Spänningsfall (VD) uppstår när spänningen minskar i slutet av en kabeldragning jämfört med utgångspunkten. Alla ledningar, oavsett längd eller tjocklek, uppvisar ett visst motstånd. Att passera en ström genom detta motstånd resulterar i ett spänningsfall. När kabellängden ökar, ökar också dess motstånd och reaktans i direkt proportion. Följaktligen blir VD ett stort problem vid långa kabelinstallationer, till exempel i större byggnader eller på expansiva fastigheter som gårdar. Detta tillvägagångssätt används ofta för att på lämpligt sätt dimensionera ledare i enfasiga, linje-till-linje elektriska kretsar och kan bestämmas med hjälp av en spänningsfallskalkylator.
Elektriska kablar, medan de bär ström, introducerar i sig motstånd eller impedans för strömflödet. VD är kvantifieras som spänningsförlusten över en del av eller hela en krets på grund av kabelimpedans, mätt i volt.
Överdriven VD inom en kabels tvärsnittsarea kan resultera i flimrande eller dämpande ljus, suboptimal värmarprestanda och förhöjda motortemperaturer, vilket kan leda till utbrändhet. Detta tillstånd tvingar lasten att arbeta hårdare med minskad spänning som driver strömmen.
Vilka faktorer bestämmer spänningsfallet?
VD bestäms av följande faktorer:
1. Ledarmaterial
Olika material har olika elektrisk ledningsförmåga. Till exempel är koppar en bättre ledare än aluminium.
2. Ledardiameter
En större ledardiameter förbättrar konduktiviteten eftersom det ger mer material för ström att flyta igenom.
3. Ledarlängd
Längre ledare har högre motstånd eftersom strömmen måste färdas ett större avstånd från källan till lasten.
4. Ledartemperatur
Temperaturen påverkar materialets ledningsförmåga, med vissa material som blir mer eller mindre ledande när temperaturen ändras.
5. Ström som bärs av dirigenten:
Spänningsfallet är direkt proportionellt mot strömmen som bärs av ledaren. Om strömmen fördubblas medan motståndet förblir detsamma, fördubblas också spänningsfallet.
6. Kretsanslutningar:
Anslutningar i en krets införa kontaktresistans, och dåliga anslutningar kan leda till ökat spänningsfall.
Se även: Vad är öppen kretsspänning (Voc)?
Hur man beräknar spänningsfall
Det är viktigt att notera att VD-formeln varierar beroende på antalet faser i kretsen, antingen enfas eller trefas. I ekvationerna nedan använder vi följande variabler:
- Z: Ledarimpedans (ohm per 1,000 XNUMX fot eller ohm/kft)
- I: Lastström (ampere)
- L: Längd (fot)
Enfassystem: V Drop = 2 ×— Z ×— I ×— L / 1000
Trefassystem: V Drop = 1.73 ×— Z ×— I ×— L / 1000
We dividera dessa formler med 1,000 XNUMX eftersom standard impedans värden anges för varje 1,000 9 fot, vilket konverterar dem till ohm per fot. Kapitel 75 i NEC erbjuder ledaregenskaper baserade på en temperaturklassificering på XNUMX°C.
För att illustrera processen, låt oss anta en enfas 120-V-krets med en ström på 22 A, en ledarimpedans på 1.29 ohm per 1,000 50 fot och en kretslängd på XNUMX fot. Spänningsfallet skulle vara:
Spänningsfall = (2 ×— 1.29 ohm/kft ×— 22 A ×— 50 fot) / 1,000 2.84 = XNUMX V
Procent VD = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37 %
Om det finns flera ledare per fas, dividera ovanstående beräkning med antalet ledare per fas eftersom motståndet minskar. Till exempel, om det finns två ledare per fas i exemplet ovan, halveras resistansen, vilket resulterar i ett spänningsfall på 1.42 V (1.18%).
Läs också: Hur man beräknar Voc för solpanel
Hur man kontrollerar spänningsfallet
Att uppnå fullständig eliminering av VD är ouppnåeligt eftersom alla material har inneboende elektriskt motstånd. Men flera strategier kan effektivt minimera det:
- Förbättra effektiviteten: Förbättra utrustningens effektivitet för att minska strömförbrukningen och därefter lägre spänningsfall.
- Felsökning: Identifiera och lös elektriska problem som orsakar onödig ström- eller resistansökning.
- Korrigera ledarstorlekar: Välj ledare på rätt sätt baserat på faktorer som ström, temperatur och bankapacitet.
- Centraliserad distribution: Placera elektriska huvudkomponenter centralt för att minimera ledningsavstånd inom byggnader.
- Balanserade belastningar: I trefassystem, säkerställ en balanserad lastfördelning för att förhindra ojämnt spänningsfall.
Måste läsa: Vad är nominell spänning?
