resistenza del circuito o dei suoi elementi (ohm).
Conoscendo due valori qualsiasi, puoi calcolare il terzo. In questo caso, è necessario tenere conto del tipo di corrente: alternata o diretta. Se nel circuito sono presenti più resistenze collegate in parallelo, il calcolo diventa un po' più complicato.
Risultato di sottotensione
Secondo le normative, le perdite dal trasformatore all'area più remota non dovrebbero essere superiori al 9%. Il risultato della deviazione dei parametri dalla norma può essere il seguente:
- guasto di installazioni e apparecchiature volatili, dispositivi di illuminazione;
- guasto di apparecchiature elettriche a bassa tensione di ingresso;
- diminuzione della coppia all'avvio di un motore elettrico o di un'unità compressore;
- la corrente di avviamento porta al surriscaldamento e all'arresto del motore;
- carico di corrente irregolare all'inizio della linea e all'estremità remota;
- i dispositivi di illuminazione funzionano a malincuore;
- perdita di elettricità, sottoutilizzo della potenza attuale.
Le caratteristiche e i parametri del funzionamento dei dispositivi elettrici stanno cambiando. Ad esempio, a causa della bassa potenza, aumenta il tempo per il riscaldamento dell'acqua da parte di una caldaia. Una caduta di tensione porta a malfunzionamenti nell'elettronica.
Nella modalità operativa, la perdita di tensione nel cavo può arrivare fino al 5%. Questo valore è accettabile per le reti nel settore energetico, poiché le correnti ad alta potenza vengono fornite su lunghe distanze. Requisiti maggiori sono imposti su tali linee. Pertanto, in caso di perdite nella vita quotidiana, è necessario prestare attenzione alle reti di distribuzione di energia secondaria.
Cause di caduta di tensione
Prima di tutto, devi capire: questa è colpa del fornitore di energia elettrica o del consumatore. I problemi di rete sorgono per i seguenti motivi:
- usura delle linee elettriche;
- potenza insufficiente dei trasformatori;
- squilibrio di potenza o squilibrio di fase.
Questi problemi sono relativi al fornitore e non possono essere risolti da soli.Per capire se le linee ad alta tensione funzionano correttamente o meno, dovrai chiamare i rappresentanti dell'alimentatore. Prenderanno le misure e trarranno una conclusione.
Puoi assicurarti che la colpa della caduta non sia legata al fornitore. Prima di tutto, vale la pena chiedere ai tuoi vicini se hanno problemi simili. Un multimetro è adatto per misurare la tensione a casa. Il suo costo è fino a 1000 rubli. Se il dispositivo all'ingresso dell'appartamento mostra tensione normale, la causa deve essere ricercata nella rete domestica.
La tensione può diminuire a causa della lunghezza del cablaggio. Quando la lunghezza della rete supera i 100 metri e la sezione dei conduttori è di 16 mm, le vibrazioni diventeranno regolari. Per rimediare alla situazione, dovrai cambiare il cablaggio.
I contatti deboli sono una resistenza aggiuntiva alla corrente. Raggiunge gli strumenti in quantità insufficiente. Inoltre, i contatti difettosi possono causare un cortocircuito e provocare un incendio. Per normalizzare gli indicatori, è necessario sostituire la sezione di emergenza della catena e i contatti bruciati.
Il colpevole potrebbe essere l'errato collegamento dei fili che vanno dalla linea elettrica alla casa. A volte, contrariamente ai requisiti di sicurezza, i fili di rame sono collegati all'alluminio o i conduttori di rame sono collegati invece dei terminali mediante torsione. I terminali e i morsetti sono realizzati con materiali di scarsa qualità o la loro data di scadenza è scaduta.
Forse il malfunzionamento risiede nell'apparato introduttivo stesso. In questo caso, dovrebbe essere sostituito.
Come calcolare le perdite
Quando si calcola la linea elettrica, le deviazioni di tensione non devono superare le norme regolamentate. Le fluttuazioni consentite per le reti monofase domestiche sono 209-231 V, per una rete trifase, la tensione può variare da 361 a 399 V.
Le fluttuazioni dell'intensità di corrente e del consumo di energia portano a un cambiamento di tensione nei conduttori che trasportano corrente vicino al consumatore. Pertanto, quando si redige lo schema elettrico, è necessario tenere conto delle perdite ammissibili.
Ci sono due fili in una rete monofase, quindi la caduta di tensione può essere trovata usando la seguente formula: U = io * R, a sua volta, R = (r * 2i) / S.
- Dove r- resistività, che è uguale alla resistenza di un filo con una sezione trasversale di 1 mm2 e una lunghezza di 1 m;
- io - indicato come la lunghezza del conduttore;
- S - sezione del cavo.
In una rete trifase, le potenze sui fili di fase si compensano a vicenda e la lunghezza del conduttore neutro non viene presa in considerazione, poiché non scorre corrente attraverso di essa. Se il carico di fase non è uniforme, il calcolo viene eseguito come per una rete monofase. Per le linee lunghe, vengono prese in considerazione anche le resistenze capacitive e induttive.
Il calcolo della caduta può essere eseguito utilizzando un calcolatore online, ci sono anche tabelle speciali. Mostrano i carichi di corrente consentiti per diversi tipi di cavi. Quando si calcola la sezione del cavo, è necessario tenere conto dei seguenti dati:
- materiale per la fabbricazione di conduttori;
- posa in linea nascosta o aperta;
- carico di corrente;
- condizioni ambientali.
Quando la corrente scorre attraverso un cavo, un filo o un bus, vengono riscaldati. Questo processo modifica le proprietà fisiche dei conduttori. L'isolamento si scioglie, i contatti si surriscaldano e il filo si brucia. L'affidabilità e il funzionamento ininterrotto della rete elettrica dipendono dalla corretta selezione del cavo.
Come ridurre la caduta di tensione e ridurre le perdite sui cavi
È possibile ridurre la quantità di perdite riducendo la resistenza nell'intera rete elettrica. I risparmi derivano da un modo di ricollegare lo zero a ciascuna torre di trasmissione.
Il costo dell'alimentazione con una linea lunga, selezionata in base alla caduta di tensione ammissibile, è superiore alla scelta effettuata per il riscaldamento del cavo. C'è ancora un'opportunità per ridurre questi costi.
- Rafforzare il potenziale iniziale del cavo di alimentazione collegandolo a un trasformatore separato.
- È possibile ottenere valori di tensione costanti nella rete installando uno stabilizzatore vicino al carico.
- I consumatori con carichi bassi di 12–36 V sono collegati tramite un trasformatore o un alimentatore.
Più lungo è il cavo della linea di alimentazione, maggiore è la resistenza quando la corrente lo attraversa. Ovviamente anche la caduta di tensione è maggiore. Puoi ridurli combinando i metodi tra loro.
- Ridurre i costi aumentando la sezione del cavo di alimentazione. Ma questo metodo richiederà grandi investimenti finanziari.
- Quando si progettano linee elettriche, è necessario scegliere il percorso più breve, poiché una linea retta è sempre più corta di una linea spezzata.
- Quando la temperatura scende, la resistenza dei metalli diminuisce. Le passerelle per cavi ventilate e altri design riducono le perdite di linea
- Ridurre il carico è possibile se ci sono molti alimentatori e consumatori.
Il risparmio è fornito dalla corretta manutenzione e prevenzione delle reti elettriche, controllando la densità e la forza dei contatti, utilizzando morsettiere affidabili.
Il risparmio energetico dovrebbe essere affrontato con piena responsabilità. Il problema della perdita di tensione può danneggiare dispositivi e strumenti costosi. Le misure di sicurezza non dovrebbero essere trascurate, neutralizzeranno gli sbalzi di tensione e proteggeranno gli elettrodomestici e le apparecchiature dell'azienda.
