Меню

Просадка напряжения при длинном проводе

Влияние длины и сечения кабеля на потери по напряжению

Потери электроэнергии – неизбежная плата за ее транспортировку по проводам, вне зависимости от длины передающей линии. Существуют они и на воздушных линиях электропередач длиною в сотни километров и на отрезках электропроводки в несколько десятков метров домашней электрической сети. Происходят они, прежде всего потому, что любые провода имеют конечное сопротивление электрическому току. Закон Ома, с которым каждый из нас имел возможность познакомиться на школьных уроках физики, гласит, что напряжение (U) связано с током (I) и сопротивлением (R) следующим выражением:

из него следует что чем выше сопротивление проводника, тем больше на нем падение (потери) напряжения при постоянных значениях тока. Это напряжение приводит к нагреву проводников, который может грозить плавлением изоляции, коротким замыканием и возгоранием электропроводки.

При передаче электроэнергии на большие расстояния потерь удается избегать за счет снижения силы передаваемого тока, достигается это многократным повышением напряжения до сотен киловольт. В случае низковольтных сетей, напряжением 220 (380) В, потери можно минимизировать только выбором правильного сечения кабеля.

Почему падает напряжение и как это зависит от длины и сечения проводников

Для начала остановимся на простом житейском примере частного сектора в черте города или большого поселка, в центре которого находится трансформаторная подстанция. Жильцы домов, расположенных в непосредственной близости к ней жалуются на постоянную замену быстро перегорающих лампочек, что вполне закономерно, ведь напряжение в их сети достигает 250 В и выше. В то время как на окраине села при максимальных нагрузках на сеть оно может опускаться до 150 вольт. Вывод в таком случае напрашивается один, падение напряжение зависит от длины проводников, представленных линейными проводами.

Конкретизируем, от чего зависит величина сопротивления проводника на примере медных проводов, которым сегодня отдается предпочтение. Для этого опять вернемся к школьному курсу физики, из которого известно, что сопротивление проводника зависит от трех величин:

  • удельного сопротивления материала – ρ;
  • длины отрезка проводника – l;
  • площади поперечного сечения (при условии, что по всей длине оно одинаковое) – S.

Все четыре параметра связывает следующее соотношение:

очевидно, что сопротивление растет по мере увеличения длины проводника и падает по мере увеличения сечения жилы.

Для медных проводников удельное сопротивление составляет 0.0175 Ом·мм²/м, это значит, что километр медного провода сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 17.5 Ом, в реальной ситуации оно может отличаться, например, из-за чистоты металла (наличия в сплаве примесей).

Читайте также:  Порядок центральных проводов ваз

Для алюминиевых проводников величина сопротивления еще выше, поскольку удельное сопротивление алюминиевых проводов составляет 0.028 Ом·мм²/м.

Теперь вернемся к нашему примеру. Пусть от подстанции до самого крайнего дома расстояние составляет 1 км и электропитание напряжения 220 вольт до него проложено алюминиевым проводом марки А, с минимальным сечением 10 мм². Расстояние, которое необходимо пройти электрическому току складывается из длины нулевых и фазных проводов, то есть в нашем примере необходимо применить коэффициент 2, таким образом максимальная длина составит 2000 м. Подставляя наши значения в последнюю формулу, получим величину сопротивления равную 5.6 Ом.

Много это или мало, понятно из упомянутого выше закона Ома, так для потребителя с номинальным током всего 10 ампер, в приведенном примере падение напряжения составит 56 В, которые уйдут на обогрев улицы.

Конечно же, если нельзя уменьшить расстояние, следует выбрать сечение проводов большей площади, это касается и внутренних проводок, однако это ведет к увеличению затрат на кабельно-проводниковую продукцию. Оптимальным решением будет правильно рассчитать сечения проводов, учитывая максимальную допустимую нагрузку.

Смотрите также другие статьи :

К помещениям первой категории относятся сухие помещения с нормальными климатическими условиями, в которых отсутствуют любые из приведенных выше факторов. Такая характеристика может соответствовать, например складскому помещению.

На практике синусоидальные напряжения электрических сетей подвержены искажениям и вместо идеальной синусоиды на экране осциллографа мы видим искаженный, испещренный провалами, зазубринами и всплесками сигнал. Эти искажения следствие влияния гармоник – паразитных колебаний кратных основной частоте сигнала, вызванных включением в сеть нелинейных нагрузок.

Источник

Сколько теряется напряжения при длинном удлинителе

При работах на даче, в частном доме постоянно возникает потребность подключить на участке какой либо электроприбор через удлинитель. Особенно это актуально при сварочных работах, когда нужно подключить сварочный аппарат. Инверторный сварочный аппарат взят за пример в связи с тем, что при его использовании возникают резкие перепады напряжения в цепи электропроводки в доме. При включении сварочного аппарата в домашнюю розетку потери напряжения на сопротивление проводов минимальны. А вот при использовании длинного удлинителя напряжение падает существенно.

Читайте также:  Провод нв1 0 12 кв мм

Для начала проверим вольтметром напряжение в сети электропроводки в доме, это напряжение в 220В. При включении инверторного сварочного аппарата в розетку в доме без удлинителя, напряжение при сварке колеблется в пределах 190В – 220В. Сварочный аппарат при этом работает на полную мощность, сила тока на выходе аппарата максимальная 160А. Сварочный аппарат без сбоев, ровно, шов хороший. Нагрузка на розетку электропроводки в доме при кратковременных включениях терпимая, порядка 2500Вт – 3000Вт. Максимальная мощность включения в 16А розетку составляет 3520 Вт.

Теперь в эту же розетку подсоединим удлинитель длиной 120 метров и самым обычным сечением для таких удлинителей – 1.5мм2. В этот удлинитель подключим этот же инверторный сварочный аппарат. Варим тем же током, показания вольтметра теперь колеблются в пределах 160-200В. Как видно разница существенная. Потери напряжения при включении инверторного сварочного аппарата через удлинитель в 120 метров составляют 20%. Кстати, при сравнении швов первого включения в розетку электропроводки в доме и второго включения через удлинитель разницы ощутимой нет. То есть инверторный сварочный аппарат хорошо работает и при включении в удлинитель, хотя у многих есть и другое мнение.

В нашем случае нужно было выяснить, каковы могут быть потери напряжения при включении электроприборов и электроаппаратов в длинный удлинитель 10 и более метров и обычным сечением провода в 1.5мм2. Потери составляют 20%. Для инверторного сварочного аппарата это оказалось не очень важно. Но есть другие электроприборы, например, газонокосилки или электро-культиваторы, для которых потеря мощности будет уже ощутима.

Как правило, электропроводка в доме при грамотном подключении таких электроприборов не повреждается при использовании удлинителя, ни при включении электроприбора напрямую.

Если нужно сделать электромонтаж качественной электропроводки в доме, в которую можно без опаски подключать мощные бытовые электроприборы, звоните нам. У нас большой опыт в электромонтажных работах.

Источник



Падение напряжения в проводах: что нужно знать?

Содержание

Электричество проходит немалый путь от трансформаторной подстанции до потребителя. Иногда это большое расстояние, которое исчисляется десятками километров. На всем протяжении пути, электроэнергия расходуется.

При всем этом, данная проблема мало кого интересует. Куда больше интересен путь электричества от счетчика до конкретных потребителей (телевизоров, утюгов и т. д.) ведь, в конечном счете, именно за использованную электроэнергию и приходится платить.

Читайте также:  Сила взаимодействия между проводами двухпроводной линии

Что касается падения напряжения в проводах, то здесь всё во многом зависит от их способов соединения и материалов изготовления. Если проводка греется, а случается это по разным причинам, то падение напряжения в проводах ощутимо, и может составлять десятки вольт. Особенно это наблюдается в том случае, когда потребитель электроэнергии достаточно мощный, свыше 2 кВт.

Из-за чего падает напряжение в проводах

В общем, падение напряжения в проводах — прямо пропорционально связано с их нагреванием. Например, если включить такой достаточно мощный потребитель, как 2 кВт водонагреватель и потрогать через полчаса провод питания, то он будет теплым. Такое же явление наблюдается и при подключении масляного обогревателя, электрочайника или утюга.

Провод сечением 1,5 мм² имеет сопротивление в 0,024 Ом, поэтому при подключении к нему водонагревателя, происходит падение напряжения в силу рассеивания мощности, почти в 2 Вт. Здесь целесообразно заметить, что чем длиннее будет проводник, и чем меньше его сечение будет, тем больше падение напряжения по нему можно наблюдать.

Вывод напрашивается сам по себе: нельзя экономить на сечении электропроводки, ведь падение напряжения в проводах чревато большими проблемами, вплоть до пожара.

Чем опасно падение напряжения в электропроводке

Существенное падение напряжения в электропроводке всегда связано с нагревом проводов. В свою очередь нагрев проводки ни к чему хорошему не приводит: здесь и повышенное сопротивление, и выделение излишнего тепла, а также лишний расход электроэнергии. Читайте на сайте elektriksam.ru, как правильно выполнить монтаж электропроводки.

Ещё одной неприятной проблемой падения напряжения в проводах, является и то, что, по сути, полезное напряжение не доходит до электроприборов. То есть, потребитель должен получить столько энергии, сколько ему нужно, однако до него она не доходит, по причине падения напряжения в проводах.

Поэтому, как было сказано выше, никогда нельзя экономить на площади сечения проводов. Также нужно понимать, какую нагрузку можно подключать к проводам, поскольку в противном случае они могут попросту не выдержать.

Как пример можно привести двухжильный кабель ПУНП сечением 2,5 мм². При нагрузке в 10 Ампер он выдаст свыше 7,2 Вт тепла, при длине всего лишь в 5 метров.

Источник