Jännitehäviö (VD) syntyy, kun jännite laskee kaapelin juoksun lopussa lähtöpisteeseen verrattuna. Kaikki johdot, pituudesta tai mittasuhteesta riippumatta, osoittavat jonkin verran vastusta. Virran johtaminen tämän vastuksen läpi johtaa jännitteen laskuun. Kaapelin pituuden kasvaessa sen resistanssi ja reaktanssi kasvavat suoraan suhteessa. Näin ollen VD:stä tulee merkittävä huolenaihe pitkissä kaapeliasennuksissa, kuten suuremmissa rakennuksissa tai laajoissa kiinteistöissä, kuten maatiloilla. Tätä lähestymistapaa käytetään usein johtimien sopivaan kokoon yksivaiheisissa linjasta linjaan sähköpiireissä, ja se voidaan määrittää käyttämällä jännitehäviölaskinta.
Sähkökaapelit, jotka kuljettavat virtaa, aiheuttavat luonnostaan resistanssin tai impedanssin virran virtaukselle. VD on kvantifioitu jännitehäviönä piirin osan tai koko piirissä johtuen kaapelin impedanssista, mitattuna voltteina.
Liiallinen VD kaapelin poikkileikkausalueella voi johtaa valojen välkkymiseen tai himmenemiseen, lämmittimen tehon heikkenemiseen ja moottorin kohonneisiin lämpötiloihin, mikä voi johtaa palamiseen. Tämä ehto pakottaa kuorman toimimaan kovemmin pienentyneellä jännitteellä, joka ohjaa virtaa.
Mitkä tekijät määräävät jännitteen pudotuksen?
VD määräytyy seuraavien tekijöiden perusteella:
1. Johdinmateriaali
Eri materiaaleilla on erilainen sähkönjohtavuus. Esimerkiksi kupari on parempi johdin kuin alumiini.
2. Johtimen halkaisija
Suurempi johtimen halkaisija parantaa johtavuutta, koska se tarjoaa enemmän materiaalia virran läpikulkua varten.
3. Johtimen pituus
Pidemmillä johtimilla on suurempi resistanssi, koska virran täytyy kulkea suurempi matka lähteestä kuormaan.
4. Johtimen lämpötila
Lämpötila vaikuttaa materiaalin johtavuuteen, ja jotkut materiaalit muuttuvat enemmän tai vähemmän johtaviksi lämpötilan muuttuessa.
5. Johtajan kuljettama virta:
Jännitteen pudotus on suoraan verrannollinen johtimen kuljettamaan virtaan. Jos virta kaksinkertaistuu resistanssin pysyessä samana, myös jännitehäviö kaksinkertaistuu.
6. Piiriliitännät:
Liitännät a piiri aiheuttaa kosketusresistanssin, ja huonot liitännät voivat johtaa lisääntyneeseen jännitehäviöön.
Katso myös: Mikä on avoimen piirin jännite (Voc)?
Kuinka laskea jännitehäviö
On tärkeää huomata, että VD-kaava vaihtelee piirin vaiheiden lukumäärän mukaan, joko yksivaiheinen tai kolmivaiheinen. Alla olevissa yhtälöissä käytämme seuraavia muuttujia:
- Z: Johtimen impedanssi (ohmia per 1,000 jalkaa tai ohmia/kft)
- I: Kuormavirta (ampeeria)
- L: Pituus (jalkaa)
Yksivaiheinen järjestelmä: V-pudotus = 2 ×— Z ×— I ×— L / 1000
Kolmivaiheinen järjestelmä: V-pudotus = 1.73 ×— Z ×— I ×— L / 1000
We jaa nämä kaavat 1,000:lla koska standardi impedanssi arvot annetaan jokaista 1,000 9 jalkaa kohden, mikä muuntaa ne ohmeiksi jalkaa kohti. NEC:n luvussa 75 esitetään johtimen ominaisuudet, jotka perustuvat XNUMX °C:n lämpötilaluokitukseen.
Prosessin havainnollistamiseksi oletetaan yksivaiheinen 120 V piiri, jonka virta on 22 A, johtimen impedanssi 1.29 ohmia per 1,000 jalkaa ja piirin pituus 50 jalkaa. Jännitteen pudotus olisi:
Jännitehäviö = (2 ×— 1.29 ohmia/kft ×— 22 A ×— 50 jalkaa) / 1,000 2.84 = XNUMX V
Prosenttiosuus VD = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37 %
Jos vaihetta kohti on useita johtimia, jaa yllä oleva laskelma johtimien määrällä vaihetta kohti, koska vastus pienenee. Esimerkiksi jos yllä olevassa esimerkissä on kaksi johdinta vaihetta kohti, resistanssi puolittuu, jolloin jännite putoaa 1.42 V (1.18 %).
Lue myös: Kuinka laskea aurinkopaneelin Voc
Kuinka ohjata jännitteen pudotusta
VD:n täydellinen eliminointi on mahdotonta saavuttaa, koska kaikilla materiaaleilla on luontainen sähkövastus. Useat strategiat voivat kuitenkin minimoida sen tehokkaasti:
- Tehokkuuden lisääminen: Paranna laitteiden tehokkuutta vähentääksesi virrankulutusta ja siten alentaaksesi jännitehäviötä.
- Vianmääritys: Tunnista ja ratkaise sähköongelmat, jotka aiheuttavat tarpeettoman virran tai vastuksen kasvua.
- Johtimien koon korjaaminen: Valitse johtimet oikein tekijöiden, kuten virran, lämpötilan ja ratakapasiteetin, perusteella.
- Keskitetty jakelu: Sijoita tärkeimmät sähkökomponentit keskitetysti minimoimaan johtoetäisyydet rakennuksissa.
- Tasapainoiset kuormat: Kolmivaiheisissa järjestelmissä varmista tasapainoinen kuorman jakautuminen estääksesi epätasaisen jännitehäviön.
Täytyy lukea: Mikä on nimellisjännite?
