Il funzionamento degli apparecchi elettrici è impossibile senza determinati parametri di rete. Sono costituiti da molti fattori. Uno di questi è la resistenza dei conduttori alla corrente elettrica. Data la sezione trasversale nella scelta di fili o cavi, è necessario tenere conto della caduta di tensione.
Concetti basilari
La caduta di tensione è un valore riflesso nella variazione del 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. È possibile misurare la tensione con un voltmetro:
- due dispositivi all'inizio e alla fine della linea;
- misurazione sequenziale in più punti;
- un voltmetro collegato in parallelo con il cavo.
Il circuito più semplice è una fonte di alimentazione, un conduttore, un carico. Un esempio potrebbe essere una lampada a incandescenza collegata a una presa da 220 V. Se si misura la tensione sulla lampada con un dispositivo, sarà leggermente inferiore. Una goccia sorse sulla resistenza della lampada.
La tensione o la caduta di tensione in una sezione del circuito può essere calcolata usando la legge di Ohm secondo la formula U = IRdove:
- U - tensione elettrica (volt);
- io - resistenza corrente nel conduttore (ampere);
- R - resistenza del circuito o dei suoi elementi (ohm).
Conoscendo due quantità qualsiasi, è possibile calcolare la terza. In questo caso, è necessario tenere conto del tipo di corrente - alternata o costante. Se il circuito ha diverse resistenze collegate in parallelo, il calcolo è leggermente più complicato.
Risultato di sottotensione
Un fenomeno comune è quando la tensione di ingresso viene determinata al di sotto della norma stabilita. Il cedimento lungo la lunghezza del cavo si verifica a causa del passaggio di alta corrente, che provoca un aumento della resistenza. Inoltre, le perdite aumentano su palangari, tipico delle aree rurali.
Secondo le normative, le perdite dal trasformatore alla sezione più remota non devono superare il 9%. Il risultato della deviazione dei parametri dalla norma può essere il seguente:
- malfunzionamento di impianti e apparecchiature volatili, illuminazione;
- guasto di apparecchi elettrici a basse tensioni di ingresso;
- riduzione della coppia all'avvio di un motore elettrico o installazione di un compressore;
- la corrente di avviamento porta al surriscaldamento e allo spegnimento del motore;
- carico di corrente irregolare all'inizio della linea e all'estremità remota;
- i dispositivi di illuminazione funzionano al sole;
- perdita di elettricità, sottoutilizzazione della corrente.
Le caratteristiche e i parametri di funzionamento degli apparecchi elettrici stanno cambiando. Ad esempio, a causa della scarsa potenza, aumenta il tempo per riscaldare l'acqua con una caldaia. La riduzione della tensione porta a guasti nell'elettronica.
In modalità operativa, le perdite di tensione nel cavo possono arrivare fino al 5%. Questo valore è accettabile per le reti del settore energetico, poiché le correnti ad alta potenza vengono erogate su lunghe distanze. Queste linee sono soggette a requisiti crescenti. Pertanto, con perdite nella vita quotidiana, è necessario prestare attenzione alle reti secondarie di distribuzione di energia.
Motivi per la 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;
- trasformatori di potenza insufficienti;
- squilibrio di potenza o squilibrio di fase.
Questi problemi sono legati al fornitore, è impossibile risolverli da soli. Per capire se le linee ad alta tensione funzionano correttamente o meno, dovrai chiamare i rappresentanti della fornitura di energia. Prenderanno le misure e trarranno una conclusione.
Puoi assicurarti che l'errore della caduta non sia collegato al fornitore da solo. Prima di tutto, vale la pena scoprire ai vicini se hanno problemi simili. Un multimetro è adatto per misurare la tensione nella vita di tutti i giorni. Il suo costo è fino a 1000 rubli. Se il dispositivo all'ingresso dell'appartamento mostra una tensione normale, è necessario cercare la causa nella rete domestica.
La tensione potrebbe cadere a causa della grande lunghezza del cablaggio. Quando la lunghezza della rete supera i 100 metri e la sezione dei conduttori è di 16 mm, le oscillazioni diventeranno regolari. Per correggere la situazione, è necessario modificare il cablaggio.
I contatti deboli sono un'ulteriore resistenza alla corrente. Non raggiunge i dispositivi in quantità sufficienti. Inoltre, contatti difettosi possono causare un corto circuito e provocare un incendio. Per normalizzare gli indicatori, è necessario sostituire la sezione di emergenza del circuito e i contatti bruciati.
Il colpevole potrebbe essere una connessione errata di fili che vanno dalle linee elettriche alla casa. A volte, contrariamente ai requisiti di sicurezza, collegano fili di rame a fili di alluminio o di rame invece di terminali intrecciati. I terminali e i morsetti sono realizzati con materiali di bassa qualità o la loro data di scadenza è scaduta.
Forse la colpa sta nell'apparato introduttivo stesso. In questo caso, dovrebbe essere sostituito.
Come calcolare le perdite
Nel calcolare 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 della forza corrente e del consumo di energia portano a una variazione di tensione nei conduttori conduttori vicino al consumatore. Pertanto, quando si redige lo schema elettrico, è necessario tenere conto delle perdite consentite.
Ci sono due fili in una rete monofase, quindi la caduta di tensione può essere trovata con la seguente formula: U = I * R, a sua volta, R = (r * 2i) / S.
- Dove r - resistività, che è uguale alla resistenza del filo, con una sezione di 1 mm2 e una lunghezza di 1 m;
- io - designato come lunghezza del conduttore;
- S - sezione del cavo.
In una rete trifase, l'alimentazione sui fili di fase si annulla a vicenda e la lunghezza del conduttore neutro non viene presa in considerazione, poiché nessuna corrente scorre attraverso di essa. Se il carico di fase non è uniforme, il calcolo viene eseguito come per una rete monofase. Per le linee lunghe, si tiene inoltre conto della reattanza capacitiva e induttiva.
Il calcolo della caduta può essere eseguito utilizzando il calcolatore online, ci sono anche tabelle speciali. Mostrano i carichi di corrente consentiti per diversi tipi di cavi. Nel calcolare la sezione del cavo, è necessario prendere in considerazione i seguenti dati:
- materiale di fabbricazione del conduttore;
- posa in linea nascosta o aperta;
- carico attuale;
- condizioni ambientali.
Quando la corrente scorre attraverso il cavo, il filo o il bus, vengono riscaldati. Questo processo modifica le proprietà fisiche dei conduttori. L'isolamento si scioglie, i contatti si surriscaldano, il filo si brucia. L'affidabilità e il funzionamento ininterrotto della rete dipendono dalla corretta selezione del cavo.
Come ridurre la caduta di tensione e ridurre la perdita dei cavi
È possibile ridurre il numero di perdite riducendo la resistenza sull'intera sezione della rete di alimentazione. I risparmi sono dati dal metodo di re-grounding zero su ciascun supporto della linea elettrica.
Il costo dell'alimentazione da una linea lunga, selezionato in base alla caduta di tensione consentita, è maggiore della scelta effettuata riscaldando il cavo. Tuttavia, esiste 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 che si verifica quando la corrente scorre attraverso di essa. Ovviamente, anche la perdita 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 ingenti investimenti finanziari.
- Quando si sviluppano linee di approvvigionamento energetico, è necessario scegliere il percorso più breve possibile, poiché una linea retta è sempre più corta di una linea spezzata.
- Con la diminuzione della temperatura, la resistenza dei metalli diminuisce. I passacavi ventilati e altri design riducono la perdita di linea.
- Ridurre il carico è possibile se ci sono molte fonti di alimentazione e consumatori.
I risparmi sono assicurati da una corretta manutenzione e prevenzione delle reti elettriche: controllo della densità e della resistenza dei contatti, utilizzando morsettiere affidabili.
È necessario affrontare la questione del risparmio energetico con piena responsabilità. Il problema della perdita di tensione può disabilitare apparecchi e strumenti costosi. Non trascurare le misure di sicurezza, neutralizzeranno i picchi di corrente e proteggeranno gli elettrodomestici e le apparecchiature dell'impresa.
