Spenningsfall forklart

Spenningsfall (VD) oppstår når spenningen ved slutten av en kabelstrøm er lavere enn ved begynnelsen. Enhver lengde eller størrelse på ledninger vil ha noen motstand, og å sende strøm gjennom denne direkte motstanden vil føre til at spenningen faller. Jo lengre kabelen er, jo større blir dens motstand og reaktans i forhold. Derfor er VD spesielt et problem med lange kabelstrømmer, for eksempel i større bygninger eller på større eiendommer som gårder. Denne teknikken brukes ofte når man riktig dimensjonerer leder i enhver enfasestruktur, fra linje til linje. Dette kan måles med en spenningsfallkalkulator.

Elektriske kabler som bærer strøm, har alltid innebygd motstand, eller impedans, til strømmens flyt. VD måles som mengden spenningsnedgang som forekommer gjennom hele eller deler av en krets på grunn av det som kalles kablers "impedans" i volt.

For mye VD i et kabels tverrsnitt kan føre til at lys blinker eller brenner svakt, varmerelementer varmer dårlig, og motorer kjører varmere enn normalt og brenner ut. Denne situasjonen får belastningen til å jobbe hardere med mindre spenning som driver strømmen.

Hvordan løses dette?

For å redusere VD i en krets, må du øke størrelsen (tverrsnittet) på dine leder – dette gjøres for å senke den totale motstanden i kabelens lengde. Større kobber- eller aluminiumskabelstørrelser øker kostnadene, så det er viktig å beregne VD og finne den optimale spenninglederstørrelsen som vil redusere VD til sikre nivåer samtidig som den er kostnadseffektiv.

Hvordan beregner du spenningsfall?

VD er tapet spenning som skyldes strømflyt gjennom en motstand. Jo større motstand, jo større VD. For å sjekke VD, bruk en spenningmåler koblet mellom punktet der VD skal måles. I DC-kreiser og AC-resistive kreiser skal summen av alle spenningsfall over seriekoblede belastninger adderes til spenningen som er anbrakt i kretsen (Figur 1).

Hvert belastningsenhets må motta sin nominerte spenning for å fungere korrekt. Hvis ikke nok spenning er tilgjengelig, vil enheten ikke fungere som den skal. Du bør alltid være sikker på at spenningen du skal måle, ikke overskrider spenningmålernes rekkevidde. Dette kan være vanskelig hvis spenningen er ukjent. Hvis det er tilfelle, bør du alltid starte med den høyeste rekkevidden. Prøve å måle en spenning som er høyere enn spenningmåleren kan håndtere, kan skade spenningmåleren. Noen ganger kan du bli bedt om å måle en spenning fra et spesifikt punkt i kretsen til jord eller en felles referansepunkt (Figur 8-15). For å gjøre dette, kobler du først den svarte felles testspissen på spenningmåleren til kretsjorden eller felles. Deretter kobler du den røde testspissen til hvilket punkt i kretsen du ønsker å måle.

For å nøyaktig beregne VD for en gitt kabelstørrelse, lengde og strøm, må du nøyaktig vite motstanden til typen kabel du bruker. Imidlertid gir AS3000 en forenklet metode som kan brukes.

Tabellen under er hentet fra AS3000 – den spesifiserer 'Am per %Vd' (amper meter per % spenningsfall) for hver kabelstørrelse. For å beregne VD for en krets i prosent, multipliserer du strømmen (amper) med kablets lengde (meter); deretter deler du dette ohmtallet med verdien i tabellen.

For eksempel vil en 30m lang 6mm² kabel som bærer 3 fasestruktur 32A resultere i 1.5% nedgang: 32A x 30m = 960Am / 615 = 1.5%.