Der Betrieb von Elektrogeräten ist ohne bestimmte Netzwerkparameter nicht möglich. Sie bestehen aus vielen Faktoren. Einer davon ist der Widerstand von Leitern gegen elektrischen Strom. Angesichts des Querschnitts bei der Auswahl von Drähten oder Kabeln muss der Spannungsabfall berücksichtigt werden.
Grundlegendes Konzept
Der Spannungsabfall ist ein Wert, der sich in der Potentialänderung 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 Leitung;
- sequentielle Messung an mehreren Stellen;
- ein parallel zum Kabel angeschlossenes Voltmeter.
Die einfachste Schaltung ist eine Stromquelle, ein Leiter, eine Last. Ein Beispiel wäre eine Glühlampe, die an eine 220-V-Steckdose angeschlossen ist. Wenn Sie die Spannung an der Lampe mit einem Gerät messen, ist sie etwas niedriger. Auf den Widerstand der Lampe trat ein Tropfen auf.
Die Spannung oder der Spannungsabfall in einem Schaltungsabschnitt kann nach dem Ohmschen Gesetz gemäß der Formel berechnet werden U = IRwo:
- U. - elektrische Spannung (Volt);
- ich - Stromstärke im Leiter (Ampere);
- R. - Widerstand der Schaltung oder ihrer Elemente (Ohm).
Wenn Sie zwei Größen kennen, können Sie die dritte berechnen. In diesem Fall muss die Art des Stroms berücksichtigt werden - alternierend oder konstant. Wenn die Schaltung mehrere parallel geschaltete Widerstände hat, ist die Berechnung etwas komplizierter.
Unterspannungsergebnis
Ein häufiges Phänomen ist, wenn die Eingangsspannung unter der festgelegten Norm bestimmt wird. Ein Durchhängen entlang der Länge des Kabels tritt aufgrund des Durchgangs von hohem Strom auf, was zu einer Erhöhung des Widerstands führt. Außerdem nehmen die Verluste auf langen Strecken zu, was typisch für ländliche Gebiete ist.
Gemäß den Vorschriften sollten die Verluste vom Transformator zum entferntesten Abschnitt 9% nicht überschreiten. Das Ergebnis der Abweichung der Parameter von der Norm kann wie folgt sein:
- Fehlfunktion flüchtiger Anlagen und Geräte, Beleuchtung;
- Ausfall von Elektrogeräten bei niedrigen Eingangsspannungen;
- Drehmomentreduzierung beim Starten einer Elektromotor- oder Kompressorinstallation;
- Anlaufstrom führt zu Überhitzung und Motorabschaltung;
- ungleichmäßige Strombelastung am Anfang der Leitung und am entfernten Ende;
- Beleuchtungsgeräte arbeiten in der Sonne;
- Stromausfall, Unterauslastung der Stromversorgung.
Die Eigenschaften und Betriebsparameter von Elektrogeräten ändern sich. Zum Beispiel erhöht sich aufgrund der schwachen Leistung die Zeit zum Erhitzen des Wassers mit einem Kessel. Das Reduzieren der Spannung führt zu Fehlern in der Elektronik.
Im Betriebsmodus können Spannungsverluste im Kabel bis zu 5% betragen. Dieser Wert ist für Netze der Energiewirtschaft akzeptabel, da hohe Leistungsströme über große Entfernungen geliefert werden. Diese Leitungen unterliegen erhöhten Anforderungen. Bei Verlusten im Alltag sollte daher auf sekundäre Energieverteilungsnetze geachtet werden.
Gründe für den Spannungsabfall
Zunächst müssen Sie verstehen: Dies ist die Schuld des Stromversorgers oder des Verbrauchers. Netzwerkprobleme treten aus folgenden Gründen auf:
- Verschleiß von Stromleitungen;
- unzureichende Leistungstransformatoren;
- Leistungsungleichgewicht oder Phasenungleichgewicht.
Diese Probleme hängen mit dem Lieferanten zusammen, es ist unmöglich, sie selbst zu lösen. Um zu verstehen, ob die Hochspannungsleitungen ordnungsgemäß funktionieren oder nicht, müssen Sie die Vertreter der Energieversorgung anrufen. Sie werden Messungen vornehmen und eine Schlussfolgerung ziehen.
Sie können sicherstellen, dass der Fehler des Sturzes nicht selbst mit dem Lieferanten zusammenhängt. Zunächst lohnt es sich, bei den Nachbarn herauszufinden, ob sie ähnliche Probleme haben. Ein Multimeter eignet sich zur Spannungsmessung im Alltag. Die Kosten betragen bis zu 1000 Rubel. Wenn das Gerät am Eingang der Wohnung normale Spannung anzeigt, muss die Ursache im Heimnetzwerk gesucht werden.
Die Spannung kann aufgrund der großen Länge der Verkabelung abfallen. Wenn die Netzwerklänge 100 Meter überschreitet und der Querschnitt der Leiter 16 mm beträgt, werden die Schwingungen regelmäßig. Um die Situation zu korrigieren, müssen Sie die Verkabelung ändern.
Schwache Kontakte sind ein zusätzlicher Widerstand gegen Strom. Es erreicht die Geräte nicht in ausreichenden Mengen. Darüber hinaus können fehlerhafte Kontakte einen Kurzschluss und einen Brand verursachen. Um die Anzeigen zu normalisieren, müssen der Notstromteil des Stromkreises und die verbrannten Kontakte ausgetauscht werden.
Der Schuldige kann eine falsche Verbindung von Drähten sein, die von den Stromleitungen zum Haus führen. Entgegen den Sicherheitsanforderungen verbinden sie manchmal Kupferdrähte mit Aluminium oder Kupferdrähte werden anstelle von verdrillten Anschlüssen angeschlossen. Die Klemmen und Klemmen bestehen aus minderwertigen Materialien oder ihr Verfallsdatum ist abgelaufen.
Vielleicht liegt der Fehler im Einführungsapparat selbst. In diesem Fall sollte es ersetzt werden.
Wie berechnet man Verluste?
Bei der Berechnung der elektrischen Leitung sollten Spannungsabweichungen die geregelten Normen nicht überschreiten. Zulässige Schwankungen für einphasige Haushaltsnetze betragen 209–231 V, für ein dreiphasiges Netz kann die Spannung zwischen 361 und 399 V variieren.
Schwankungen der Stromstärke und des Stromverbrauchs führen zu einer Spannungsänderung in den leitenden Leitern in der Nähe des Verbrauchers. Daher ist es bei der Erstellung des Schaltplans erforderlich, zulässige Verluste zu berücksichtigen.
In einem einphasigen Netzwerk gibt es zwei Drähte, sodass der Spannungsabfall nach folgender Formel ermittelt werden kann: U = I * R., wiederum, R = (r * 2i) / S..
- Wo r - spezifischer Widerstand, der dem Widerstand des Drahtes entspricht, mit einem Querschnitt von 1 mm2 und einer Länge von 1 m;
- ich - bezeichnet als die Länge des Leiters;
- S. - Kabelabschnitt.
In einem dreiphasigen Netzwerk heben sich die Stromversorgungen der Phasendrähte gegenseitig auf, und die Länge des Neutralleiters wird nicht berücksichtigt, da kein Strom durch ihn fließt. Wenn die Phasenlast ungleichmäßig ist, wird die Berechnung wie für ein einphasiges Netzwerk durchgeführt. Bei langen Leitungen werden zusätzlich die kapazitive und die induktive Reaktanz berücksichtigt.
Die Berechnung des Sturzes kann mit dem 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;
- versteckte oder offene Leine;
- aktuelle Last;
- Umweltbedingungen.
Wenn Strom durch Kabel, Draht oder Bus fließt, werden sie erwärmt. Dieser Prozess verändert die physikalischen Eigenschaften von Leitern. Isolierung schmilzt, Kontakte überhitzen, Draht brennt aus. Die Zuverlässigkeit und der unterbrechungsfreie Betrieb des Netzes hängen von der richtigen Kabelauswahl ab.
So reduzieren Sie den Spannungsabfall und den Kabelverlust
Es ist möglich, die Anzahl der Verluste zu verringern, indem der Widerstand über den gesamten Abschnitt des Stromversorgungsnetzes verringert wird. Einsparungen ergeben sich aus der Methode der Nullerdung an jedem Träger der Stromleitung.
Die Kosten für die Stromversorgung über eine lange Leitung, die entsprechend dem zulässigen Spannungsabfall ausgewählt wird, sind höher als die durch Erwärmung des Kabels getroffenen Entscheidungen. Dennoch besteht die Möglichkeit, diese Kosten zu senken.
- Stärken Sie das Anfangspotential des Stromkabels, indem Sie es an einen separaten Transformator anschließen.
- Sie können konstante Spannungswerte im Netzwerk erreichen, indem Sie einen Stabilisator in der Nähe der Last installieren.
- Verbraucher mit geringen Lasten von 12–36 V werden über einen Transformator oder eine Stromversorgung angeschlossen.
Je länger das Stromkabel ist, desto größer ist der Widerstand, der auftritt, wenn Strom durch das Kabel fließt. Offensichtlich ist auch der Spannungsverlust höher. Sie können sie reduzieren, indem Sie Methoden miteinander kombinieren.
- Reduzieren Sie die Kosten, indem Sie den Querschnitt des Versorgungskabels vergrößern. Diese Methode erfordert jedoch große finanzielle Investitionen.
- Bei der Entwicklung von Energieversorgungsleitungen sollten Sie den kürzest möglichen Weg wählen, da eine gerade Linie immer kürzer als eine unterbrochene Linie ist.
- Mit abnehmender Temperatur nimmt der Widerstand von Metallen ab. Belüftete Kabelrinnen und andere Designs reduzieren den Leitungsverlust.
- Eine Reduzierung der Last ist möglich, wenn viele Stromquellen und Verbraucher vorhanden sind.
Einsparungen werden durch die ordnungsgemäße Wartung und Verhinderung von Stromnetzen erzielt - Überprüfung der Dichte und Stärke der Kontakte mithilfe zuverlässiger Klemmenblöcke.
Es ist notwendig, das Thema Energieeinsparung mit voller Verantwortung anzugehen. Das Problem des Spannungsverlusts kann teure Geräte und Werkzeuge deaktivieren. Vernachlässigen Sie nicht die Sicherheitsmaßnahmen, sie neutralisieren Spannungsspitzen und schützen Haushaltsgeräte und -geräte im Unternehmen.
