Jaký je maximální přípustný úbytek napětí u nejvzdálenějšího spotřebiče?

Abyste pochopili, co je pokles napětí, měli byste si zapamatovat, jaké typy napětí jsou v obvodu. Jsou pouze dvě: napětí zdroje (v tomto případě musí být zdroj zapojen do obvodu) a ve skutečnosti snížení napětí, které je uvažováno samostatně nebo ve vztahu k obvodu. Tento materiál se bude zabývat tím, jak najít pokles napětí a poskytne vzorec pro výpočet poklesu napětí v kabelu.

Co znamená pokles napětí?

K poklesu dochází, když dojde k přenosu zátěže v celém elektrickém obvodu. Působení tohoto zatížení přímo závisí na parametru napětí v jeho uzlových prvcích. Při určování průřezu vodiče je důležité, aby jeho hodnota byla taková, aby během zatížení zůstala v určitých mezích, které musí být dodrženy pro normální provoz sítě.

Navíc nelze zanedbat odporové charakteristiky vodičů, které tvoří obvod. Je samozřejmě nevýznamný, ale jeho vliv je velmi výrazný. K poklesu dochází při přenosu proudu. Proto, aby například motor nebo osvětlovací terč fungovaly stabilně, je nutné udržovat optimální úroveň, vodiče elektrického obvodu jsou pečlivě propočítány.

Důležité! Hranice přípustné hodnoty příslušné charakteristiky se v jednotlivých zemích liší. Na to nelze zapomenout. Pokud klesne pod hodnoty stanovené v konkrétní zemi, je třeba použít větší průřezy drátu.

Jakýkoli elektrický spotřebič bude plně fungovat, pokud je dodáván s hodnotou, pro kterou je navržen. Pokud je vodič odebrán nesprávně, dochází v důsledku toho k velkým ztrátám elektrického napětí a zařízení bude pracovat se sníženými parametry. To platí zejména pro stejnosměrný proud a nízké napětí. Pokud je to například 12 V, ztráta jednoho nebo dvou voltů již bude kritická.

Mohlo by vás zajímat Jak vypočítat odpor obvodu

Přípustný pokles napětí v kabelu

Hodnota ztráty elektrického napětí je regulována a standardizována několika pravidly a pokyny pro projektování elektrických instalací. Podle pravidla SP 31-110-2003 by tedy celková ztráta napětí od vstupního bodu v místnosti k nejvzdálenějšímu spotřebiči elektřiny neměla být větší než 7.5 %. Toto pravidlo platí pro všechny elektrické obvody s napětím nejvýše 400 voltů. Toto pravidlo se používá při instalaci a navrhování sítí a také při jejich kontrole službami Rostechnadzor.

Důležité! Tento dokument také shrnuje odchylku napětí v jednofázových domácích proudových sítích. Při normálním provozu by to nemělo být více než 5 % a po nouzové situaci 10 %. Pokud je síť nízkonapěťová, to znamená do 50 voltů, pak se za normální pokles považuje +-10 %.

Pro napájecí kabely se používá pravidlo RD 34.20.185-94. Umožňuje ztrátový parametr nejvýše 6 % při napětí 10 kV a nejvýše 4–6 % při elektrickém napětí 380 voltů. Aby byla současně dodržena tato pravidla a pokyny, dosahují se ztráty 1.5 % u nízkopodlažních budov a 2.5 % u budov výškových.

Kontrola ztráty napětí v kabelu

Každý ví, že tok elektrického proudu drátem nebo kabelem s určitým odporem je vždy spojen se ztrátou napětí v tomto vodiči.

Podle pravidel říčního rejstříku by celková ztráta elektrického napětí v hlavním rozvaděči pro všechny spotřebitele neměla překročit následující hodnoty:

• pro osvětlení a signalizaci při napětí větším než 50 voltů – 5%;
• pro osvětlení a signalizaci při napětí 50 voltů – 10%;
• pro spotřebu energie, topné a topné systémy bez ohledu na elektrické napětí – 7 %;
• pro spotřebu energie s krátkodobými a přerušovanými provozními režimy, bez ohledu na elektrické napětí – 10 %;
• při spouštění motorů – 25 %;
• při napájení rádiového rozvaděče nebo jiného rádiového zařízení nebo při nabíjení baterií – 5 %;
• při dodávce elektřiny do generátorů a rozvodnic – 1 %.

Mohlo by vás zajímat Funkce měření světla

Na základě toho jsou vybírány různé typy kabelů schopné takovou ztrátu napětí unést.

Jak zjistit úbytek napětí a správně vypočítat jeho ztrátu v kabelu

Jedním z hlavních parametrů, podle kterých se počítá napětí, je měrný odpor vodiče. Pro vedení ze stanice nebo panelu do místnosti se používají měděné nebo hliníkové vodiče. Jejich měrný odpor je 0,0175 Ohm*mm2/m pro měď a 0,0280 Ohm*mm2/m pro hliník.

Úbytek napětí pro obvod 12 V DC lze vypočítat pomocí následujících vzorců:

• stanovení jmenovitého proudu procházejícího vodičem. I = P/U, kde P je výkon a U je jmenovité napětí;
• určení odporu R=(2*ρ*L)/s, kde ρ je měrný odpor vodiče, s je průřez vodiče v milimetrech čtverečních a L je délka vedení v milimetrech;
• určení úbytku napětí ΔU=(2*I*L)/(γ*s), kde γ je hodnota, která se rovná inverznímu odporu;
• určení požadované plochy průřezu drátu: s=(2*I*L)/(γ*ΔU).

Důležité! Díky poslednímu vzorci můžete vypočítat požadovanou plochu průřezu drátu pro zátěž a provést ověřovací výpočet ztrát.

V třífázové síti

Pro zajištění optimálního zatížení v třífázové síti musí být každá fáze zatížena rovnoměrně. K vyřešení tohoto problému by měly být elektromotory připojeny k lineárním vodičům a lampy by měly být připojeny mezi neutrální vedení a fáze.

Ztráta elektrického napětí v každém vodiči třífázového vedení, s přihlédnutím k indukčnímu odporu vodičů, se vypočítá pomocí vzorce

První člen součtu je aktivní a druhý je pasivní složka ztráty napětí. Pro usnadnění výpočtů můžete použít speciální tabulky nebo online kalkulačky. Níže je uveden příklad takové tabulky, která zohledňuje ztráty napětí v třífázovém venkovním vedení s hliníkovými dráty o elektrickém napětí 0,4 kV.

Ztráta napětí se určuje podle následujícího vzorce:

Zde ΔU je ztráta napětí, ΔUtable je hodnota relativních ztrát, % na 1 kW km, Ma je ​​součin přenášeného výkonu P (kW) a délky vedení, kW km.

Možná vás bude zajímat, k jakému úrazu elektrickým proudem dojde u člověka

Na sekci řetězu

Chcete-li změřit ztrátu napětí na části obvodu, měli byste:

• Proveďte měření na začátku řetězce.
• Proveďte měření napětí v nejvzdálenější oblasti.
• Vypočítejte rozdíl a porovnejte se standardní hodnotou. Při velkém poklesu se doporučuje zkontrolovat stav elektroinstalace a vyměnit vodiče za výrobky s menším průřezem a odporem.

Důležité! V sítích s napětím do 220 V lze ztráty určit pomocí běžného voltmetru nebo multimetru.

Základním způsobem výpočtu ztrátového výkonu může být online kalkulátor, který provede výpočty na základě výchozích údajů (délka, průřez, zatížení, napětí a počet fází).

Můžete tak vypočítat a vypočítat ztráty napětí pomocí jednoduchých vzorců, které jsou pro pohodlí již shromážděny v tabulkách a online kalkulačkách, které vám umožňují automaticky vypočítat hodnotu na základě daných parametrů.

Pomohl článek? Hodnotit

Ztráty elektřiny jsou nevyhnutelnými náklady na její přepravu po drátě, bez ohledu na délku přenosového vedení. Existují také na nadzemních elektrických vedeních dlouhých stovky kilometrů a na úsecích elektrického vedení v délce několika desítek metrů v domácí elektrické síti. Vyskytují se především proto, že jakékoli dráty mají konečný odpor vůči elektrickému proudu. Ohmův zákon, se kterým se měl každý z nás možnost seznámit ve školních hodinách fyziky, říká, že napětí (U) souvisí s proudem (I) a odporem (R) následujícím výrazem:

Z ní vyplývá, že čím vyšší je odpor vodiče, tím větší je úbytek (ztráta) napětí na něm při konstantních hodnotách proudu. Toto napětí vede k ohřevu vodičů, což může vést k roztavení izolace, zkratu a požáru elektrického vedení.

Při přenosu elektřiny na velké vzdálenosti lze ztrátám předejít snížením síly přenášeného proudu, toho se dosáhne opakovaným zvyšováním napětí na stovky kilovoltů. V případě sítí nízkého napětí s napětím 220 (380) V lze ztráty minimalizovat pouze volbou správného průřezu kabelu.

Proč klesá napětí a jak závisí na délce a průřezu vodičů

Pro začátek se podívejme na jednoduchý každodenní příklad soukromého sektoru ve městě nebo velké vesnici, v jejímž centru se nachází trafostanice. Obyvatelé domů nacházejících se v jeho těsné blízkosti si stěžují na neustálou výměnu rychle vyhořívajících žárovek, což je zcela přirozené, protože napětí v jejich síti dosahuje 250 V a výše. Zatímco na okraji obce může při maximální zátěži sítě klesnout až na 150 voltů. V tomto případě se nabízí jeden závěr: úbytek napětí závisí na délce vodičů představovaných lineárními dráty.

Upřesněme, na čem závisí hodnota odporu vodiče, na příkladu dnes preferovaných měděných drátů. Abychom to udělali, vraťme se ke školnímu kurzu fyziky, ze kterého víme, že odpor vodiče závisí na třech veličinách:

• odpor materiálu – ρ;
• délka segmentu vodiče – l;
• průřezová plocha (za předpokladu, že je stejná po celé délce) – S.

Všechny čtyři parametry jsou spojeny následujícím vztahem:

Je zřejmé, že odpor roste s rostoucí délkou vodiče a klesá s rostoucím průřezem vodiče.

U měděných vodičů je měrný odpor 0.0175 Ohm mm²/m, což znamená, že kilometr měděného drátu o průřezu 1 mm² bude mít odpor 17.5 Ohmů, v reálné situaci se může lišit např. čistota kovu (přítomnost nečistot ve slitině).

U hliníkových vodičů je hodnota odporu ještě vyšší, protože měrný odpor hliníkových vodičů je 0.028 Ohm mm²/m.

Nyní se vraťme k našemu příkladu. Vzdálenost od rozvodny k nejvzdálenějšímu domu nechť je 1 km a napájení 220 V k ní je položeno hliníkovým drátem třídy A s minimálním průřezem 10 mm². Vzdálenost, kterou potřebuje elektrický proud urazit, je součtem délky nulového a fázového vodiče, to znamená, že v našem příkladu je nutné použít koeficient 2, takže maximální délka bude 2000 m. Dosazením našich hodnot v posledním vzorci získáme hodnotu odporu rovnou 5.6 Ohmů.

Zda je to hodně nebo málo, je zřejmé z výše uvedeného Ohmova zákona, takže pro spotřebitele se jmenovitým proudem pouze 10 ampér bude v uvedeném příkladu úbytek napětí 56 V, který bude vynaložen na vytápění ulice. .

Samozřejmě, pokud není možné vzdálenost zmenšit, měli byste zvolit větší průřez vodičů, to platí i pro vnitřní rozvody, ale to vede ke zvýšení nákladů na kabely a drátěné výrobky. Optimálním řešením by bylo správně vypočítat průřezy vodičů s přihlédnutím k maximálnímu přípustnému zatížení.

Stále máte otázky?

Vyplňte níže uvedený formulář zpětné vazby, naši specialisté vás budou kontaktovat, konzultovat, sdělí vám možné způsoby řešení vašeho problému.