Spændingsfald Forklaret

Spændingsfald (VD) opstår, når spændingen ved slutningen af en kabelled er lavere end ved begyndelsen. Enhver længde eller størrelse af ledninger har en vis modstand, og at føre strøm gennem denne DC-modstand vil forårsage et spændingsfald. Jo længere kablet er, jo mere stiger dens modstand og reaktance i proportion. Derfor er VD især et problem med lange kableløb, f.eks. i større bygninger eller på større arealer som landbrug. Denne teknik bruges ofte, når man korrekt dimensionerer leder i enhver enfasestrøm, fra linje til linje. Dette kan måles med en spændingsfaldsberegner.

Elektriske kabler, der fører strøm, præsenterer altid en inbygget modstand, eller impedans, for strømføringen. VD måles som den mængde spændingsnedgang, der opstår gennem hele eller deler af en kredsløb pga. hvad der kaldes kabel "impedans" i volt.

For meget VD i et kabels tværsnitsareal kan få lys at blinke eller lyse svagt, varmere til at varme dårligt, og motorer til at køre varmere end normalt og bryde ned. Denne tilstand får belastningen til at arbejde hårdere med mindre spænding, der driver strømmen.

Hvordan løses dette?

For at reducere VD i en kredsløb skal du øge størrelsen (tværsnit) af dine ledere – dette gøres for at nedsætte den samlede modstand af kablets længde. Større kobber- eller aluminiumskabelstrømmer øger kostnader, så det er vigtigt at beregne VD og finde den optimale spændingslederstørrelse, der vil reducere VD til sikre niveauer, mens den stadig er kostnadseffektiv.

Hvordan beregner du spændingsfald?

VD er tabet spænding, der skyldes strømstrøm gennem en modstand. Jo større modstanden, jo større VD. For at kontrollere VD, anvend en spændingsmåler forbundet mellem punktet, hvor VD skal måles. I DC-kredsløb og AC-resistive kredsløb skal summen af alle spændingsfald over serieforbundne belastninger lægges sammen til spændingen, der er anvendt på kredsløbet (Figur 1).

Hvert belastningsenhed skal modtage sin angivne spænding for at fungere korrekt. Hvis ikke nok spænding er til rådighed, vil enheden ikke fungere, som den skal. Du skal altid være sikker på, at spændingen, du vil måle, ikke overstiger spændingsmålerens område. Dette kan være svært, hvis spændingen er ukendt. Hvis dette er tilfældet, skal du altid starte med det højeste område. At forsøge at måle en spænding, der er højere end spændingsmåleren kan klare, kan forårsage skade på spændingsmåleren. Nogle gange kan du blive nødt til at måle en spænding fra et specifikt punkt i kredsløbet til jord eller et fælles referencepunkt (Figur 8-15). For at gøre dette, forbinder du først den sorte almindelige testsonde af spændingsmåleren til kredsløbsjorden eller det fælles. Derefter forbinder du den røde testsonde til hvilket punkt i kredsløbet, du vil måle.

For at beregne VD præcist for en given kabelstørrelse, længde og strøm, skal du præcist kende modstanden af typen kabel, du bruger. AS3000 beskriver dog en forenklet metode, der kan anvendes.

Tabellen nedenfor er taget fra AS3000 – den specificerer 'Am per %Vd' (amp meter per % spændingsfald) for hver kabelstørrelse. For at beregne VD for en kredsløb som en procentdel, multiplicerer du strømmen (amper) med kablets længde (meter); derefter dividerer du dette Ohm-tal med værdien i tabellen.

For eksempel vil en 30m kørsel af 6mm2 kabel, der fører 3-fase 32A, resultere i 1,5% fald: 32A x 30m = 960Am / 615 = 1,5%.