Что такое потеря напряжения: Потеря напряжения – это… Что такое Потеря напряжения?

Потеря напряжения – это… Что такое Потеря напряжения?

Потеря напряжения

– величина, равная разности между установившимися значениями напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения.

ГОСТ 23875—88.

Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник. — М.: Энас. В.В. Красник. 2006.

• Потери электроэнергии в электрических сетях
• Потеря связи

Смотреть что такое “Потеря напряжения” в других словарях:

• потеря напряжения — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN loss of voltage …   Справочник технического переводчика

• потеря напряжения — įtampos išnykimas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. voltage disappearance; voltage loss vok. Spannungsausfall, m rus. исчезновение напряжения, n; потеря напряжения, f pranc. disparition de tension, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• потеря напряжения — Разность модулей напряжения по концам элемента электрической системы …   Политехнический терминологический толковый словарь

• потеря напряжения в системе электроснабжения — Величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения. [ГОСТ 23875 88] Тематики качество электрической энергииэлектромагнитная совместимость Синонимы потеря… …   Справочник технического переводчика

• потеря напряжения в линии — Разность между значениями напряжения, измеренными в двух точках электрической линии в данный момент времени. [ОСТ 45.55 99] Тематики электроснабжение в целом …   Справочник технического переводчика

• потеря напряжения в системе электроснабжения — 3.1.27 потеря напряжения в системе электроснабжения (потеря напряжения): Величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения. [ГОСТ 23875 88, пункт 27] Источник:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• потеря напряжения в системе электроснабжения U_Δ — 44 потеря напряжения в системе электроснабжения UΔ Потеря напряжения: Разность напряжений в начальной и конечной точках электрической линии в данный момент времени de. Verlust der Spannung en. Voltage loss fr. Perte de tension dans le réseau… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Потеря напряжения в системе электроснабжения (Потеря напряжения) — English: Voltage loss Величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875 88) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник …   Строительный словарь

• наибольшая потеря напряжения электрической сети — Наибольшее из значений суммарной потери напряжения в данной электрической сети …   Политехнический терминологический толковый словарь

• суммарная потеря напряжения — Сумма потерь напряжения в последовательно включенных элементах электрической системы …   Политехнический терминологический толковый словарь

Книги

• Нора Вебстер, Тойбин К.. 1960-е. Ирландия, городок Эннискорти – тот самый, откуда уехала в Америку Эйлиш, героиня предыдущего романа Колма Тойбина “Бруклин” . Тихая, размеренная, старомодная жизнь на фоне назревающей… Подробнее  Купить за 417 руб

Что такое потеря напряжения в кабеле и чем она опасна?

Во время передачи электроэнергии по проводам к электроприемникам ее небольшая часть расходуется на сопротивление самих проводов, т.е. на их нагрев. Чем выше протекаемый ток и больше сопротивление провода, тем больше на нем будет потеря напряжения. Величина тока зависит от подключенной нагрузки, а сопротивление провода тем больше, чем больше его длина. Логично? Поэтому нужно понимать, что провода большой длины могут быть не пригодны для подключения какой-либо нагрузки, которая, в свою очередь, хорошо будет работать при коротких проводах того же сечения.

В идеале все электроприборы будут работать в нормальном режиме, если к ним подается то напряжение, на которые они рассчитаны. Если провод рассчитан не правильно и в нем присутствуют большие потери, то на вводе в электрооборудование будет заниженное напряжение. Это очень актуально при электропитании постоянным током, так как тут напряжение очень низкое, например 12 В, и потеря в 1-2 В тут будет уже существенной.

Чем опасна потеря напряжения в электропроводке?

1. Отказом работы электроприборов при очень низком напряжении на входе.

В выборе кабеля необходимо найти золотую середину. Его нужно подобрать так, чтобы сопротивление провода при нужной длине соответствовало конкретному току и исключить лишние денежные затраты. Конечно, можно купить кабель огромного сечения и не считать в нем потери напряжения, но тогда за него придется переплатить. А кто хочет отдавать свои деньги на ветер? Давайте ниже разберемся, как учесть потери напряжения в кабеле при его выборе.

Для того чтобы избежать потерь мощности нам нужно уменьшить сопротивление провода. Мы знаем что, чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление. Поэтому эта проблема в длинных линиях решается путем увеличения сечения жил кабеля.

Вспомним физику и перейдем к небольшим формулам и расчетам.

Напряжение на проводе мы можем узнать по следующей формуле, зная его сопротивление (R, Ом) и ток нагрузки (I, А).

U=RI

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S, где

р – удельное сопротивление провода, Ом*мм

2/м;

l – длина провода, м;

S – площадь поперечного сечения провода, мм².

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм²/м, и для алюминия р=0,028 Ом*мм²/м. Значения других металлов нам не нужны, так как провода у нас только с медными или с алюминиевыми жилами.

Приведу небольшой пример расчета для медного провода. Для алюминиевого провода суть расчета будет аналогичной.

Например, мы хотим установить группу розеток в гараже и решили протянуть туда медный кабель от дома длинной 50 м сечением 1,5 мм². Там будем подключаться нагрузка 3,3 кВт (I=15 А).

Учтите, что ток “бежит” по 2-х жильному кабелю туда и обратно, поэтому “пробегаемое” им расстояние будет в два раза больше длины кабеля (50*2=100 м).

Потеря напряжения в данной линии будет:

U=(рl)/s*I=0,0175*100/1,5*15=17,5 В

Что составляет практически 9% от номинального (входного) значения напряжения.

Значит в розетках будет уже напряжение: 220-17,5=202,5 В. Этого будет маловато для нормальной работы электрооборудования. Также свет может гореть тускло (в пол накала).

На нагрев провода будет выделяться мощность P=UI=17,5*15=262,5 Вт.

Также учтите, что здесь не учтены потери в местах соединения (скрутках), в вилке электроприбора, в контактах розетки. Поэтому реальные потери напряжения будут больше полученных значений.

Давайте повторим данный расчет, но уже для провода сечением 2,5 мм².

U=(рl)/s*I=0,0175*100/2,5*15=10,5 В или 4,7%.

Теперь повторим данный расчет, но уже для провода сечением 4 мм².

U=(рl)/s*I=0,0175*100/4*15=6,5 В или 2,9%.

Согласно ПУЭ, отклонения напряжения в линии должны составлять не более 5%.

Поэтому в нашем случае нужно выбирать кабель сечением 2,5 мм² для нагрузки мощностью 3,3 кВт (15 А), а не 1,5 мм².

Для постоянного тока такие сечения при указанных длинах использовать нельзя. Допусти, что необходимо запитать электроприбор током 15 А от источника постоянного тока 12 В (например, от аккумулятора или понижающего трансформатора). Используется кабель сечением 2,5 мм

2 длинной 50 м.

Потери тут будут 10,5 В. Это значит, что на входе в электроприбор будет присутствовать напряжение 12-10,5=1,5 В. Это бред и ничего работать не будет. Даже кабель сечением 25 мм² не спасет. Тут выход один – это нужно переносить источник питания ближе к потребителю.

Если ваша розетка находится очень далеко от щитка, то обязательно посчитайте потери напряжения в данной линии.

Не забываем улыбаться:

Звонок мужу в командировку:
– Дорогой, а почему в кране нет воды?
– Понимаешь, мы живем на 22 этаже и давления, которое создает насос возможно недостаточно…
– Милый, а почему газа нет?
– Понимаешь, сейчас зима и давление в магистральном газопроводе вследствие большого разбора несколько понижено…

– Родной, но почему же тогда нет электроэнергии?!
– Пойди заплати за коммуналку, дура!

Расчёт потерь напряжения в кабеле

 

Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.

 

Рис.1	Рис.2

При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис.1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника.

В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства

Zп1=Zп2).

Доступна Windows-версия программы расчёта потерь напряжения

Пояснения к расчёту

Расчёт потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трёхфазном переменном токе производится по формулам:

 

Для расчёта потерь фазного напряжения U=220 В; 1 фаза.

 

P – активная мощность передаваемая по линии, Вт;
Q – реактивная мощность передаваемая по линии, ВАр;
R – удельное активное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
X – удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
L – длина кабельной линии, м;
Uл – линейное напряжение сети, В;
Uф – фазное напряжение сети, В.

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected] Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Что такое потери напряжения и причины образования потерь напряжения

Утраты напряжения в полосы

Для осознания, что такое утрата напряжения, разглядим векторную диаграмму напряжения трехфазной полосы переменного тока (рис. 1) с одной нагрузкой в конце полосы (I).

Представим, что вектор тока разложен на составляющие Iа и Iр. На рис. 2 в масштабе построены векторы фазного напряжения в конце полосы U3ф и тока I, отстающего от него по фазе на угол φ2.

Для получения вектора напряжения сначала полосы U1ф следует у конца вектора U2ф выстроить в масштабе напряжения треугольник падений напряжения в полосы (abc). Для этого вектор аb, равный произведению тока на активное сопротивление полосы (IR), отложен параллельно току, а вектор bc, равный произведению тока на индуктивное сопротивление полосы (IХ), — перпендикулярно вектору тока. При этих критериях ровная, соединяющая точки О и с, соответствует величине и положению в пространстве вектора напряжения сначала полосы (U1ф) относительно вектора напряжения в конце полосы (U2ф). Соединив концы векторов U1ф и U2ф, получим вектор падения напряжения на полном сопротивлении полосы ac=IZ.

 

 

Рис. 1. Схема с одной нагрузкой на конце полосы

 

 

Рис. 2. Векторная диаграмма напряжений для полосы с одной нагрузкой. Утраты напряжения в полосы.

Договорились именовать потерей напряжения алгебраическую разность фазных напряжений сначала и конце полосы, т. е. отрезок ad либо практически равный ему отрезок ас’.

Векторная диаграмма и выведенные из нее соотношения демонстрируют, что утрата напряжения находится в зависимости от характеристик сети, также от активной и реактивной составляющих тока либо мощности нагрузки.

При расчете величины утраты напряжений в сети активное сопротивление нужно учесть всегда, а индуктивным сопротивлением можно пренебречь в осветительных сетях и в сетях, выполненных сечениями проводов до 6 мм2 и кабелей до 35 мм2.

 

 

Определение утраты напряжения в полосы

 

Утрату напряжения для трехфазной системы принято обозначать для линейных величин определять по формуле

 

где l — протяженность соответственного участка сети, км.

Если поменять ток мощностью, то формула воспримет вид:

 

где Р — активная мощность, Q— реактивная мощность, кВар; l — протяженность участка, км; Uн — номинальное напряжение сети, кВ.

 

Допустимые утраты напряжения

Для каждого приемника электроэнергии допускаются определенные утраты напряжения. К примеру, асинхронные движки в обычных критериях допускают отклонение напряжения ±5%. Это означает, что если номинальное напряжение данного электродвигателя составляет 380 В, то напряжения U‘доп = 1,05 Uн = 380 х1,05 = 399 В и U«доп = 0,95 Uн = 380 х 0,95 = 361 В следует считать его максимально допустимыми значениями напряжения. Естественно, что все промежные напряжения, заключенные меж значениями 361 и 399 В, также будут удовлетворять потребителя и составят некую зону, которую можно именовать зоной хотимых напряжений.

Потому что при работе предприятия имеет место неизменное изменение нагрузки (мощность либо ток, протекающий по проводам в данное время суток), то в сети будут иметь место и разные утраты напряжения, изменяющиеся от больших значений, соответственных режиму наибольшей нагрузки dUmaх, до меньших dUmin, соответственных малой нагрузке потребителя.

Для подсчета величины этих утрат напряжения следует пользоваться формулой:

 

Из векторной диаграммы напряжений (рис. 2) следует, что действительное напряжение у приемника U2ф можно получить, если из напряжения сначала полосы U1ф отнять величину dUф, либо, переходя к линейным, т. е. междуфазным напряжениям, получим U2 = U1 — dU

 

Расчет утрат напряжения

Пример. Потребитель, состоящий из асинхронных движков, подключен к шинам трансформаторной подстанции предприятия, на которых поддерживается неизменное в течение суток напряжение U1 = 400 В.

Большая нагрузка потребителя отмечена в 11 ч утра, при всем этом утрата напряжения dUмакс = 57 В, либо dUмакс% = 15%. Меньшая нагрузка потребителя соответствует обеденному перерыву, при всем этом dUмин — 15,2 В, либо dUмин% = 4%.

Нужно найти действительное напряжение у потребителя в режимах большей и меньшей нагрузок и проверить лежи г ли оно в зоне хотимых напряжений.

 

Рис. 3. Возможная диаграмма для полосы с одной нагрузкой для определения утрат напряжения

 

Решение. Определяем действительные значения напряжений:

U2макс = U1 — dUмакс = 400 — 57 = 343 В

U2мин = U1 — dUмин = 400 — 15,2 = 384,8 В

Желаемые напряжения для асинхронных движков с Uн = 380 В должны удовлетворять условию:

399 ≥ U2жел ≥ 361

Подставив в неравенство вычисленные значения напряжений, убеждаемся, что для режима больших нагрузок соотношение 399 > 343 > 361 не удовлетворяется, а для меньших нагрузок 399 > 384,8 > 361 удовлетворяется.

Вывод. В режиме больших нагрузок утрата напряжения так велика, что напряжение у потребителя выходит за границы зоны хотимых напряжений (понижается) и не удовлетворяет потребителя.

Этот пример можно проиллюстрировать графически возможной диаграммой рис. 3. При отсутствии тока напряжение у потребителя будет численно равно напряжению на питающих шинах. Потому что утрата напряжения пропорциональна длине питающей полосы, то напряжение при наличии нагрузки меняется повдоль полосы по наклонной прямой от величины U1 = 400 В до величины U2макс = 343 В и величины U2мин = 384,8 В.

Как видно из диаграммы, напряжение в режиме большей нагрузки вышло из зоны хотимых напряжений (точка Б графика).

Таким макаром, даже при неизменной величине напряжения на шинах питающего трансформатора, резкие конфигурации нагрузки могут сделать у приемника недопустимую величину напряжения.

Не считая того, возможно окажется, что при конфигурациях нагрузки в сети от большей нагрузки в дневное время до меньшей нагрузки в ночное время сама энергетическая система не сумеет обеспечить подабающей величины напряжения на выводах трансформатора. В обоих этих случаях следует прибегнуть к средствам местного, приемущественно, ступенчатого конфигурации напряжения.

Утрата напряжения в трансформаторе (в картинах)

 

Падение напряжения: расчет, формула, как найти

Чтобы понять, что такое падение напряжения, следует вспомнить, какие виды напряженности в цепи бывают. Их всего два: напряженность источника питания (при этом источник питания должен быть подключен к контуру) и, собственно, снижение напряжения, которое рассматривается отдельно или в отношении контура. В этом материале будет рассмотрено, как найти падение напряжения, и дана формула расчета падения напряжения в кабеле.

Что означает падение напряжения

Падение происходит, когда происходит перенос нагрузки на всем участке электрической цепи. Действие этой нагрузки напрямую зависит от параметра напряженности в ее узловых элементах. Когда определяется сечение проводника, важно участь, что его значение должно быть таким, чтобы в процессе нагрузки сохранялось в определенных границах, которые должны поддерживаться для нормального выполнения работы сети.

Мнемоническая диаграмма для закона Ома

Более того, нельзя пренебрегать и характеристикой сопротивляемости проводников, из которых состоит цепь. Оно, конечно, незначительное, но его влияние весьма существенно. Падение  происходит при передаче тока. Именно поэтому, чтобы, например, двигатель или цель освещения работали стабильно, необходимо поддерживать оптимальный уровень, для этого тщательно рассчитывают провода электроцепи.

Важно! Предел допустимого значения рассматриваемой характеристики отличается от страны к стране. Забывать это нельзя. Если она снижается ниже значений, которые определены в определенной стране, следует использовать провода с большим сечением.

Любой электроприбор будет работать полноценно, если к нему подается то значение, на которое он рассчитан. Если провод взят неверно, то из-за него происходят большие потери электронапряжения, и оборудование будет работать с заниженными параметрами. Особенно актуально это для постоянного тока и низкой напряженности. Например, если оно равно 12 В, то потеря одного-двух вольт уже будет критической.

Закон Ома для участка цепи

Допустимое падение напряжение в кабеле

Значение потери электронапряжения регламентируется и нормируется сразу несколькими правилами и инструкциями устройства электроустановок. Так, согласно правилу СП 31-110-2003, суммарная потеря напряжения от входной точки в помещении до максимально удаленного от нее потребителя электроэнергии не должно быть больше 7.5 %. Это правило работает на всех электроцепях с напряжением не более 400 вольт. Данное правило используется при монтаже и проектировке сетей, а также при их проверке службами Ростехнадзора.

Важно! Этот документ обобщает и отклонение электронапряжения в сетях однофазного тока бытового назначения. Оно должно быть не более 5 % при нормальной работе и 10 % после аварийной ситуации. Если сеть низковольтная, то есть до 50 вольт, то нормальным падением считается +-10 %.

Для кабелей питающей сети используют правило РД 34.20.185-94. Оно допускает параметр потерь не более 6 %, если напряжение составляет 10 кВ и не более 4–6 % при электронапряжении 380 вольт. Чтобы одновременно соблюсти эти правила и инструкции, добиваются потерь 1.5 % для малоэтажных знаний и 2.5 % для многоэтажных.

Падение напряжения на резисторе

Проверка кабеля по потере напряжения

Всем известно, что протекание электрического тока по проводу или кабелю с определенным сопротивлением всегда связано с потерей напряжения в этом проводнике.

Согласно правилам Речного регистра, общая потеря электронапряжения в главном распределительном щите до всех потребителей не должна превышать следующие значения:

• при освещении и сигнализации при напряжении более 50 вольт – 5 %;
• при освещении и сигнализации при напряжении 50 вольт – 10 %;
• при силовых потреблениях, нагревательных и отопительных систем вне зависимости от электронапряжения – 7 %;
• при силовых потреблениях с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы вне зависимости от электронапряжения – 10 %;
• при пуске двигателей – 25 %;
• при питании щита радиостанции или другого радиооборудования или при зарядке аккумуляторов – 5 %;
• при подаче электричества в генераторы и распределительный щит – 1 %.

Исходя из этого и выбирают различные типы кабелей, способных поддерживать такую потерю напряжения.

Пример калькулятора для автоматизации вычислений

Как найти падение напряжения и правильно рассчитать его потерю в кабеле

Одним из основных параметров, благодаря которому считается напряженность, является удельное сопротивление проводника. Для проводки от станции или щитка к помещению используются медные или алюминиевые провода. Их удельные сопротивления равны 0,0175 Ом*мм2/м для меди и 0,0280 Ом*мм2/м для алюминия.

Рассчитать падение электронапряжения для цепи постоянного тока в 12 вольт можно следующими формулами:

• определение номинального тока, проходящего через проводник. I = P/U, где P – мощность, а U – номинальное электронапряжение;
• определение сопротивления R=(2*ρ*L)/s, где ρ – удельное сопротивление проводника, s – сечение провода в миллиметрах квадратных, а L – длина линии в миллиметрах;
• определение потери напряженности ΔU=(2*I*L)/(γ*s), где γ – это величина, которая равна обратному удельному сопротивлению;
• определение требуемой площади сечения провода: s=(2*I*L)/(γ*ΔU).

Важно! Благодаря последней формуле можно рассчитать необходимую площадь сечения провода по нагрузке и произвести проверочный расчет потерь.

Таблица значений индуктивных сопротивлений

В трехфазной сети

Для обеспечения оптимальной нагрузки в трехфазной сети каждая фаза должна быть нагружена равномерно. Для решения поставленной задачи подключение электромоторов следует выполнять к линейным проводникам, а светильников – между нейтральной линией и фазами.

Потеря электронапряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

Формула расчета

Первый член суммы – это активная, а второй – пассивная составляющие потери напряженности. Для удобства расчетов можно пользоваться специальными таблицами или онлайн-калькуляторами. Ниже приведен пример такой таблицы, где учтены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами электронапряжением 0,4 кВ.

Пример таблицы

Потери напряжения определены следующей формулой:

ΔU = ΔUтабл * Ма;

Здесь ΔU—потеря напряжения, ΔUтабл — значение относительных потерь, % на 1 кВт·км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт·км.

Однолинейная схема линии трехфазного тока

На участке цепи

Для того, чтобы провести замер потери напряжения на участке цепи, следует:

• Произвести замер в начале цепи.
• Выполнить замер напряжения на самом удаленном участке.
• Высчитать разницу и сравнить с нормативным значением. При большом падении рекомендуется провести проверку состояния проводки и заменить провода на изделия с меньшим сечением и сопротивлением.

Важно! В сетях с напряжением до 220 в потери можно определить при помощи обычного вольтметра или мультиметра.

Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз).

Образец калькулятора для вычисления потерь

Таким образом, вычислить и посчитать потери напряжения можно с помощью простых формул, которые для удобства уже собраны в таблицы и онлайн-калькуляторы, позволяющие автоматически вычислять величину по заданным параметрам.

Откуда берется падение напряжения в проводах, как его починить

Откуда берется падение напряжения в проводах, как его починить

В этой статье ЭлектроВести расскажут, что такое потеря напряжения в кабеле и как его починить.

Электрическая энергия, при передаче по проводам на расстояние от источника к потребителю, всегда по пути расходуется. Будь то передача энергии от электростанции до подстанции, или от электрораспределительного щитка в нашем подъезде – до розетки и до потребителя (до того или иного электрического прибора, подключенного к розетке).

Любого обывателя больше всего беспокоит тот отрезок цепи, который расположен между счетчиком и потребителем, ведь именно за насчитанные счетчиком ватты нам и приходится платить. И лучше бы, чтобы бесполезных потерь энергии было бы как можно меньше.

Но уже здесь за бесполезные потери энергии отвечают как проводка, так и соединительные провода (шнуры), идущие от приборов к вилкам (и в конце концов — к розеткам). Дело в том, что провода эти, по закону Джоуля-Ленца, нагреваются, особенно если потребитель достаточно мощный. В общем и целом, нагрев проводов — это следствие падения напряжения на них, поскольку провода наши вполне реальны и обладают конечным электрическим сопротивлением R.

Для наглядной демонстрации предлагается устроить следующий эксперимент. Включите в сеть водонагреватель мощностью 2 кВт, и через минуту потрогайте провод, соединяющий его с розеткой. Провод ощутимо теплый, не так ли? Еще бы, ведь через него идет ток около 9 ампер.

Если сечение провода 1,5 кв. мм, то сопротивление двух жил метра такого провода составляет 0,024 Ом, а значит при токе в 9 ампер на нем постоянно, пока водонагреватель работает, в форме тепла рассеивается мощность примерно 2 Вт! А если взять электрический чайник с его метром двухжильного провода, а утюг, а масляный обогреватель… Да еще и попробовать подключить их к розетке через обычный дешевый удлинитель «для телевизора». Провод ощутимо разогреется, а это – явные потери.

В конце концов каждый провод, соединяющий какой бы то ни было прибор с розеткой, сам по себе всегда расходует определенную активную мощность, которую безжалостно учитывает счетчик. Мы уже и не говорим о сечении электропроводки, на меди в которой порой желают сэкономить бережливые хозяева. Начнем с того, что сопротивление любого реального проводника можно легко вычислить по следующей формуле:

Итак, в чем же суть потерь энергии на проводах, как эти расходы прикинуть, и как их в конце концов уменьшить? Начнем с того, что в проводах, шнурах, кабелях, принято использовать медь.

Медь имеет удельное электрическое сопротивление 0,018 Ом*м/кв.мм. Это значит, что сопротивление одной жилы медного провода сечением 1 кв.мм, длиной 1 км составит 18 Ом. А если провод двухжильный, то сопротивление окажется 36 Ом. А один метр ДВУХЖИЛЬНОГО провода сечением 1 кв.мм даст сопротивление 0,036 Ом.

Падение напряжения на проводе зависит от электрического тока, который по нему в данный момент течет. Зная ток (поделив мощность прибора на напряжение в сети), из Закона Ома для участка цепи можно найти это падение напряжения:

Умножив падение напряжения на номинальный ток прибора, находим мощность, рассеиваемую на проводе. Вывод напрашивается сам собой: чем меньше сечение соединительного провода и чем он длиннее — тем больше падение напряжения на данном проводе, и, соответственно, — больше электрические потери, получаемые в форме тепла.

Вредные последствия неадекватно большого падения напряжения на проводах давно известны электрикам.

Во-первых, перегревается проводка, что практически повышает вероятность возгорания и возникновения пожара в помещении.

Во-вторых, расход энергии на бесполезный нагрев проводки ведет к лишним материальным расходам на оплату счетов за электричество.

В-третьих, падение напряжения на проводах отнимается по сути у прибора, который должен получить все напряжение полностью.

В-четвертых, ресурс проводов из-за их перегрева тратится быстрее, как и ресурс импульсных блоков питания потребителей, получающих напряжение меньше номинала, и поэтому вынужденных потреблять больше тока.

В заключении хотелось бы отметить, что никогда не стоит экономить на площади сечения медных проводов при выполнения проводки в помещении. К примеру: двухжильный медный провод сечением 2,5 кв.мм на 5 метрах даст 7,2 Вт тепла уже при токе в 10 А. Насколько это экономично? Лучше выбирать сечение провода таким образом, чтобы при максимальной нагрузке на сеть плотность тока была бы не более 4 А на кв.мм жилы.

Ранее ЭлектроВести писали, что до недавнего времени жители Хмельницкого неоднократно наблюдали за масштабными пожарами на свалке, справиться с которыми представители Государственной службы по чрезвычайным ситациям не могли по несколько суток. При этом жители близлежащих территорий задыхались от нестерпимой дыма и вони. Поэтому в 2016 году был проведен аудит на определение объемов газа в городе, после чего – объявлен конкурс на определение инвестора для строительства станции по дегазации полигона и производства электроэнергии. Победителем конкурса стал один из производителей электрической энергии, который в 2017 году установил установку для откачки и сжигания «свалочного» газа.

По материалам: electrik.info.

Потеря напряжения в проводах линий электропередач

     Передача электроэнергии на расстояния выполняется с помощью линии электропередач (ЛЭП), которые делятся на воздушные и кабельные. При передаче энергии часть ее расходуется на нагрев проводов, образование

электромагнитных полей. Эти потери электроэнергии нужно толковать как технологические потери электроэнергии на ее передачу, а не как в других отраслях – потери от брака, когда нарушается технологический процесс. В основном электроэнергию в одного потребителя передают по двум одинаковым по параметрам ЛЭП для обеспечения надежности сетей. То есть, когда аварийно отключится одна из ЛЭП второй останется питать потребитель.

     ЛЭП состоят из проводов, которые в свою очередь изготавливаются из проводников, в основном из меди или алюминия. Все материалы, даже проводники, имеют сопротивление. При передаче электроэнергии по проводам длиной более 10 м сопротивлением провода пренебрегать нельзя, так как ток в них вызывает заметное падение напряжения согласно закону Ома.

 

С целью экономии энергии и обеспечения незначительного колебания напряжения на зажимах приемника при изменении сопротивления или тока приемника потеря напряжения должна быть невелика при сравнении с номинальным напряжением приемника. Ток потребителя (или нагрузки) при различных сопротивлениях приемника изменяется от нуля до наибольшего своего значения. Потеря напряжения при этом тоже колеблется от нуля до своего максимального значения.

 

В электрических сетях напряжением до 20 кВ отклонения напряжения на зажимах потребителей в нормальном режиме не должны превышать ± 5%, а в аварийном – ± 10%.

     Отклонение напряжения нежелательны как в сторону увеличения так и в сторону уменьшения по отношению к номинальной напряжения. При больших отклонениях напряжения наблюдается потерь мощности и энергии, изменяются нагрузки потребителей, ухудшается качество продукции, возможно браковки продукции, сокращение срока работы элементов сети и оборудование, нарушение нормальной деятельности устройств автоматики и релейной защиты, что может привести к авариям и отключениям потребителей. Например, для ламп накаливания при освещенность возрастает на 40%, а срок работы уменьшается в 3 раза, при освещенность уменьшается на 30%, а срок работы увеличивается в 2 раза, но уменьшается производительность труда и ухудшается состояние и здоровье человека.

     В случае если сеть имеет несколько приемников, присоединенных к разным городам линии, потерю напряжения во всей сети определяется как сумма потерь напряжения на отдельных ее участках:

     Под наибольшей потерей напряжения понимают потерю напряжения на пути от источника питания до наиболее удаленного потребителя электроэнергии сети одного класса напряжения. Причем определяют наибольшую потерю напряжения как в нормальном режиме работы электросети, так и в аварийном (например, при отключении одного ЛЭП из двух параллельных). Расчетные наибольшие потери напряжений должны быть меньше наиболее допустимые, как в нормальном, так и в аварийном режиме.

Зависимость потери напряжения от падения напряжения

Для эффективного проектирования таблицы допустимой токовой нагрузки проводов в главе 3 Национального электрического кодекса (NEC) служат отправной точкой. Но оставалась ли установка эффективной с течением времени? Один из способов определить это включает этап определения падения напряжения.

Чем дольше вы работаете, тем ниже напряжение в точке использования. Но не вся разница может быть связана с падением напряжения. Падение напряжения не вызвано плохими соединениями, плохими контактами, проблемами изоляции или поврежденными проводниками; это причины потери напряжения.

Важно отличать падение напряжения от потери напряжения. У вас может быть как падение напряжения, так и потеря напряжения в любой цепи. Вы можете рассчитать падение напряжения, используя любую из нескольких общепринятых формул падения напряжения. Вычтите полученное число из измеренного падения напряжения, и вы получите потерю напряжения.

Фотография предоставлена: Oregon Infrared

Допустим, у вас есть фидер на 480 В. На выключателе вы измеряете 478 В. Это в пределах нормального диапазона для системы с номинальным напряжением 480 В. Питатель питает трансформатор прямо через здание.Здесь вы измеряете 460 В. Это хорошо или плохо в отношении назревающих проблем?

Вы действительно не можете знать, пока не рассчитаете падение напряжения, а затем не определите потерю напряжения.

Используя стандартную формулу для трехфазного падения напряжения, вот что вы делаете:

Шаг 1: Умножьте I x L x R x 1,73, где (I) – ток, (L) – длина проводника от источника питания до нагрузки, (R) – постоянная для материала проводника (например, 12,9 для меди). , а 1,73 – трехфазный умножитель.

Шаг 2: Затем разделите это на круговые фрезы проводника.

После того, как вы произведете умножение, разделите новое число на круговые милы проводника. Многие карманные справочные руководства содержат таблицу круговых милов проводников, но также и NEC. Это таблица 8 в главе 9.

В нашем примере, упомянутом выше, у нас есть разница в 18 В. Но предположим, что в этом случае вы рассчитали падение напряжения около 8 В. Это означает, что около 10 В связано с некоторым недостатком или недостатками в этой цепи (и / или подключенной к ней нагрузке).Само падение напряжения составляет менее 2,5%, так что это в пределах норм для фидеров, но это не означает, что все в порядке.

Вы не можете просто игнорировать другие 10 В, потому что это не падение напряжения или потому что оно незначительно по сравнению с 480 В. Когда напряжение превышает один или два вольта, потеря напряжения – пресловутая канарейка в шахте. Ниже этого уровня разница может быть объяснена приемлемым импедансом в соединениях и, вероятно, не является проблемой.

Падение напряжения – фиксированное состояние; потеря напряжения почти всегда ухудшается.Это означает, что если вы измеряете перепад напряжения, превышающий падение напряжения, вы должны выяснить, что вызывает дополнительную величину (если только это не один или два вольта). Чем выше напряжение, тем больше вероятность отказа одного или нескольких соединений.

Хороший первый шаг – достать инфракрасную камеру и проверить все соединения на этом этапе. Затем разберите и замените все неисправные (не просто «затягивайте», так как это только ухудшит положение из-за уменьшения силы зажима крепежей).Если вы по-прежнему измеряете более чем на один или два вольта выше расчетного падения напряжения, целесообразно продолжить поиск и устранение неисправностей.

Вы можете, например, посмотреть сопротивление контактов между предохранительными выключателями, контактами, предохранителями и автоматическими выключателями. Любой из них может вызвать потерю напряжения. А если он находится в одном месте, скорее всего, в другом (по тем же причинам, что и в первом), поэтому не останавливайтесь на первом, которое вы найдете, и думайте, что вы нашли «проблему».

Падение напряжения из-за высокого контактного сопротивления также может быть связано с нагрузкой.Например, если контактное давление зависит от пружины, со временем оно может ухудшиться. Высокое сопротивление = высокая температура = ослабление пружин и т. Д.

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи. Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных сопротивления и реактивного сопротивления из Национального электрического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, рассчитанных на основе сечения провода.Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настроенные данные сопротивления или импеданса, например, данные других стандартов или производителей проводов.

Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противоположного давления, создаваемого проводом. Падение напряжения – это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная противоположным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом.Импеданс – это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока). Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.

Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей и перегреву двигателей, превышающему нормальный, и перегоранию. Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод, а также позаботившись об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

Существует четыре основных причины падения напряжения:

Во-первых, это выбор материала для проволоки. Серебро, медь, золото и алюминий относятся к числу металлов с лучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами для изготовления проводов из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом. Медь – лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода.

Размер провода – еще один важный фактор при определении падения напряжения.Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра удваивает диаметр провода, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения провода. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра.Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке проводов к хозяйственной постройке, скважинному насосу и т. Д.

Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровни падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения. Пропускная способность по току часто называется допустимой силой тока, то есть максимальным количеством электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз – это слово сокращается от емкости в амперах.

Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором. Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может повлиять на допустимую нагрузку.

Кабели

часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать действующую на него текущую нагрузку без перегрева. Он должен быть в состоянии сделать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы. Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить до безопасного уровня напряжение, которому подвергаются люди, и (ii) позволить току короткого замыкания сработать с предохранителем за короткое время.

Расчет падения напряжения

Закон Ома – это очень простой закон для расчета падения напряжения:

В _{падение} = I · R

куда:

I: ток через провод, измеренный в амперах

R: сопротивление проводов, измеренное в Ом

Сопротивление проводов часто измеряется и выражается как удельное сопротивление длины, обычно в единицах Ом на километр или Ом на 1000 футов.Также провод переключается. Таким образом, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока принимает следующий вид:

В _{падение} = 2 · I · R · L

Формула для трехфазной цепи принимает следующий вид:

В _{падение} = √3 · I · R · L

куда:

I: ток через провод

R: удельное сопротивление проводов на длину

L: длина в одну сторону

Типичные сечения проводов AWG

American Wire Gauge (AWG) – это система калибров для проволоки, используемая преимущественно в Северной Америке для измерения диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов.Ниже приводится список типичных проводов AWG и их размеров:

AWG	Диаметр		Витки проволоки		Площадь		Сопротивление меди
	дюйм	мм	на дюйм	на см	килограмм	мм 2	Ом / км	Ом / 1000 футов
0000 (4/0)	0.4600	11,684	2,17	0,856	212	107	0,1608	0,04901
000 (3/0)	0,4096	10,404	2,44	0,961	168	85,0	0,2028	0,06180
00 (2/0)	0.3648	9,266	2,74	1,08	133	67,4	0,2557	0,07793
0 (1/0)	0,3249	8,252	3,08	1,21	106	53,5	0,3224	0,09827
1	0,2893	7.348	3,46	1,36	83,7	42,4	0,4066	0,1239
2	0,2576	6.544	3,88	1,53	66,4	33,6	0,5127	0,1563
3	0,2294	5,827	4.36	1,72	52,6	26,7	0,6465	0,1970
4	0,2043	5,189	4,89	1,93	41,7	21,2	0,8152	0,2485
5	0,1819	4,621	5,50	2.16	33,1	16,8	1.028	0,3133
6	0,1620	4,115	6,17	2,43	26,3	13,3	1,296	0,3951
7	0,1443	3,665	6,93	2,73	20.8	10,5	1,634	0,4982
8	0,1285	3,264	7,78	3,06	16,5	8,37	2,061	0,6282
9	0,1144	2,906	8,74	3,44	13,1	6.63	2,599	0,7921
10	0,1019	2,588	9,81	3,86	10,4	5,26	3,277	0,9989
11	0,0907	2.305	11,0	4,34	8,23	4,17	4.132	1,260
12	0,0808	2,053	12,4	4,87	6,53	3,31	5,211	1,588
13	0,0720	1,828	13,9	5,47	5,18	2,62	6,571	2.003
14	0,0641	1,628	15,6	6,14	4,11	2,08	8,286	2,525
15	0,0571	1,450	17,5	6,90	3,26	1,65	10,45	3,184
16	0.0508	1,291	19,7	7,75	2,58	1,31	13,17	4,016
17	0,0453	1,150	22,1	8,70	2,05	1,04	16,61	5,064
18	0,0403	1.024	24,8	9,77	1,62	0,823	20,95	6.385
19	0,0359	0,912	27,9	11,0	1,29	0,653	26,42	8,051
20	0,0320	0,812	31.3	12,3	1,02	0,518	33,31	10,15
21	0,0285	0,723	35,1	13,8	0,810	0,410	42,00	12,80
22	0,0253	0,644	39,5	15.5	0,642	0,326	52,96	16,14
23	0,0226	0,573	44,3	17,4	0,509	0,258	66,79	20,36
24	0,0201	0,511	49,7	19,6	0.404	0,205	84,22	25,67
25	0,0179	0,455	55,9	22,0	0,320	0,162	106,2	32,37
26	0,0159	0,405	62,7	24,7	0,254	0.129	133,9	40,81
27	0,0142	0,361	70,4	27,7	0,202	0,102	168,9	51,47
28	0,0126	0,321	79,1	31,1	0,160	0,0810	212.9	64,90
29	0,0113	0,286	88,8	35,0	0,127	0,0642	268,5	81,84
30	0,0100	0,255	99,7	39,3	0,101	0,0509	338,6	103.2
31	0,00893	0,227	112	44,1	0,0797	0,0404	426,9	130,1
32	0,00795	0,202	126	49,5	0,0632	0,0320	538,3	164,1
33	0.00708	0,180	141	55,6	0,0501	0,0254	678,8	206,9
34	0,00630	0,160	159	62,4	0,0398	0,0201	856,0	260,9
35	0,00561	0.143	178	70,1	0,0315	0,0160	1079	329,0
36	0,00500	0,127	200	78,7	0,0250	0,0127	1361	414,8
37	0,00445	0,113	225	88.4	0,0198	0,0100	1716	523,1
38	0,00397	0,101	252	99,3	0,0157	0,00797	2164	659,6
39	0,00353	0,0897	283	111	0.0125	0,00632	2729	831,8
40	0,00314	0,0799	318	125	0,00989	0,00501	3441	1049

Что такое падение напряжения? – Элементный светодиод

Падение напряжения определяется как величина потери напряжения во всей или части цепи из-за сопротивления.Провода, электрические компоненты и практически все, что пропускает ток, всегда будет иметь внутреннее сопротивление или импеданс по отношению к текущему току.

Как падение напряжения может повлиять на светодиодную систему освещения?
Важность падения напряжения для светодиодного освещения заключается в том, что светодиод требует минимального количества тока для правильного освещения. Сила тока меньше минимального может привести к мерцанию светодиода, уменьшению его яркости или изменению цвета. Это часто наблюдается при более длительных пробегах светодиодной ленты.Результатом является заметный сдвиг в цвете или разнице яркости светодиодов на одном конце по сравнению с другим.

Каким образом клиенты могут избежать эффекта падения напряжения с помощью диодных светодиодов?
Лучше всего это продемонстрировать на примере использования диодной светодиодной ленты. Технические характеристики показывают, что он может работать на высоте до 40 футов. Давайте сделаем это с помощью простых шагов, описанных ниже.

1. Рассчитайте требуемую мощность.
В спецификациях указано, что в диодной светодиодной ленте используется 2 штуки.09 Вт на фут. Диодный светодиод проверяет падение напряжения в продуктах и ​​указывает максимальные пробеги. Если вы остаетесь в пределах протестированной максимальной длины пробега, просто рассчитайте мощность на фут или на приспособление, чтобы определить надлежащую мощность драйвера. Максимальный пробег в 40 футов потребует не менее 83,6 Вт для надлежащего питания светодиодной ленты. (2,09 Вт на фут x 40 футов = 83,6 Вт)

2. Определите подходящий калибр проводов для прокладки между драйвером и светодиодным светильником. Продукты с диодными светодиодами
будут работать только в соответствии с указаниями при условии падения напряжения между драйвером и светодиодными лампами не более 3%.Степень падения напряжения определяется четырьмя основными факторами: входным напряжением (12 В или 24 В), длиной кабеля, калибром проводов и общей нагрузкой на осветительные приборы (ватты и амперы).

Электрик или установщик может использовать приведенную ниже таблицу, чтобы определить подходящий калибр проводов для установки. Если в нашем примере драйвер установлен в 20 футах от диодной светодиодной ленты, вторая диаграмма показывает, что правильный калибр провода – 16 AWG.

Таблицы падения напряжения для диодных светодиодных ленточных ламп можно найти на страницах с описанием продуктов.

Что такое падение напряжения? | IEWC.com

Надежность не может быть материальным элементом, который устанавливается рядом с новой печью или подключается к док-крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; на складе и на складе; идеально подходит. Наклейка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы делаете, устанавливаете или обслуживаете. Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в устройствах.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения – это снижение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, несущие электричество, обладают внутренним сопротивлением или полным сопротивлением току. Падение напряжения – это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

Для того, чтобы оборудование работало должным образом, оно должно быть обеспечено необходимой мощностью, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт).Двигатели, генераторы, инструменты – все, что работает на электричестве – рассчитано на мощность. Правильная мощность позволяет оборудованию соответствовать расчетной мощности и работать эффективно. Слишком большое или недостаточное количество энергии может привести к неэффективной работе, неэффективному использованию энергии и даже к повреждению оборудования. Вот почему так важно понимать расчет падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого приложения.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) каталогизирует требования к безопасному электрическому оборудованию и представляет собой основной руководящий документ в США.Предоставляя указания как для обученных профессионалов, так и для конечных пользователей, эти кодексы закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Так как же Кодекс решает проблемы падения напряжения? Для ответвлений см. NEC (NFPA 70) Раздел 215.2 (A) (3) сноска 2 и Раздел 210.19 (A) (1) сноска 4. Оба советуют, что проводники для фидеров, ведущих к жилым блокам, должны быть такого размера, чтобы предотвратить превышение падения напряжения. 3%, а максимальное общее падение напряжения как на фидерах, так и в ответвленных цепях не должно превышать 5% для «разумной эффективности работы».”

Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения в любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а общее падение напряжения на проводниках ответвления и фидера не должно превышать 2,5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

Ampacity – пропускная способность кабеля по электрическому току – также связана с падением напряжения.В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной допустимой нагрузки кабеля и необходимость удовлетворения обоих требований. Раздел 310.15 (A) (1) NEC гласит, что в таблицах допустимой нагрузки не учитывается падение напряжения.

Как рассчитывается падение напряжения?

Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивлению провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать полное сопротивление и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности).Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины участка, важно выбрать правильный размер провода для длины участка, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

Воспользуйтесь следующей историей расчета падения напряжения, чтобы упростить расчет падения напряжения.

Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает 100-футовый участок 12/3 кабеля SOOW, линейный ток 12 А для оборудования, линейную цепь 120 В переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%.Согласно таблице вычислений коэффициент равен 3190. Затем умножьте текущее значение на расстояние (футы) на коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед шестью последними цифрами, и результат будет потерянным вольт или падением напряжения, которое в этом примере равно 3,8 вольт (3,2% от общего напряжения).

Таким образом, чтобы гарантировать надежность ваших продуктов, установок или обращений в службу поддержки, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и вызвать потенциальный ущерб чувствительной электронике и другим системам.К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, касающиеся падения напряжения: каждый из них дает полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это неплохая расплата как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Размер провода	Коэффициент мощности,%	90AC, однофазный 80	Трехфазный переменный ток	постоянного тока
14 AWG	100	5880	5090	5880
	90	5360	4640
	80	4790	4150
	70	4230	3660
	60	3650	3160
12 AWG	100	3690	3190	3690
	90	3380	2930
	80	3030	2620
	70	2680	2320
	60	2320	2010
10 AWG	100	2320	2010	2820
	90	2150	1861
	80	1935	1675
	70	1718	1487
	60	1497	1296
8 AWG	100	1462	1265	1462
	90	1373	1189
	80	1248	1081
	70	1117	969
	60	981	849
6 AWG	100	918	795	918
	90	882	764
	80	812	703
	70	734	636
	60	653	565
4 AWG	100	578	501	578
	90	571	494
	80	533	462
	70	489	423
	60	440	381
2 AWG	100	367	318	363
	90	379	328
	80	361	313
	70	337	292
	60	309	268
1 AWG	100	291	252	288
	90	311	269
	80	299	259
	70	284	246
	60	264	229
1/0 AWG	100	233	202	229
	90	257	222
	80	252	218
	70	241	209
	60	227	106
2/0 AWG	100	187	162	181
	90	213	184
	80	212	183
	70	206	178
	60	196	169
3/0 AWG	100	149	129	144
	90	179	155
	80	181	156
	70	177	153
	60	171	148
4/0 AWG	100	121	104	114
	90	152	131
	80	156	135
	70	155	134
	60	151	131
250 тыс. Кг	100	102	89	97
	90	136	117
	80	143	123
	70	143	124
	60	141	122
300 тыс. Килограмм	100	86	75	81
	90	121	104
	80	128	111
	70	131	113
	60	130	113
350 тыс. Кг	100	74	64	69
	90	109	95
	80	118	102
	70	122	105
	60	122	106
400 тыс. Кг	100	66	57	60
	90	101	88
	80	111	96
	70	115	99
	60	116	101
500 тыс. Кг	100	54	47	48
	90	89	78
	80	99	86
	70	105	91
	60	108	93
600 тыс. Кг	100	47	41	40
	90	83	72
	80	93	81
	70	99	86
	60	103	89
750 тыс. Кг	100	39	34	32
	90	75	65
	80	86	75
	70	93	81
	60	97	84
1000 тыс. Кг	100	31	27	24
	90	67	58
	80	79	68
	70	86	75
	60	91	78

Падение напряжения

: определение и расчет

Как рассчитывается падение напряжения?

Вольтметры

Один из способов определить падение напряжения на компоненте схемы – построить схему и измерить падение с помощью инструмента, называемого вольтметром .Вольтметры предназначены для того, чтобы как можно меньше нарушать работу цепи, к которой они подключены. Они достигают этого, сводя к минимуму ток, протекающий через вольтметр, до минимально возможного значения (т. Е. Они потребляют как можно меньше энергии из схемы).

Если бы это был единственный способ определения падений напряжения, разработка схемы была бы процессом методом проб и ошибок. К счастью, инженеры могут писать уравнения на основе компонентов, образующих схему, и способа их подключения.

KVL & KCL

Решение этих уравнений дает информацию обо всех падениях напряжения и всех токах, протекающих в цепи. Затем инженеры могут отрегулировать различные значения компонентов, чтобы получить окончательную схему, которая оптимальным образом выполняет свою задачу (наименьший шум, максимальная скорость, наименьшее общее энергопотребление и т. Д.).

Уравнения, выражающие возможность подключения схемы, основаны на:

• Закон Кирхгофа о напряжении (KVL) – утверждает, что сумма падений напряжения вокруг любого замкнутого пути в цепи равна нулю.Уравнения КВЛ являются выражением сохранения энергии.
• Закон Кирхгофа (KCL) – гласит, что полный ток, протекающий в или из любого соединения проводов в цепи, равен нулю. Уравнения KCL являются выражением сохранения заряда.

Уравнения KVL / KCL могут быть записаны для схемы без учета природы фактических компонентов в схеме – все, что имеет значение, – это тип их соединений (также известный как топология схемы).Но одних KVL и KCL недостаточно, и они сами по себе дают систему уравнений, которая содержит больше неизвестных значений, чем уравнений. Такая недооцененная система не имеет единственного решения.

Основные уравнения

Чтобы решить эту проблему, инженеры также включают определяющее уравнение для каждого компонента схемы. Материальные уравнения выражают физику самих компонентов (независимо от того, как они взаимосвязаны) и различаются в зависимости от типа компонента.

Например, определяющее уравнение для резистора (V = I * R, известное как закон Ома ) полностью отличается от уравнения для катушки индуктивности или конденсатора. Включение как уравнений KVL / KCL, так и всех определяющих уравнений всегда приводит к системе уравнений, имеющей единственное решение.

Иногда, когда в схему включены нелинейные компоненты, такие как транзисторы или диоды, необходимо использовать компьютер для численного решения уравнений, но это стандартная часть современной электротехники.Специализированное компьютерное программное обеспечение для этой цели легко доступно как на коммерческой основе, так и в сообществе открытого исходного кода.

Важно понимать, что ни один компонент в цепи «не знает» о других компонентах как таковых. Поведение каждого компонента полностью определяется падением напряжения на его выводах и током, протекающим на его выводах и из них. Если известно падение напряжения или протекание тока (возможно, в зависимости от времени), другое значение можно вычислить с помощью основного уравнения компонента.Коллективное поведение компонентов определяется уравнениями KVL / KCL.

Резюме урока

Падение напряжения определяет количество электроэнергии, которую компонент получает, когда через него протекает ток (мощность = напряжение x расход или P = V * I). Все компоненты в цепи должны участвовать в передаче энергии, чтобы способствовать ее функциональности.

Падение напряжения может быть измерено с помощью вольтметра или может быть определено путем решения комбинации уравнений KVL / KCL и основных уравнений компонента , хотя в некоторых случаях для получения решения необходимо использовать компьютер.

• Закон Кирхгофа о напряжении (KVL) – сумма падений напряжения вокруг любого замкнутого пути в цепи равна нулю. Уравнения КВЛ являются выражением сохранения энергии.
• Закон Кирхгофа (KCL) – полный ток, протекающий в или из любого соединения проводов в цепи, равен нулю. Уравнения KCL являются выражением сохранения заряда.

Выбрав соответствующую топологию схемы (образец взаимосвязей схемы) и соответствующие значения для различных компонентов, инженеры могут спроектировать схемы, которые функционируют полезным образом.

FAQ – Падение напряжения

Что такое напряжение уронить? Падение напряжения в электрической цепи обычно возникает, когда по проводу проходит ток. Чем больше сопротивление цепи, тем выше падение напряжения.

Сколько напряжения падение приемлемо? A сноска (NEC 210-19 FPN No. 4) в Национальном электрическом кодексе говорится, что напряжение падение на 5% в самом дальнем гнезде ответвительной проводки схема приемлема для нормального КПД.Через 120 цепь вольт 15 ампер, это значит что должно быть падение не более 6 вольт (114 вольт) на самом дальнем расстоянии розетку при полной загрузке контура. Это также означает что цепь имеет сопротивление, не превышающее 0,4 Ом.

Причины возникновения «Чрезмерное падение напряжения» в параллельной цепи ? Причина обычно:

1. Высокое сопротивление соединения в местах соединения проводов или выходных клемм, обычно вызывается:

• плохие стыки в любом месте цепи
• отдельно или прерывистые соединения в любом месте цепи
• корродированный соединения в любом месте цепи
  • неадекватны посадка провода в пазе соединения на с обратной связью «вставного типа» розетки и выключатели.

2. Провод делает не соответствуют нормам кодекса (недостаточно тяжелый калибр для длина пробега).

Какие последствия «избыточного» падения напряжения в схема? Чрезмерное падение напряжения может вызвать следующие условия:

1. Низкое напряжение до оборудование, находящееся под напряжением, что приводит к неправильной, неустойчивой, или нет работы – и повреждение оборудования.

2. Низкая эффективность и потраченная впустую энергия.

3. Обогрев при соединение / сварка с высоким сопротивлением может привести к пожару на высокие амперные нагрузки.

На каком% падение напряжения делает цепь опасной? Это сложно сказать, в какой момент будет превышение падения напряжения вызвать пожар, потому что это зависит от силы тока протекает через соединение с высоким сопротивлением, что сопротивление этой связи и потому что многие факторы должны быть рассмотрены относительно того, в какой момент произойдет возгорание, e.г .:

1. Высокий соединение сопротивления при контакте с горючим материал?

2. Есть ли воздух? поток для рассеивания тепла?

3. Площадь изоляция вокруг соединения, чтобы тепло не могло побег.

NFPA сообщает [1], что с 1988-1992 гг. было в среднем 446 300 пожаров в домах в год, что привело к 3860 смертельным случаям и имуществу на 4,4 миллиарда долларов повреждать.42 300 (9%) из этих пожаров возникали ежегодно. по Электрические Распределительные Системы . Самый большой часть пожаров, вызванных распределением электроэнергии системы (48%) были вызваны неисправностями фиксированной проводки, розетки и выключатели .

Электрооборудование Пожары распределительного оборудования в домах в США 2

1988–1992 В среднем

Причина пожара	№Пожаров
Общее распределение электроэнергии Система	42 300 (100%) 90 100
Неисправность фиксированной проводки	15 400 (36%) 90 100
Выключатели, розетки, розетки	4800 (11%)

Результаты углубленное расследование 149 пожаров в жилых домах, вызванных системы распределения электроэнергии были резюмированы в статья Smith & McCoskrie [2].О пожарах, происходящих как результат:

1. неисправность исправлена проводка – плохие / неплотные соединения, поврежденные разъемы, неправильная установка и замыкания на землю составили 94% этих пожаров.

2. розетки и выключатели – неплотные / плохие соединения составили 59% из них пожара.

3. Освещение арматура – ослабленные или плохие соединения составили 37% этих пожаров.

Большинство из них неисправные цепи и розетки могли быть ранее идентифицированные как опасности при нагрузке 15 ампер испытание, и многие из этих пожаров могли быть легко предотвратил.

The Philadelphia Корпорация жилищного строительства требует подрядчиков выполнить испытание под нагрузкой 15 ампер перед изоляцией существующие дома с утеплителем на чердаке ползать места в старых рядных домах.[3] До учреждения испытания, тлеющие пожары были связаны с полдюжиной инсталляции. PHDC обнаружил, что 70% домов провалил тест на максимальное падение напряжения 5% с оценкой «a кластер около 6% ». Произвольно созданный PHDC 10% как недопустимое падение напряжения, за пределами которого подрядчик должен отремонтировать / заменить цепь до приступаем к проекту изоляции. PHDC был успешно используя этот критерий в течение 2 лет (нет пожаров в 2500 установок).

РЕКОМЕНДАЦИИ

Для мощности КПД, стандарт NEC: максимальное падение напряжения 5% Рекомендовано.

Из безопасности перспектива, потому что проводка в некоторых домах со временем ухудшаются (особенно в домах, где алюминиевая разводка для силовых цепей), и своими руками модификации могут быть менее профессиональными, лишними падение напряжения вызывает беспокойство из-за потенциального возгорания опасность на соединениях с высоким сопротивлением, особенно на цепей, которые приводят в действие электродвигатели, когда они находятся в жилище спят, e.г. Кондиционеры, холодильники, печные вентиляторы, вытяжные вентиляторы и др.

Некоторые агентства произвольно установите критерий максимального падения напряжения от 10% до считаться неприемлемым и опасным. Автор считает, что любая разница падения напряжения> 1% от следует проверить соседнюю емкость, чтобы убедиться, что разница падения напряжения> 2% от соседнего емкость следует рассматривать как опасность, и что ее использование критерий максимального падения напряжения более 8% (на 3% выше рекомендация «эффективность») ухаживает стихийное бедствие.Падение напряжения 3% (3,6 В при 120 В цепь) при одном подключении при токе 15 ампер развивает 54 Вт тепла – что может вызвать возгорание при определенных условия.

---

Сноски

[1] NFPA Отчет о продуктах для дома в США, 1988–1992 гг. (Приборы и оборудование) Элисон Л. Миллер Август, 1994

[2] Смит, Линда и Деннис МакКоскри, «Что вызывает возгорание электропроводки в жилых домах» Пожар Журнал , январь / февраль 1990: 19-24, 69

[3] Кинни, Ларри «Оценка целостности электромонтажных работ » Home Energy сентябрь / октябрь 1995 год: 5,6

Падение напряжения – 1000 Ламп.com Blog

Вы, наконец, решили выпить и попробовать: вы потратили последние несколько недель на модернизацию освещения в вашем гараже. Это не самая простая задача в мире, но вы уверены, что сможете следовать инструкциям из видеороликов «Сделай сам». После установки новой проводки, розеток, балластов и лампочек работа окончательно сделана. С широкой ухмылкой и каплями пота по вашему лицу вы подходите, чтобы щелкнуть выключателем, и, к вашему ужасу, некоторые огни становятся значительно тусклее, чем другие.Разводя руками, вы решаете, что свет – это зло. Но, прежде чем осуждать их всех, давайте рассмотрим общую проблему с падением напряжения и то, как он может быть здесь виноватым.

Прежде чем вы решите вызвать местного электрика, вы должны знать, что эта проблема, известная как падение напряжения , является обычным явлением. Он описывает, как происходит потеря напряжения во всей или части цепи из-за сопротивления. В основном, когда электрический ток проходит по кабелю, он становится все слабее, в результате чего огни, находящиеся в одной цепи, кажутся тусклее по мере удаления от источника питания.

Причины падения напряжения

Чрезмерное падение напряжения происходит из-за повышенного сопротивления в цепи, обычно вызванного повышенной нагрузкой или энергией, используемой для питания электрического освещения, в виде дополнительных соединений, компонентов или проводов с высоким сопротивлением. Однако подаваемая мощность, размер и длина провода являются важными факторами при понимании или уменьшении падения напряжения. Например: более длинные провода большего калибра (более тонкие) будут иметь более высокую скорость падения, чем более короткие провода меньшего калибра (более толстые).Это связано с тем, что сопротивление провода зависит от его площади поперечного сечения на расстоянии. У провода или кабеля повышается электрическое сопротивление, когда существует большее расстояние для прохождения тока или меньшее поперечное сечение для его прохождения, в то время как более короткие провода будут иметь меньшее сопротивление электрическому току, потому что ток имеет меньшее расстояние для прохождения. Точно так же провод более низкого калибра имеет большее поперечное сечение, что увеличивает площадь поверхности для обеспечения электропроводности. В случае освещения, чем ближе осветительные приборы расположены к сетевому трансформатору или источнику питания, тем ярче может быть ваш свет.

Дополнительные нагрузки или компоненты не только увеличивают расстояние, но и увеличивают сопротивление. Также следует помнить, что только те компоненты, которые используют или сжигают энергию, должны использовать энергию. Если количество компонентов, использующих энергию, превышает предполагаемое, это также создает сопротивление внутри цепи.

Предотвращение падения напряжения

Есть хорошие новости. Чрезмерное падение напряжения можно до некоторой степени предотвратить, используя провод, который короче и толще, поскольку это означает, что ваши лампы находятся ближе к источнику (например, трансформатору, драйверу, балласту или розетке), а сам кабель имеет более низкое сопротивление.Предотвращение также возможно при использовании пары вторичных проводов, скрученных вместе внутри трансформатора. Если выходные провода расположены близко друг к другу, вероятность ненужных падений напряжения меньше. Если у вас все еще есть проблемы, вам следует разделить выход на несколько цепей, вместо того, чтобы позволить полному току передавать мощность через одну цепь. Разделив ваши фары на параллельных цепей (более одной замкнутой цепи на одном источнике напряжения), вы изменяете ток, протекающий через каждую цепь, сохраняя при этом снижение общего падения для каждой отдельной цепи.Самая важная вещь, о которой следует помнить, заключается в том, что если вы соблюдаете инструкции и спецификации производителя по максимальным пробегам для установки, вы сможете предотвратить проблемы с освещением.