در یک برق، زمانی که تعداد کاربران افزایش می یابد، جریان گرفته شده از شبکه نیز بالا می رود. در نتیجه یک افت ولتاژ و در نتیجه کاهش قابل توجه ولتاژ در مصرف کننده نهایی وجود خواهد داشت. برای حفظ سطح ولتاژ ثابت، شرکت های برق از تکنیک هایی مانند بانک های خازنی، استابلایزر و تزریق جریان استفاده می کنند. بنابراین، درک نحوه محاسبه افت ولتاژ در کابل های برق بسیار مهم است. البته چگونه افت ولتاژ را محاسبه کنیم؟ دانستن عوامل موثر بر افت ناگهانی جریان و نحوه جلوگیری از آن مهم است. که در این مقاله بیشتر در مورد آن صحبت خواهیم کرد. بنابراین تا پایان این مقاله با وبسایت تامین برق همراه باشید تا بدانید افت ولتاژ در کابل برق چیست؟!
افت ولتاژ چیست؟
تمام دستگاه های الکتریکی برای کار در یک ولتاژ مشخص طراحی شده اند و می توانند عملکرد عادی خود را در همان ولتاژ انجام دهند. حال وقتی ولتاژ کمتر از حد مجاز می شود راندمان دستگاه کاهش می یابد و گاهی باعث گرم شدن سیم ها و دستگاه می شود. همچنین افت ولتاژ در شبکه های برق قدرت انتقال را محدود کرده و باعث از دست رفتن توان انتقال می شود. اختلاف ولتاژ بین منبع و مصرف کننده یا اختلاف ولتاژ بین نقطه شبکه الکتریکی و مصرف کننده را افت ولتاژ می گویند. افت ولتاژ در سیستم الکتریکی به صورت درصد (%) تعیین شده توسط نسبت ΔU = ΔU / UN × 100 بیان می شود. در دستگاه های الکترونیکی، به غیر از تغییرات ولتاژ ناشی از بارهای مختلف (نسبت به ولتاژ ثابت)، افت ولتاژ کوچک دیگری در هنگام بروز خطا وجود دارد، مانند اتصال کوتاه در سیستم های حفاظتی.
عوامل مؤثر بر افت ولتاژ در کابل کدامند؟
عوامل متعددی بر میزان افت ولتاژ در کابل های برق تاثیر می گذارد. درک این عوامل برای ایجاد یک شبکه برق کارآمد و قابل اعتماد بسیار مهم است.
1- سطح مقطع کابل
سطح مقطع کابل ظرفیت حمل جریان آن را مشخص می کند. اگر جریان از حداکثر امتیاز کابل بیشتر شود، افت برق، تخریب کابل و حتی فرسودگی کابل ممکن است رخ دهد. انواع مختلف کابل ها مانند کابل برق و روشنایی و سیمکشی ظرفیت انتقال جریان متفاوتی دارند. انتخاب کابل برق مناسب بر اساس بار مورد انتظار بسیار بااهمیت است. مهندسان برای تعیین سطح مقطع کابل مناسب باید فاکتورهایی مانند توان، شرایط محیطی و نوع کابل را در نظر بگیرند.
2- شرایط محیطی
برای تعیین دقیق سطح مقطع کابل، مهندسان باید شرایط محیطی مانند دمای خاک، مقاومت حرارتی مواد عایق و غلاف و طول کابل را در نظر بگیرند.
3- ظرفیت حمل فعلی
ظرفیت حمل جریان کابل به شرایط محیطی مختلف از جمله دمای کابل و مقاومت حرارتی مواد عایق و غلاف وابسته است. با در نظر گرفتن این عوامل، مهندسان می توانند حداکثر جریان مجاز برای یک کابل مشخص را تعیین کنند.
4- ضریب قدرت
ضریب توان کارایی سیستم قدرت را در تبدیل انرژی الکتریکی به کار مفید نشان می دهد. ضریب توان کم باعث افزایش افت ولتاژ در کابل ها می شود که منجر به تلفات انرژی می گردد. برای کاهش این مشکل می توان از تکنیک های اصلاح ضریب توان مانند بانک های خازنی استفاده کرد.
5- انتخاب کابل بر اساس رتبه فعلی
کابل های برق برای کاربردهای سنگین دارای درجه انتقال جریان بالاتری نسبت به کابل های روشنایی و سیم کشی هستند. انتخاب کابل مناسب با توجه به رتبه فعلی برای عملکرد کارآمد و ایمن سیستم الکتریکی بسیار بااهمیت است.
6- محاسبه طول کابل و اندوکتانس
هنگام محاسبه افت ولتاژ، باید طول کابل و راکتانس القایی را در نظر گرفت. با گنجاندن این عوامل در فرمول محاسبه افت ولتاژ، مهندسان می توانند به طور دقیق درصد افت ولتاژ را تخمین بزنند.
7- بهینه سازی سطح مقطع
افزایش سطح مقطع کابل باعث کاهش مقاومت و در نتیجه کاهش ولتاژ و تلفات برق می گردد. با این حال، کابل های با سطح مقطع بزرگتر گران تر هستند. بنابراین مهندسان باید سطح مقطع را بر اساس امکان سنجی اقتصادی و درصد افت ولتاژ بهینه کنند.
روشهای کاهش افت ولتاژ کابل
برای کاهش افت ولتاژ کابل می توان از روش های زیر استفاده نمود:
-
- استفاده از کابلهایی با سطح مقطع بزرگتر: استفاده از کابل مقطع بزرگتر باعث کاهش مقاومت کابل و در نتیجه کاهش افت ولتاژ می شود.
- کم کردن طول کابل: کاهش طول کابل باعث کاهش افت ولتاژ می شود.
- کاهش جریان عبوری از کابل: کاهش جریان از طریق کابل باعث کاهش افت ولتاژ می شود.
- استفاده از کابل هایی با سطح عایق بالا: استفاده از کابل هایی با عایق بالا باعث کاهش مقاومت کابل و در نتیجه کاهش افت ولتاژ می شود.
خطرهای افت ولتاژ کابل چیست؟
افت ولتاژ کابل می تواند مشکلات زیر را ایجاد کند:
– کاهش راندمان تجهیزات الکتریکی: افت ولتاژ می تواند ولتاژ ورودی به تجهیزات الکتریکی را کاهش دهد. این می تواند کارایی دستگاه را کاهش دهد و مصرف انرژی را افزایش دهد.
– بالا رفتن دمای وسایل برقی: افت ولتاژ می تواند جریان را از طریق تجهیزات الکتریکی افزایش دهد. این می تواند دمای تجهیزات را افزایش دهد و در نهایت به آن آسیب برساند.
– آسیب به تجهیزات الکتریکی: در صورت افت شدید ولتاژ، تجهیزات الکتریکی ممکن است آسیب ببینند یا حتی از کار بیفتند.
