电压降 (VD)是指电缆末端电压低于起点电压的情况。所有导线，无论长度或规格如何，都存在一定的电阻。电流通过电阻时会产生电压降。电缆长度越长，其电阻和电抗也成正比增加。因此，在大型建筑物或农场等广阔区域等长距离电缆敷设中，电压降是一个需要重点考虑的问题。这种方法常用于确定单相线间电路中导线的合适尺寸，并且可以使用电压降计算器进行计算。
电缆在承载电流的同时，不可避免地会引入电阻或阻抗，从而阻碍电流流动。VD 指的是由于电缆阻抗而在部分或全部电路中产生的电压损耗，单位为伏特。
电缆横截面积内过大的电压差会导致灯光闪烁或变暗、加热器性能下降以及电机温度升高，甚至可能导致电机烧毁。这种情况迫使负载在驱动电流的电压降低的情况下更加费力地运行。
哪些因素决定电压降？
VD由以下因素决定：
1. 导体材料
不同材料的电导率不同。例如，铜的导电性比铝好。
2. 导体直径
导体直径越大，导电性越好，因为它能提供更多的材料供电流流过。
3. 导体长度
导体越长，电阻越大，因为电流必须从源头流到负载更长的距离。
4. 导体温度
温度会影响材料的导电性，某些材料的导电性会随着温度的变化而增强或减弱。
5.导体承载的电流：
电压降与导体承载的电流成正比。如果电流增加一倍而电阻保持不变，电压降也会增加一倍。
6.电路连接：
电路中的连接会引入接触电阻，连接不良会导致电压降增大。
另请参阅：什么是开路电压 (Voc)？
如何计算电压降
值得注意的是，VD 公式会根据电路中的相数（单相或三相）而变化。在下面的公式中，我们使用以下变量：
- Z: 导体阻抗（欧姆/千英尺或欧姆/千英尺）
- I: 负载电流（安培）
- L: 长度（英尺）
单相系统：压降 = 2 × — Z × — I × — L / 1000
三相系统：压降 = 1.73 × — Z × — I × — L / 1000
我们将这些公式除以 1,000，因为标准阻抗值是按每 1,000 英尺计算的，这样就转换成了每英尺的欧姆数。美国国家电气规范 (NEC) 第 9 章提供了基于 75°C 额定温度的导体特性。
为了说明该过程，我们假设单相 120 V 电路，电流为 22 A，导体阻抗为每 1.29 英尺 1,000 欧姆，电路长度为 50 英尺。电压降为：
电压降 = (2 ×— 1.29 欧姆/kft ×— 22 A ×— 50 ft) / 1,000 = 2.84 V
电压降低百分比 = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37%
如果每相有多根导线，则将上述计算结果除以每相导线的数量，因为电阻会减小。例如，如果上例中每相有两根导线，则电阻会减半，导致电压降为 1.42 V（1.18%）。
另请阅读：如何计算太阳能电池板的开路电压
如何控制电压降
由于所有材料都具有固有电阻，因此无法完全消除 VD。不过，有几种策略可以有效地将其最小化：
- 提高效率： 提高设备效率以降低功耗，从而降低电压降。
- 故障排除： 识别并解决导致不必要的电流或电阻增加的电气问题。
- 校正导体尺寸： 根据电流、温度和线槽容量等因素正确选择导体。
- 集中分发： 将主要电气元件集中放置，以尽量减少建筑物内的布线距离。
- 平衡负载： 在三相系统中，确保负载分配均衡，以防止电压下降不均匀。
必读：什么是标称电压？
