De werking van elektrische apparaten is onmogelijk zonder bepaalde netwerkparameters. Ze bestaan uit veel factoren. Een daarvan is de weerstand van geleiders tegen elektrische stroom. Gezien de doorsnede bij het kiezen van draden of kabels, moet rekening worden gehouden met de spanningsval.
Basisconcepten
De spanningsval is een waarde die wordt weerspiegeld in de verandering in potentiaal in verschillende delen van de geleider. De stroom die van de bron naar de belasting stroomt, 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;
- sequentiële meting op meerdere plaatsen;
- een voltmeter parallel aangesloten op de kabel.
Het eenvoudigste circuit is een stroombron, geleider, belasting. Een voorbeeld is een gloeilamp die is aangesloten op een stopcontact van 220 V. Als u de spanning op de lamp meet met een apparaat, zal deze iets lager zijn. Door de weerstand van de lamp ontstond er een val.
De spanning of spanningsval in een circuitgedeelte kan worden berekend met behulp van de wet van Ohm volgens de formule U = IRwaar:
- U - elektrische spanning (volt);
- ik - stroomsterkte in de geleider (ampère);
- R - weerstand van het circuit of zijn elementen (ohm).
Als u twee hoeveelheden kent, kunt u de derde berekenen. In dit geval moet rekening worden gehouden met het type stroom - afwisselend of constant. Als het circuit meerdere parallel geschakelde weerstanden heeft, is de berekening iets gecompliceerder.
Onderspanningsresultaat
Een veel voorkomend fenomeen is wanneer de ingangsspanning wordt bepaald onder de vastgestelde norm. Door de doorgang van hoge stroom treedt verzakking over de lengte van de kabel op, waardoor de weerstand toeneemt. Ook nemen de verliezen toe op lange lijnen, wat typisch is voor landelijke gebieden.
Volgens de voorschriften mogen verliezen van de transformator naar het meest afgelegen deel niet meer dan 9% bedragen. Het resultaat van de afwijking van de parameters van de norm kan als volgt zijn:
- storing van vluchtige installaties en apparatuur, verlichting;
- uitval van elektrische apparaten bij lage ingangsspanningen;
- koppelreductie bij het starten van een elektromotor of compressorinstallatie;
- startstroom leidt tot oververhitting en uitschakeling van de motor;
- ongelijke stroombelasting aan het begin van de lijn en aan de andere kant;
- verlichtingsapparaten werken in de zon;
- verlies van elektriciteit, onderbenutting van stroom.
De kenmerken en bedrijfsparameters van elektrische apparaten veranderen. Door bijvoorbeeld een zwak vermogen neemt de tijd voor het verwarmen van het water met een ketel toe. Het verlagen van de spanning leidt tot storingen in de elektronica.
In bedrijfsmodus kunnen spanningsverliezen in de kabel oplopen tot 5%. Deze waarde is acceptabel voor netwerken in de energiesector, omdat hoge stroomstromen worden geleverd over lange afstanden. Deze lijnen zijn onderworpen aan strengere eisen. Daarom moet bij verliezen in het dagelijks leven aandacht worden besteed aan secundaire energiedistributienetwerken.
Redenen voor spanningsverlies
Allereerst moet u begrijpen: dit is de schuld van de elektriciteitsleverancier of de consument. Netwerkproblemen ontstaan om de volgende redenen:
- slijtage van hoogspanningslijnen;
- onvoldoende stroomtransformatoren;
- stroomonbalans of fase-onbalans.
Deze problemen zijn gerelateerd aan de leverancier, het is onmogelijk om ze zelf op te lossen. Om te begrijpen of de hoogspanningslijnen correct werken of niet, moet u de vertegenwoordigers van de energievoorziening bellen. Zij nemen metingen en stellen een conclusie op.
U kunt ervoor zorgen dat de fout van de val niet zelf bij de leverancier ligt. Allereerst is het de moeite waard om bij de buren na te gaan of ze vergelijkbare problemen hebben. Een multimeter is geschikt voor het meten van spanning in het dagelijks leven. De kosten zijn maximaal 1000 roebel. Als het apparaat bij de ingang van het appartement een normale spanning vertoont, moet de oorzaak in het thuisnetwerk worden gezocht.
De spanning kan afnemen vanwege de grote lengte van de bedrading. Wanneer de netwerklengte groter is dan 100 meter en de doorsnede van de geleiders 16 mm is, zullen de oscillaties regelmatig worden. Om de situatie te corrigeren, moet je de bedrading veranderen.
Zwakke contacten zijn een extra weerstand tegen stroom. Het bereikt de apparaten niet in voldoende hoeveelheden. Bovendien kunnen defecte contacten kortsluiting en brand veroorzaken. Om de indicatoren te normaliseren, is het noodzakelijk om het noodgedeelte van het circuit en verbrande contacten te vervangen.
De boosdoener kan een verkeerde aansluiting van draden zijn die van de hoogspanningslijnen naar het huis gaan. Soms, in tegenstelling tot veiligheidseisen, verbinden ze koperdraden met aluminium of worden koperen geleiders aangesloten in plaats van gedraaide terminals. De terminals en klemmen zijn gemaakt van materialen van lage kwaliteit of hun vervaldatum is verstreken.
Misschien ligt de fout in het inleidende apparaat zelf. In dit geval moet het worden vervangen.
Hoe verliezen te berekenen
Bij het berekenen van de elektrische lijn mogen spanningsafwijkingen de gereguleerde normen niet overschrijden. Toegestane schommelingen voor eenfasige huishoudelijke netwerken zijn 209-231 V, voor een driefasig netwerk kan de spanning variëren van 361 tot 399 V.
Fluctuaties in stroomsterkte en energieverbruik leiden tot een verandering in spanning in de geleidende geleiders nabij de consument. Daarom moet bij het opstellen van het bedradingsschema rekening worden gehouden met toegestane verliezen.
Er zijn twee draden in een enkelfasig netwerk, dus de spanningsval kan worden gevonden met de volgende formule: U = I * R, op zijn beurt, R = (r * 2i) / S.
- Waar r - soortelijke weerstand, die gelijk is aan de weerstand van de draad, een doorsnede van 1 mm2 en een lengte van 1 m;
- ik - aangeduid als de lengte van de geleider;
- S - kabel sectie.
In een driefasig netwerk heffen de stroom op de fasedraden elkaar op en wordt geen rekening gehouden met de lengte van de neutrale geleider, omdat er geen stroom doorheen stroomt. 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 reactantie.
De berekening van de val kan worden uitgevoerd met behulp van de online calculator, 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 van vervaardiging van geleiders;
- verborgen of open lijn leggen;
- huidige belasting;
- milieu omstandigheden.
Als er stroom door de kabel, draad of bus stroomt, worden ze verwarmd. Dit proces verandert de fysieke eigenschappen van geleiders. Isolatie smelt, contacten raken oververhit, draad is doorgebrand. De betrouwbaarheid en ononderbroken werking van het lichtnet hangt af van de juiste kabelkeuze.
Spanningsverlies verminderen en kabelverlies verminderen
Het is mogelijk om het aantal verliezen te verminderen door de weerstand over het hele deel van het voedingsnetwerk te verminderen. Besparingen worden verkregen door de methode om nul te aarden op elke steun van de hoogspanningslijn.
De kosten van stroomvoorziening door een lange lijn, geselecteerd op basis van de toegestane spanningsval, zijn hoger dan de keuze die wordt gemaakt door de kabel te verwarmen. Desondanks bestaat de mogelijkheid om deze kosten te verlagen.
- Versterk het initiële potentieel van de voedingskabel door deze op een aparte transformator aan te sluiten.
- U kunt constante spanningswaarden in het netwerk bereiken door een stabilisator in de buurt van de belasting te installeren.
- Consumenten met een lage belasting van 12–36 V worden aangesloten via een transformator of voeding.
Hoe langer de voedingskabel, hoe groter de weerstand die optreedt wanneer er stroom doorheen stroomt. Uiteraard is het spanningsverlies 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 ontwikkelen van energievoorzieningslijnen moet u het kortst mogelijke pad kiezen, aangezien een rechte lijn altijd korter is dan een onderbroken lijn.
- Bij afnemende temperatuur neemt de weerstand van metalen af. Geventileerde kabelgoten en andere ontwerpen verminderen lijnverlies.
- Het verminderen van de belasting is mogelijk als er veel stroombronnen en consumenten zijn.
Besparingen worden geleverd door goed onderhoud en preventie van stroomnetwerken - het controleren van de dichtheid en sterkte van contacten, met behulp van betrouwbare klemmenblokken.
De kwestie van energiebesparing moet met volledige verantwoordelijkheid worden aangepakt. Het probleem van spanningsverlies kan dure apparaten en gereedschappen uitschakelen. Negeer veiligheidsmaatregelen niet, ze zullen spanningspieken neutraliseren en huishoudelijke apparaten en apparatuur in de onderneming beschermen.
