Rad električnih uređaja nemoguć je bez određenih mrežnih parametara. Sastoje se od mnogo faktora. Jedan od njih je otpor vodiča na električnu struju. S obzirom na presjek pri odabiru žica ili kabela, potrebno je uzeti u obzir pad napona.
Osnovni koncepti
Pad napona je vrijednost koja se odražava na promjenu potencijala u različitim dijelovima vodiča. Struja koja teče od izvora prema opterećenju mijenja njegove parametre zbog otpora žica, ali njegov smjer ostaje nepromijenjen. Voltmetrom možete izmjeriti napon:
- dva uređaja na početku i na kraju retka;
- uzastopno mjerenje na nekoliko mjesta;
- voltmetar spojen paralelno s kabelom.
Najjednostavniji krug je izvor napajanja, provodnik, opterećenje. Primjer može biti žarulja sa žarnom niti uključena u utičnicu 220 V. Ako napon na žarulji izmjerite uređajem, bit će malo niži. Na otpor svjetiljke pojavila se kap.
Pad napona ili napona u jednom dijelu kruga može se izračunati pomoću Ohmovog zakona prema formuli U = IRgdje:
- U - električni napon (volti);
- ja - jačina struje u vodiču (amperima);
- R - otpor kruga ili njegovih elemenata (ohma).
Znajući bilo koje dvije količine, možete izračunati treću. U ovom je slučaju potrebno uzeti u obzir vrstu struje - izmjeničnu ili konstantnu. Ako krug ima nekoliko paralelno povezanih otpora, proračun je nešto složeniji.
Rezultat podnaponskog napona
Česta pojava je kada se ulazni napon određuje ispod utvrđene norme. Progib duž duljine kabela nastaje zbog prolaska velike struje, što uzrokuje porast otpora. Također, gubici se povećavaju na dugim linijama, što je tipično za ruralna područja.
Prema propisima, gubici od transformatora do najudaljenijeg dijela ne bi smjeli prelaziti 9%. Rezultat odstupanja parametara od norme može biti sljedeći:
- kvarovi na isparljive instalacije i opremu, rasvjeta;
- kvar električnih uređaja na niskim ulaznim naponima;
- smanjenje zakretnog momenta kod pokretanja ugradnje elektromotora ili kompresora;
- početna struja dovodi do pregrijavanja i gašenja motora;
- neujednačeno strujno opterećenje na početku linije i na udaljenom kraju;
- uređaji za osvjetljenje rade na suncu;
- gubitak električne energije, nedovoljno iskorištenje struje.
Karakteristike i radni parametri električnih uređaja se mijenjaju. Na primjer, zbog slabe snage povećava se vrijeme zagrijavanja vode bojlerom. Smanjenje napona dovodi do kvarova u elektronici.
U režimu rada, gubici napona u kablu mogu biti do 5%. Ova vrijednost je prihvatljiva za mreže energetike, jer se struje velike snage isporučuju na velike udaljenosti. Ove linije podliježu povećanim zahtjevima. Stoga, uz gubitke u svakodnevnom životu, treba obratiti pozornost na sekundarne distribucijske mreže energije.
Razlozi pada napona
Prije svega, morate razumjeti: za to je kriv dobavljač električne energije ili potrošač. Problemi s mrežom nastaju iz sljedećih razloga:
- trošenje dalekovoda;
- nedovoljni transformatori snage;
- neravnoteža snage ili neravnoteža faza.
Ti su problemi povezani s dobavljačem, nemoguće ih je sami riješiti. Da biste razumjeli rade li visokonaponski vodovi ispravno ili ne, morat ćete nazvati predstavnike opskrbe energijom. Oni će izvršiti mjerenja i izraditi zaključak.
Možete biti sigurni da greška pada nije sama povezana s dobavljačem. Prije svega, vrijedi saznati od susjeda imaju li sličnih problema. Multimetar je prikladan za mjerenje napona u svakodnevnom životu. Trošak mu je do 1000 rubalja. Ako uređaj na ulazu u stan pokazuje normalan napon, uzrok se mora potražiti u kućnoj mreži.
Napon može pasti zbog velike duljine ožičenja. Kada duljina mreže pređe 100 metara, a presjek vodiča je 16 mm, oscilacije će postati redovite. Da biste ispravili situaciju, morate promijeniti ožičenje.
Slabi kontakti su dodatni otpor struji. U uređaje ne dopire u dovoljnim količinama. Osim toga, neispravni kontakti mogu uzrokovati kratki spoj i uzrokovati požar. Za normalizaciju pokazatelja potrebno je zamijeniti hitni dio kruga i izgorjele kontakte.
Krivac je možda pogrešan spoj žica koje idu od dalekovoda do kuće. Ponekad, suprotno sigurnosnim zahtjevima, spajaju bakrene žice na aluminijske ili su bakreni vodiči umjesto upletenih terminala. Stezaljke i stezaljke izrađene su od nekvalitetnih materijala ili im je istekao rok trajanja.
Možda je kriva u samom uvodnom aparatu. U ovom slučaju treba je zamijeniti.
Kako izračunati gubitke
Pri izračunavanju električnog voda odstupanja od napona ne smiju prelaziti propisane norme. Dopuštene fluktuacije za jednofazne mreže kućanstava su 209-231 V, za trofaznu mrežu napon može varirati od 361 do 399 V.
Fluktuacije u jakosti struje i potrošnje energije dovode do promjene napona u vodljivim vodičima u blizini potrošača. Stoga je prilikom izrade sheme ožičenja potrebno uzeti u obzir dopuštene gubitke.
U jednofaznoj mreži postoje dvije žice, pa se pad napona može pronaći sljedećom formulom: U = I * Rzauzvrat R = (r * 2i) / S.
- Gdje r - otpornost, jednaka otporu žice, s presjekom od 1 mm2 i duljinom od 1 m;
- ja - označena je kao duljina vodiča;
- S - kabelski dio.
U trofaznoj mreži napajanje faznih žica se međusobno otkazuje, a duljina neutralnog vodiča ne dolazi u obzir jer kroz njega ne prolazi struja. Ako je fazno opterećenje neujednačeno, proračun se izvodi kao za jednofaznu mrežu. Za duge vodove dodatno se uzimaju u obzir kapacitivna i induktivna reaktancija.
Izračun pada može se provesti pomoću mrežnog kalkulatora, postoje i posebne tablice. Prikazuje dopušteno strujno opterećenje za različite vrste kabela. Pri izračunavanju presjeka kabela treba uzeti u obzir sljedeće podatke:
- materijal za proizvodnju vodiča;
- polaganje skrivene ili otvorene linije;
- tekuće opterećenje;
- okolišni uvjeti.
Kada struja teče kablom, žicom ili sabirnicom, oni se zagrijavaju. Ovim postupkom mijenjaju se fizička svojstva vodiča. Izolacija se topi, kontakti se pregrijavaju, žica izgara. Pouzdanost i neprekinuti rad mreže ovisi o ispravnom odabiru kabela.
Kako smanjiti pad napona i smanjiti gubitak kabela
Moguće je smanjiti broj gubitaka smanjenjem otpora na cijelom dijelu mreže napajanja. Ušteda se daje metodom ponovnog uzemljenja nula na svakom nosaču dalekovoda.
Trošak napajanja električnom energijom dugačkim vodom odabranim prema dopuštenom padu napona veći je od izbora napravljenog zagrijavanjem kabela. Ipak, postoji mogućnost da se ti troškovi smanje.
- Pojačajte početni potencijal kabela za napajanje priključivanjem ga na zasebni transformator.
- Možete postići konstantne vrijednosti napona u mreži instaliranjem stabilizatora u blizini opterećenja.
- Potrošači s malim opterećenjem od 12–36 V priključuju se putem transformatora ili napajanja.
Što je dulji kabel napajanja, veći je otpor koji se pojavljuje kada struja prolazi kroz njega. Očito je da je i gubitak napona veći. Možete ih smanjiti kombiniranjem metoda jedni s drugima.
- Smanjite troškove povećanjem presjeka kabela za napajanje. Ali ova će metoda zahtijevati velika financijska ulaganja.
- Pri razvoju linija za opskrbu energijom trebali biste odabrati najkraći mogući put, jer je ravna linija uvijek kraća od prekinute.
- S padom temperature smanjuje se otpornost metala. Prozračeni nosači kabela i drugi dizajni smanjuju gubitak linije.
- Smanjenje opterećenja moguće je ako postoji mnogo izvora energije i potrošača.
Ušteda se osigurava pravilnim održavanjem i sprečavanjem električnih mreža - provjerom gustoće i čvrstoće kontakata, koristeći pouzdane priključne blokove.
Potrebno je pristupiti pitanju štednje energije s punom odgovornošću. Problem gubitka napona može onemogućiti skupe uređaje, alate. Ne zanemarujte sigurnosne mjere, one će neutralizirati naponske napone i zaštititi kućanske uređaje i opremu u poduzeću.
