Нередко электрооборудование начинает сбоить или работает с гораздо меньшей производительностью, чем должно быть без видимой на то причины, а лампочки при этом светят вполсилы. Происходит это потому, что в сети возникает падение напряжения. Разберем, что собой представляет данное явление, по каким причинам возникает, к каким последствиям приводит, а также как правильно обнаружить, рассчитать и предотвратить подобные потери.
Падение напряжения – что это такое, причины, последствия
Разница потенциала электрического тока между точкой выхода из источника и потребителем принято называть падением напряжения. Явление неизбежно возникает в силу естественных законов природы и зависит от ряда факторов:
- Величины силы тока.
- Площади сечения проводника.
- Значения сопротивления материала электропроводящих частей.
- Протяженности маршрута подачи электроэнергии.
В быту на величину падения напряжения определенного участка цепи влияют 2 параметра проводника – это площадь сечения и длина. Поэтому чем более длинная магистраль, тем большим диаметром должен обладать кабель.
Помимо естественных причин снижения потенциала тока есть и организационные. Так, при большой протяженности маршрута передачи электроэнергии через кабель происходит перегрев токопроводящей части. По сути, жилы, плотно обжатые слоями изоляции, становятся сердечниками в конденсаторе. Это приводит к возникновению сопротивления емкостного типа.
Ухудшение параметров сети также возникает по вине поставщика электроэнергии и электромонтажников:
- Износ линий электропередач при некачественном обслуживании и отсутствии ремонта.
- Нехватка мощности трансформаторных установок.
- Перекос по фазам в результате неправильного распределения нагрузки.
Потеря напряжения в проводах нередко зависит и от самого потребителя:
- В доме или на участке монтирована электропроводка большой протяженности, но при этом с недостаточной площадью сечения жил.
- Изначально слабо выполненные соединения в домашней электроцепи. Кроме того, контакты со временем могут окисляться, подгорать, расходиться и приводить не только к ухудшению работы приборов, но и короткому замыканию.
- Неправильная стыковка проводов при подводке к дому. Например, некачественные клеммы, скрутка, соединение медных и алюминиевых жил.
Последствиями всего этого становится отказ, сбой и снижение КПД оборудования, ухудшение освещения. При этом возникает недоиспользование и потеря части электроэнергии. Именно по этим признакам чаще всего обнаруживается потеря тока.
Расчет потерь
Для подсчета электропотерь применяется стандартная формула:
Пн = (Ус * Дп *2) / Сж) * Т), где
Пн – величина падения напряжения,
Ус – удельное сопротивление металла кабеля,
Дп – длина провода,
Сж – сечение кабельной жилы,
Т – сила тока.
Например, рассмотрим ситуацию, когда установка мощностью 4 кВт подключена медной электропроводкой сечением 1,5 мм² от сети 220 В на расстояния 50 метров от щитка. Сила тока при этом составит 16 А, а величина сопротивления для проводника из меди 0,0175 Ом мм²/м.
Подставив значения в формулу, получим следующий результат:
Пн = (0,0175 * 50 * 2) / 1,5) * 16 = 18,6 вольт.
Таким образом, потеря составит 18,6 вольта, а на самом приборе номинал составит всего 201,4 вольт. А в процентном соотношении просадка будет 8,5% – что в 2 раза больше допустимого предела. Исправить ситуацию в лучшую сторону, можно путем уменьшения протяженности электромагистрали или увеличением площади сечения жил.
Обратите внимание! Для расчета потерь тока в кабеле могут применяться не только формулы, но также онлайн-калькулятор падения напряжения и специальные таблицы, показывающие зависимость параметра от длины и сечения жил.
Способы уменьшения потерь
Для устранения снижения потенциала электросети применяются несколько способов:
- Повышение площади сечения проводника. На практике для этого не обязательно демонтировать старую электропроводку на замену новой. Можно параллельно подключить 2-ую жилу. В результате общая площадь повысится, а нагрузка и потери снизятся.
- Укорочение функциональной части электромагистрали. Метод работает только в том случае, когда проложенная проводка обладает определенным запасом. Например, огибающий различные препятствия кабель можно монтировать по прямой траектории.
- Сокращение потребительской мощности на конкретном участке цепи. То есть нужно распределить сильные электроприборы на несколько независимых проводников.
Совет! Для того чтобы снизить падение напряжения, нужно определить самые нагреваемые участки и установить на них принудительное охлаждение. Уменьшение температуры материала проводника приводит к снижению сопротивления и минимизации потерь тока.
Видео описание
Видео-урок о том, почему происходит падение напряжения в сети:
Коротко о главном
Падение напряжение выражается в снижении потенциала на пути от источника к потребителю. Возникает явление как в силу естественных причин, так и недочетов в организации систем электроснабжения. Неполадки могут быть как на участке поставщика электроэнергии, так и на частной территории.
Чтобы рассчитать падение напряжения можно применить формулу, найти данные в специальных таблицах или воспользоваться онлайн-калькулятором. Устранить потери тока можно путем укорочения рабочей части электромагистрали, увеличением площади сечения проводника и грамотным перераспределением потребительской мощности.
