Działanie urządzeń elektrycznych jest niemożliwe bez pewnych parametrów sieci. Składają się na nie wiele czynników. Jednym z nich jest odporność przewodników na prąd elektryczny. Biorąc pod uwagę przekrój przy doborze przewodów lub kabli należy wziąć pod uwagę spadek napięcia.
Podstawowe koncepcje
Spadek napięcia to wielkość odzwierciedlona w zmianie potencjału w różnych częściach przewodnika. Prąd płynący ze źródła w kierunku obciążenia zmienia swoje parametry ze względu na rezystancję przewodów, ale jego kierunek pozostaje niezmieniony. Możesz zmierzyć napięcie za pomocą woltomierza:
- dwa urządzenia na początku i na końcu linii;
- naprzemienny pomiar w kilku miejscach;
- woltomierz połączony równolegle z kablem.
Najprostszym obwodem jest zasilacz, przewodnik, obciążenie. Przykładem może być żarówka podłączona do 220 V. Jeśli zmierzysz napięcie na lampie za pomocą urządzenia, będzie ono nieco niższe. Spadek nastąpił na oporności lampy.
Napięcie lub spadek napięcia na odcinku obwodu można obliczyć za pomocą prawa Ohma, zgodnie ze wzorem U = IRgdzie:
- U - napięcie elektryczne (wolty);
- ja - prąd w przewodzie (amper);
- R - rezystancja obwodu lub jego elementów (omy).
Znając dowolne dwie wartości, możesz obliczyć trzecią. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę rodzaj prądu - przemienny lub bezpośredni. Jeśli w obwodzie występuje kilka równolegle połączonych rezystancji, obliczenia stają się nieco bardziej skomplikowane.
Wynik podnapięciowy
Zgodnie z przepisami straty z transformatora do najbardziej oddalonego obszaru nie powinny przekraczać 9%. Wynik odchylenia parametrów od normy może wyglądać następująco:
- awaria instalacji i urządzeń niestabilnych, urządzeń oświetleniowych;
- awaria urządzeń elektrycznych przy niskim napięciu wejściowym;
- spadek momentu obrotowego podczas uruchamiania silnika elektrycznego lub sprężarki;
- prąd rozruchowy prowadzi do przegrzania i wyłączenia silnika;
- nierównomierne obciążenie prądowe na początku linii i na odległym końcu;
- urządzenia oświetleniowe działają bez entuzjazmu;
- strata energii elektrycznej, niedostateczne wykorzystanie mocy prądu.
Zmieniają się charakterystyki i parametry pracy urządzeń elektrycznych. Na przykład z powodu małej mocy wydłuża się czas podgrzewania wody przez kocioł. Spadek napięcia prowadzi do awarii elektroniki.
W trybie pracy straty napięcia w kablu mogą wynosić do 5%. Wartość ta jest akceptowalna dla sieci w energetyce, ponieważ prądy o dużej mocy dostarczane są na duże odległości. Na takie linie nakładane są zwiększone wymagania. Dlatego w przypadku strat w życiu codziennym należy zwrócić uwagę na wtórne sieci dystrybucji energii.
Przyczyny spadku napięcia
Przede wszystkim musisz zrozumieć: jest to wina dostawcy energii elektrycznej lub konsumenta. Problemy z siecią pojawiają się z następujących powodów:
- zużycie linii energetycznych;
- niewystarczająca moc transformatorów;
- asymetria mocy lub asymetria faz.
Te problemy są związane z dostawcą i nie można ich rozwiązać samodzielnie.Aby zrozumieć, czy linie wysokiego napięcia działają poprawnie, czy nie, będziesz musiał zadzwonić do przedstawicieli zasilacza. Dokonują pomiarów i sporządzą wnioski.
Możesz upewnić się, że wina upadku nie jest związana z dostawcą. Przede wszystkim warto zapytać sąsiadów, czy mają podobne problemy. Multimetr nadaje się do pomiaru napięcia w domu. Jego koszt wynosi do 1000 rubli. Jeśli urządzenie przy wejściu do mieszkania pokazuje normalne napięcie, przyczyny należy szukać w sieci domowej.
Napięcie może spaść z powodu dużej długości przewodów. Gdy długość sieci przekroczy 100 metrów, a przekrój przewodów wyniesie 16 mm, drgania staną się regularne. Aby zaradzić tej sytuacji, będziesz musiał zmienić okablowanie.
Słabe styki to dodatkowa odporność na prąd. Dociera do instrumentów w niewystarczających ilościach. Ponadto wadliwe styki mogą spowodować zwarcie i doprowadzić do pożaru. Aby znormalizować wskaźniki, konieczna jest wymiana sekcji awaryjnej łańcucha i spalonych styków.
Winowajcą może być niewłaściwe podłączenie przewodów biegnących od linii energetycznej do domu. Czasami, wbrew wymogom bezpieczeństwa, przewody miedziane łączy się z przewodami aluminiowymi lub łączy się przewody miedziane zamiast zacisków poprzez skręcanie. Zaciski i zaciski wykonane są z materiałów złej jakości lub upłynął termin ich ważności.
Być może usterka leży w samym aparacie 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 poboru mocy prowadzą do zmiany napięcia w przewodach przewodzących prąd w pobliżu odbiornika. Dlatego przy sporządzaniu schematu elektrycznego należy wziąć pod uwagę dopuszczalne straty.
W sieci jednofazowej są dwa przewody, więc spadek napięcia można obliczyć za pomocą następującego wzoru: U = I * Rz kolei R = (r * 2i) / S.
- Gdzie r - rezystywność, która jest równa rezystancji drutu o przekroju 1 mm2 i długości 1 m;
- ja - oznaczony jako długość przewodu;
- S - przekrój kabla.
W sieci trójfazowej moce na przewodach fazowych kompensują się nawzajem, a długość przewodu neutralnego nie jest brana pod uwagę, ponieważ nie przepływa przez niego prąd. Jeżeli obciążenie fazowe jest nierównomierne, obliczenia wykonywane są jak dla sieci jednofazowej. W przypadku długich linii uwzględnia się dodatkowo rezystancję pojemnościową i indukcyjną.
Obliczenie upadku można wykonać za pomocą kalkulatora internetowego, istnieją również specjalne tabele. Pokazują dopuszczalne obciążenia prądowe dla różnych typów kabli. Przy obliczaniu przekroju kabla należy wziąć pod uwagę następujące dane:
- materiał do produkcji przewodników;
- układanie linii ukrytych lub otwartych;
- aktualne obciążenie;
- warunki środowiska.
Kiedy prąd przepływa przez kabel, drut lub magistralę, są one nagrzewane. Proces ten zmienia właściwości fizyczne przewodników. Izolacja topi się, styki przegrzewają się, a drut wypala się. Niezawodność i nieprzerwana praca sieci energetycznej zależy od prawidłowego doboru kabla.
Jak zmniejszyć spadek napięcia i zmniejszyć straty w kablach?
Możesz zmniejszyć ilość strat, zmniejszając rezystancję w całej sieci energetycznej. Oszczędności wynikają ze sposobu ponownego uziemienia zera na każdej wieży transmisyjnej.
Koszt zasilania linią długą, dobraną zgodnie z dopuszczalnym spadkiem napięcia, jest wyższy niż przy wyborze ogrzewania kabla. Wciąż istnieje możliwość obniżenia tych kosztów.
- Wzmocnij początkowy potencjał kabla zasilającego, podłączając go do oddzielnego transformatora.
- Możliwe jest osiągnięcie stałych wartości napięcia w sieci poprzez zainstalowanie stabilizatora w pobliżu obciążenia.
- Odbiorcy o niskim obciążeniu 12–36 V są podłączani za pomocą transformatora lub zasilacza.
Im dłuższy kabel zasilający, tym większy opór powstaje, gdy przepływa przez niego prąd. Oczywiste jest, że straty napięcia są również większe. Możesz je zmniejszyć, łącząc ze sobą metody.
- Zmniejsz koszty, zwiększając przekrój przewodu zasilającego. Ale ta metoda będzie wymagała dużych inwestycji finansowych.
- Projektując linie energetyczne należy wybrać najkrótszą drogę, ponieważ linia prosta jest zawsze krótsza niż linia łamana.
- Wraz ze spadkiem temperatury zmniejsza się opór metali. Wentylowane korytka kablowe i inne konstrukcje zmniejszają straty na linii.
- Zmniejszenie obciążenia jest możliwe, jeśli jest wiele zasilaczy i odbiorców.
Oszczędność zapewnia odpowiednia konserwacja i profilaktyka sieci elektroenergetycznych – sprawdzanie gęstości i wytrzymałości styków, przy użyciu niezawodnych listew zaciskowych.
Do oszczędzania energii należy podchodzić z pełną odpowiedzialnością. Problem utraty napięcia może uszkodzić drogie urządzenia i narzędzia. Nie należy lekceważyć środków bezpieczeństwa, zneutralizują one przepięcia i ochronią urządzenia i sprzęt gospodarstwa domowego w przedsiębiorstwie.
