De werking van elektrische apparaten is onmogelijk zonder bepaalde netwerkparameters. Ze zijn samengesteld uit vele factoren. Een daarvan is de weerstand van geleiders tegen elektrische stroom. Rekening houdend met de doorsnede bij het kiezen van draden of kabels, moet rekening worden gehouden met de spanningsval.
Basisconcepten
De spanningsval is de grootte die wordt weerspiegeld in de verandering in potentiaal in verschillende delen van de geleider. De stroom die van de bron naar de belasting vloeit, verandert zijn parameters vanwege de weerstand van de draden, maar de richting blijft ongewijzigd. Je kunt de spanning meten met een voltmeter:
- twee apparaten aan het begin en einde van de lijn;
- afwisselend meten op meerdere plaatsen;
- een voltmeter die parallel aan de kabel is aangesloten.
Het eenvoudigste circuit is een voeding, een geleider, een belasting. Een voorbeeld is een gloeilamp die is aangesloten op een 220 V. Als je de spanning over de lamp meet met het apparaat, zal deze iets lager zijn. De val vond plaats op de weerstand van de lamp.
De spanning of spanningsval over een deel van het circuit kan worden berekend met behulp van de wet van Ohm, volgens de formule U = IRwaar:
- u - elektrische spanning (volt);
- ik - stroom in de geleider (ampère);
- R - weerstand van het circuit of zijn elementen (ohm).
Als u twee willekeurige waarden kent, kunt u de derde berekenen. In dit geval moet rekening worden gehouden met het type stroom - wisselstroom of direct. Als er meerdere parallel geschakelde weerstanden in het circuit zijn, wordt de berekening iets gecompliceerder.
Onderspanningsresultaat
Volgens de regelgeving mogen verliezen van de transformator naar het meest afgelegen gebied niet meer dan 9% bedragen. Het resultaat van de afwijking van de parameters van de norm kan als volgt zijn:
- falen van vluchtige installaties en apparatuur, verlichtingsapparatuur;
- uitval van elektrische apparaten bij lage ingangsspanningen;
- afname van het koppel bij het starten van een elektromotor of compressoreenheid;
- startstroom leidt tot oververhitting en uitschakeling van de motor;
- ongelijke stroombelasting aan het begin van de lijn en aan het verre uiteinde;
- verlichtingsapparaten werken halfslachtig;
- verlies van elektriciteit, onderbenutting van de huidige stroom.
De kenmerken en parameters van de werking van elektrische apparaten veranderen. Door een laag vermogen neemt bijvoorbeeld de tijd voor het verwarmen van water door een boiler toe. Een spanningsval leidt tot storingen in de elektronica.
In de bedrijfsmodus kan het spanningsverlies in de kabel oplopen tot 5%. Deze waarde is acceptabel voor netwerken in de energiesector, aangezien hoge vermogensstromen over lange afstanden worden geleverd. Aan dergelijke lijnen worden hogere eisen gesteld. Daarom moet bij verliezen in het dagelijks leven aandacht worden besteed aan secundaire stroomdistributienetwerken.
Oorzaken van spanningsval
Allereerst moet u begrijpen: dit is de schuld van de elektriciteitsleverancier of de consument. Netwerkproblemen ontstaan om de volgende redenen:
- slijtage van hoogspanningslijnen;
- onvoldoende vermogen van transformatoren;
- vermogensonbalans of fase-onbalans.
Deze problemen zijn leveranciersgerelateerd en kunnen niet alleen worden opgelost.Om te begrijpen of de hoogspanningslijnen correct werken of niet, moet u de vertegenwoordigers van de stroomvoorziening bellen. Ze gaan meten en stellen een conclusie op.
U kunt ervoor zorgen dat de fout van de val niet gerelateerd is aan de leverancier. Allereerst is het de moeite waard om uw buren te vragen of zij soortgelijke problemen hebben. Een multimeter is geschikt om thuis spanning te meten. De kosten bedragen maximaal 1000 roebel. Als het apparaat bij de ingang van het appartement normale spanning vertoont, moet de oorzaak in het thuisnetwerk worden gezocht.
De spanning kan dalen vanwege de lange lengte van de bedrading. Wanneer de lengte van het netwerk meer dan 100 meter is en de doorsnede van de geleiders 16 mm is, zullen de trillingen regelmatig worden. Om de situatie te verhelpen, moet u de bedrading wijzigen.
Zwakke contacten zijn extra weerstand tegen stroom. Het bereikt de instrumenten in onvoldoende hoeveelheden. Bovendien kunnen defecte contacten kortsluiting veroorzaken en tot brand leiden. Om de indicatoren te normaliseren, is het noodzakelijk om het noodgedeelte van de ketting en verbrande contacten te vervangen.
De boosdoener kan de verkeerde aansluiting zijn van de draden die van de hoogspanningslijn naar het huis gaan. Soms worden koperdraden, in tegenstelling tot de veiligheidseisen, verbonden met aluminium of worden koperen geleiders in plaats van klemmen door middel van torsie verbonden. Terminals en klemmen zijn gemaakt van materialen van slechte kwaliteit of hun houdbaarheidsdatum is verstreken.
Misschien ligt de storing in het introductieapparaat zelf. In dit geval moet deze worden vervangen.
Hoe verliezen te berekenen?
Bij het berekenen van de elektrische lijn mogen de spanningsafwijkingen de gereguleerde normen niet overschrijden. Toegestane schommelingen voor huishoudelijke enkelfasige netwerken zijn 209-231V, voor een driefasig netwerk kan de spanning variëren van 361 tot 399 V.
Schommelingen in de stroomsterkte en het stroomverbruik leiden tot een verandering van de spanning in de stroomvoerende geleiders nabij de verbruiker. Daarom moet bij het opstellen van het bedradingsschema rekening worden gehouden met de toegestane verliezen.
Er zijn twee draden in een enkelfasig netwerk, dus de spanningsval kan worden gevonden met behulp van de volgende formule: U = ik * R, beurtelings, R = (r * 2i) / S.
- Waar ik - soortelijke weerstand, die gelijk is aan de weerstand van een draad met een doorsnede van 1 mm2 en een lengte van 1 m;
- ik - aangegeven als de lengte van de geleider;
- S - kabeldoorsnede.
In een driefasig netwerk compenseren de vermogens op de fasedraden elkaar en wordt er geen rekening gehouden met de lengte van de nulleider, omdat er geen stroom doorheen vloeit. Als de fasebelasting ongelijk is, wordt de berekening uitgevoerd zoals voor een enkelfasig netwerk. Bij lange lijnen wordt bovendien rekening gehouden met capacitieve en inductieve weerstand.
De valberekening kan worden uitgevoerd met behulp van een online rekenmachine, er zijn ook speciale tabellen. Ze tonen de toegestane stroombelastingen voor verschillende soorten kabels. Bij het berekenen van de kabeldoorsnede moet rekening worden gehouden met de volgende gegevens:
- materiaal voor de vervaardiging van geleiders;
- verborgen of open lijnlegging;
- huidige belasting;
- milieu omstandigheden.
Als er stroom door een kabel, draad of bus loopt, worden ze verwarmd. Dit proces verandert de fysieke eigenschappen van de geleiders. De isolatie smelt, de contacten raken oververhit en de draad brandt door. Betrouwbaarheid en ononderbroken werking van het elektriciteitsnet hangt af van de juiste keuze van de kabel.
Hoe spanningsverlies te verminderen en kabelverliezen te verminderen?
U kunt de hoeveelheid verliezen verminderen door de weerstand over het hele elektriciteitsnet te verminderen. Besparingen komen voort uit een manier om de nul opnieuw te aarden bij elke zendmast.
De kosten van voeding met een lange lijn, geselecteerd op basis van de toegestane spanningsval, zijn hoger dan de keuze die wordt gemaakt voor het verwarmen van de kabel. Er is nog een mogelijkheid om deze kosten te verlagen.
- Versterk het initiële potentiaal van de voedingskabel door deze aan te sluiten op een aparte transformator.
- Het is mogelijk om constante spanningswaarden in het netwerk te bereiken door een stabilisator in de buurt van de belasting te installeren.
- Verbruikers met een lage belasting van 12–36 V worden aangesloten via een transformator of voeding.
Hoe langer de voedingskabel, hoe meer weerstand er ontstaat als er stroom doorheen gaat. Uiteraard is de spanningsval ook hoger. Je kunt ze verminderen door methoden met elkaar te combineren.
- Verlaag de kosten door de doorsnede van de voedingskabel te vergroten. Maar deze methode vereist grote financiële investeringen.
- Bij het ontwerpen van hoogspanningslijnen moet de kortste weg worden gekozen, aangezien een rechte lijn altijd korter is dan een onderbroken lijn.
- Naarmate de temperatuur daalt, neemt de weerstand van metalen af. Geventileerde kabelgoten en andere ontwerpen verminderen lijnverliezen.
- Het verminderen van de belasting is mogelijk als er veel voedingen en verbruikers zijn.
Besparing wordt geboden door het juiste onderhoud en preventie van elektriciteitsnetten - het controleren van de dichtheid en sterkte van contacten, met behulp van betrouwbare aansluitblokken.
Energiebesparing moet met volledige verantwoordelijkheid worden benaderd. Het probleem van spanningsverlies kan dure apparaten en gereedschappen beschadigen. Veiligheidsmaatregelen mogen niet worden verwaarloosd, ze neutraliseren stroompieken en beschermen huishoudelijke apparaten en apparatuur in de onderneming.
