Сетевое напряжение — Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.
Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.
Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.
Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.
Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.
Параметры сетевого напряжения в России[править | править код]
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц[1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».
В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220, но фактически напряжение в сети почти всегда выше этого значения и достигает 230—240 В, варьируясь от 190 до 250 В.
Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ)[править | править код]
До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года стандартизация электрических сетей перешла к Комитету по стандартизации при Совете Труда и Обороны (Госстандарт), который выпускал стандарты на используемые номинальные напряжения сетей и аппаратуры. Начиная с 1992 года Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации выпускает стандарты для электрический сетей стран входящих в ЕЭС/ОЭС.
| Переменный ток 50 Гц с разделённой фазой или постоянный ток, двух-/трёхпроводные линии | Трёхфазный переменный ток, 50 Гц | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 110/220 В | 220/440 В | 3×120 В[р 1] (треугольник) | 127/220 В | 220/380 В | 230/400 В[р 2] | |
| Временные правила ИРТО, 1891[2] | широко используется | запрещен[р 3] | разрешён | запрещен[р 3] | запрещен[р 3] | |
| Дополнение к временным правилам ИРТО от 1898[3] | широко используется | разрешён | широко используется | разрешён | разрешён | — |
| ГОЭЛРО I очередь (1920)[4] | предпочтителен[р 4] | |||||
| ОСТ 569 (1928)[5] | предпочтителен | предпочтителен | разрешён | предпочтителен[р 5] | — | |
| ОСТ 5155 (1932) | разрешён | разрешён | разрешён[р 6][р 7] | — | разрешён | |
| ГОСТ 721-41[6][7] | разрешён | разрешён | допускается сохранение существующих установок | разрешён | предпочтителен[р 8] | — |
| ГОСТ 5651-51[8][р 9] | разрешён | разрешён | —[р 10] | разрешён[р 10] | разрешён | — |
| ГОСТ 721-62 | разрешён | разрешён | допускается сохранение существующих установок | разрешён | предпочтителен | — |
| ГОСТ 5651-64[9][р 9] | — | разрешён | — | разрешён | разрешён | — |
| ГОСТ 721-74 | разрешён | разрешён | допускается сохранение существующих установок | разрешён | предпочтителен | |
| ГОСТ 21128-75[10] | разрешён | разрешён | — | для ранее разработанного оборудования[р 11] | предпочтителен | — |
| ГОСТ 23366-78 | разрешён | разрешён | — | для ранее разработанного оборудования | предпочтителен | — |
| ГОСТ 21128-83 | разрешён | разрешён | — | для ранее разработанного оборудования | предпочтителен | разрешён |
| ГОСТ 5651-89[р 9] | — | разрешён | — | — | разрешён | — |
| ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) | — | — | — | — | разрешён до 2003 года | предпочтителен |
| ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) | — | — | — | — | в текст стандарта внесено примечание: «Однако … до сих пор продолжают применять.» | предпочтителен |
- Примечания «Р»
- ↑ «Акционерное Общество Электрического Освещения 1886 года» использовало этот номинал (напряжение на зажимах трансформатора 133 В), что и было отражено в ОСТ 569. В результате гармонизации с рекомендациями МЭК в шкале стандартных напряжений ГОСТ 721 он был заменён на номинал 3×127 В, но допускалось сохранение существующих установок 3×120 В. Фактически, сети тех крупных городов, которые его использовали, уже переходили на «звезду» с номиналами 127/220 В и 220/380 В.
- ↑ Номинал трёхфазного переменного тока 230/400 В, начиная c ОСТ 569, 1928 года, являлся предпочтительным для источников тока (генераторов и трансформаторов).
- ↑ 1 2 3 4
- ↑ Первоначально, в I очереди плана ГОЭЛРО было намечено строительство сетей 120/210 В, исходя из того, что в сетях некоторых крупных городов использовалось 3×120 В (треугольник), однако, при реализации, строили сети 127/220 В.
- ↑ 1928-1931 гг. Витебск, Вязьма, Бобруйск, Рыльск, Россошь, Златоуст, Камышин, Камень, Красноярск, Чита, Острогожск, Старобельск, Чугуев, Красноград, Хмельник, Купянск, Проскуров, Червоное … и др. См.: Гейлер Л.Б. 110 или 220 V в распределительных сетях населённых мест // Электричество. — 1933. — № 9. — С. 39.
Впоследствии все крупные новые электросети СССР создавались на 220/380 В. - ↑ 1932-40 гг., Ленэнерго, переход старых сетей 3×120 В на 127/220 В. См.: Айзенберг Б.Л., Мануйлов Р.Е. Заземление нейтрали городской кабельной сети низкого напряжения // Электричество. — 1940. — № 11. — С. 54.
- ↑ 1936-47 гг., Мосэнерго, переход избранных районов старых сетей 3×120 В на 127/220 В. См.: Плюснин К.Л. Низковольтная замкнутая сетка в Московской кабельной электросети // Электричество. — 1937. — № 22. — С. 7., и Куликовский А.А. Система городских распределительных сетей низкого напряжения с искусственными нейтральными точками // Электричество. — 1947. — № 9. — С. 45.
- ↑ В других стандартах, связанных с промышленным применением, например, ГОСТ 185-41, номинал 127/220 В остался недоступен для новых изделий.
- ↑ 1 2 3 Стандарты ГОСТ 5651 — «Аппаратура радиоприёмная бытовая», в частности, определяли номиналы напряжения питания радиоприёмников.
- ↑ 1 2 1950 г., начало перевода низковольтной сети со 127 В на 220/127 В и применения напряжения 380/220 В для электроснабжения новых жилых районов Москвы. См.: Зуев Э.Н.. Московских окон негасимый свет (неопр.).
- ↑ 1970-79 гг., Киев, Ленинград и Харьков, в основном, перешли на 220/380 В. Хотя отдельные дома, в которых переход не завершился, встречались и позднее.
В разных регионах используются розетки и штепсели разных типов.
Качество электрической энергии — её электрическое напряжение и частота должны строго соблюдаться.
- ↑ ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения (неопр.).
- ↑ Грищенко А.И., Зиноватный П.С. Энергетическое право России. (Правовое регулирование электроэнергетики в 1885—1918 гг.). — М.: «Юрист», 2008. — С. 118.
- ↑ Грищенко А.И., Зиноватный П.С. Энергетическое право России. (Правовое регулирование электроэнергетики в 1885—1918 гг.). — М.: «Юрист», 2008. — С. 13.
- ↑ План электрификации РСФСР. — 2-е изд. — М.: Госполитиздат, 1955. — С. 213,355,356,361. — 660 с.
- ↑ Производство пара, паровые машины, пароме турбины, двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, ветряные двигатели, водяные двигатели, насосы и компрессоры, теплосиловое хозяйство, электротехника, освещение // Hütte Справочник для инженеров, техников и студентов. — М.-Л.: ОНТИ, 1936. — Т. 3. — С. 950.
- ↑ Проект общесоюзного стандарта «Номинальные напряжения стационарных установок сильного тока» (Взамен ОСТ 4760 и ОСТ 5155)(2-я редакция, Октябрь 1938 г.) // Электричество. — 1939. — № 1. — С. 30.
- ↑ Основные напряжения ГОСТ 721-41 (неопр.).
- ↑ Левитин Е. Государственный общесоюзный стандарт на радиовещательные приемники // Радио. — 1951. — № 9. — С. 11-13.
- ↑ Левитин Е.А., Левитин Л.Е. Радиовещательные приемники. — Издание второе, переработанное и дополненное. — М.: Энергия, 1967. — С. 349.
- ↑ Основные напряжения ГОСТ 21128-75 (неопр.).
«220 В» или «230 В» — стандартное напряжение в России?
Какое напряжение должно быть в сети 220В или 230В
И так вопрос: «Какое напряжение должно быть в нашей сети 220В или 230В?» На первый взгляд, очень простой вопрос. И очень простой ответ: «В сети должно быть 220В». Действительно, мы с детства знаем, что в розетке 220 Вольт и это опасно для жизни. На заводе, фабрике и в офисе на каждой розетке должна быть надпись «220В». На двери трансформаторной будки: «Не влезай — Убьет! 220В/380В».
Однако это не совсем верный ответ. В настоящее время в России стандартным напряжением в сети является напряжение 230В, но для поставщиков электроэнергии действует 220В. Действительно, ранее в Советском союзе стандартным напряжением было 220В, однако в последствии были приняты решения о переходе на общеевропейский стандарт — 230В. Согласно требований межгосударственного стандарту ГОСТ 29322-92 сетевое напряжение должно составлять 230В при частоте 50 Гц. Переход на этот стандарт напряжения должен был завершиться в 2003 году. В ГОСТ 30804.4.30-2013 так же есть упоминание о необходимости проведения измерений при стандартном напряжении 230В. ГОСТ 29322-2014 определяет стандартное напряжение 230В с возможностью использовать 220В. Электросети поставляют электроэнергию согласно действующего на сегодняшний день ГОСТ 32144-2013, устанавливающего напряжение 220В.
Изменение стандартного значения напряжения было проведено для получения полного соответствия европейским стандартам качества электроэнергии. Из всех бывших республик СССР к стандарту «230В» перешли Россия, Украина, страны Балтии.При этом следует понимать, что электрическое оборудование, выпускаемое в России и для России должно нормально работать и при напряжении 220В, и при напряжении 230В. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15 % до +10 % от номинального.
География стран со стандартными напряжениями: 100В, 110В, 115В, 120В, 127В, 220В, 230В, 240В
В разных странах мира приняты различные стандарты сетевого напряжения. Можно встретить следующие стандарты:
- 100В в Японии
- 110В в Ямайке, Гаити, Гондурасе, Кубе
- 115В в Барбадосе, Сальвадоре,Тринидаде
- 120В в США, Канаде, Венесуэле, Эквадоре
- 127В в Бонайре, Мексике,
- 220В во многих странах Азии и Африки
- 230В во многих странах Европы и части стран Азии
- 240В в Афганистане, Гайане, Гибралтаре, Катаре, Кении, Кувейте, Ливане, Нигерии, Фиджи.
География стран, в которых приняты напряжения 220В и 230В
Наибольшее распространение получили стандарты 220В и 230В, эти стандарты приняты более чем в 150 странах мира. Ниже приводится таблица стран, в которых приняты стандарты напряжения 220В и 230В. В левой колонке находятся страны, в которых стандартное сетевое напряжение 220В, в правой колонке — страны, где напряжение 230В.
Таблица стран, в которых принято напряжение 220В и 230В
| Страна | Напряжение | Страна | Напряжение |
| Азербайджан | 220В | Австралия | 230В |
| Азорские острова | 220В | Австрия | 230В |
| Албания | 220В | Алжир | 230В |
| Ангола | 220В | Андорра | 230В |
| Аргентина | 220В | Антигуа | 230В |
| Балеарские острова | 220В | Армения | 230В |
| Бангладеш | 220В | Бахрейн | 230В |
| Бенин | 220В | Белоруссия | 230В (ранее 220В) |
| Босния | 220В | Бельгия | 230В |
| Буркина-Фасо | 220В | Ботсвана | 230В |
| Бурунди | 220В | Бутан | 230В |
| Восточный Тимор | 220В | Вануату | 230В |
| Вьетнам | 220В | Великобритания | 230В |
| Габон | 220В | Венгрия | 230В |
| Гвинея | 220В | Гамбия | 230В |
| Гвинея-Бисау | 220В | Гана | 230В |
| Гонконг | 220В | Гваделупа | 230В |
| Гренландия | 220В | Германия | 230В |
| Грузия | 220В | Гренада | 230В |
| Вжибути | 220В | Греция | 230В |
| Египет | 220В | Дания | 230В |
| Зимбабве | 220В | Доминика | 230В |
| Индонезия | 220В | Замбия | 230В |
| Иран | 220В | Западное Самоа | 230В |
| Кабо-Верде | 220В | Израиль | 230В |
| Казахстан | 220В | Индия | 230В |
| Камерун | 220В | Иордания | 230В |
| Канарские острова | 220В | Ирак | 230В |
| Киргизия | 220В | Ирландия | 230В |
| Китай | 220В | Исландия | 230В |
| Коморы | 220В | Испания | 230В |
| Конго | 220В | Италия | 230В |
| Корфу | 220В | Камбоджа | 230В |
| Лесото | 220В | Лаос | 230В |
| Литва | 220В | Латвия | 230В (ранее 220В) |
| Мавритания | 220В | Лихтенштейн | 230В |
| Мадейра | 220В | Люксембург | 230В |
| Макао | 220В | Маврикий | 230В |
| Македония | 220В | Малави | 230В |
| Мартиника | 220В | Мальдивские острова | 230В |
| Мозамбик | 220В | Мальта | 230В |
| Нигер | 220В | Молдавия | 230В (ранее 220В) |
| Новая Каледония | 220В | Монголия | 230В |
| ОАЭ | 220В | Мьянма | 230В |
| Парагвай | 220В | Непал | 230В |
| Перу | 220В | Нидерланды | 230В |
| Португалия | 220В | Новая Зеландия | 230В |
| Реюньон | 220В | Норвегия | 230В |
| Сан-Томе | 220В | Пакистан | 230В |
| Северная Корея | 220В | Польша | 230В |
| Сербия | 220В | Россия | 230В (220В) |
| Сирия | 220В | Румыния | 230В |
| Сомали | 220В | Сенегал | 230В |
| Таджикистан | 220В | Сингапур | 230В |
| Таиланд | 220В | Словакия | 230В |
| Тенерифе | 220В | Словения | 230В |
| Того | 220В | Судан | 230В |
| Туркменистан | 220В | Сьерра-Леоне | 230В |
| Узбекистан | 220В | Танзания | 230В |
| Фарерские острова | 220В | Тунис | 230В |
| Филиппины | 220В | Турция | 230В |
| Французская Гвиана | 220В | Украина | 230В (ранее 220В) |
| Чад | 220В | Уругвай | 230В (ранее 220В) |
| Черногория | 220В | Финляндия | 230В |
| Чили | 220В | Франция | 230В |
| Экваториальная Гвинея | 220В | Хорватия | 230В |
| Эфиопия | 220В | Чехия | 230В |
| ЮАР | 220В | Швейцария | 230В |
| Южная Корея | 220В | Швеция | 230В |
| Шри Ланка | 230В | ||
| Эритрея | 230В | ||
| Эстония | 230В |
Примечание: при составлении таблицы использованы данные энциклопедии «Википедия»
Какое напряжение походит для электроприборов 220В или 230В
Нам удалось выяснить, что стандартным напряжением в России сегодня является напряжение 230В. На практике конечно напряжение в сети постоянно изменяется и зависит от многих факторов. Какое же напряжение является удовлетворительным для электроприборов, применяемых в нашем доме? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Диапазон допустимых напряжений для каждого прибора определяется техническими данными паспорта изделия. Часто допустимый диапазон напряжений указывается на тыльной стороне изделия или на электрической вилке прибора. Так современные компьютеры могут работать при напряжении от 140 до 240 Вольт, зарядное устройство для телефона от 110 Вольт до 250 Вольт. Наиболее требовательны к качеству электропитания приборы, имеющие электродвигатели (холодильники, кондиционеры, стиральные машины, котлы отопления, насосы).
Ясно, что для любых приборов, используемых в России и напряжение 220В и напряжение 230В является хорошим.
Какие бывают отклонения в качестве электроэнергии
Хорошо известно, что в наших сетях часто бывают значительные отклонения от стандартов качества электроэнергии. И напряжение может быть значительно ниже 220В или значительно выше 230В. Причины этого явления тоже известны: старение действующих электрических сетей, плохое обслуживание сетей, высокий износ сетевого оборудования, ошибки в планирование сетей, большой рост потребления электроэнергии. К проблемам в сетях можно отнести: низкое и пониженное напряжение, высокое и повышенное напряжение, скачки напряжения. провалы напряжения, перенапряжение, изменение частоты тока.
Купить по выгодной цене стабилизаторы напряжения можно в нашем магазине с бесплатной доставкой в города: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Красноярск, Пермь, Воронеж, Саратов, Краснодар, Тольятти, Ижевск, Барнаул, Ульяновск, Тюмень, Иркутск, Владивосток, Ярославль, Хабаровск, Махачкала, Оренбург, Новокузнецк, Томск, Кемерово, Рязань, Астрахань, Пенза, Набережные Челны, Липецк, Тула, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Брянск, Улан-Удэ, Магнитогорск, Иваново, Тверь, Ставрополь, Белгород, Сочи, Нижний Тагил, Архангельск, Владимир, Смоленск, Курган, Волжский, Чита, Калуга, Орёл, Сургут, Череповец, Владикавказ, Мурманск, Вологда, Саранск, Тамбов, Якутск, Грозный, Стерлитамак, Кострома, Петрозаводск, Нижневартовск, Комсомольск-на-Амуре, Таганрог, Йошкар-Ола, Новороссийск, Братск, Дзержинск, Нальчик, Сыктывкар, Шахты, Орск, Нижнекамск, Ангарск, Балашиха, Старый Оскол, Великий Новгород, Благовещенск, Химки, Прокопьевск, Бийск, Энгельс, Псков, Рыбинск, Балаково, Подольск, Северодвинск, Армавир, Королёв, Южно-Сахалинск, Петропавловск-Камчатский, Сызрань, Норильск, Люберцы, Мытищи, Златоуст, Каменск-Уральский, Новочеркасск, Волгодонск, Абакан, Уссурийск, Находка, Электросталь, Березники, Салават, Миасс, Альметьевск, Рубцовск, Коломна, Ковров, Майкоп, Пятигорск, Одинцово, Копейск, Железнодорожный, Хасавюрт, Новомосковск, Кисловодск, Черкесск, Серпухов, Первоуральск, Нефтеюганск, Новочебоксарск, Нефтекамск, Красногорск, Димитровград, Орехово-Зуево, Дербент, Камышин, Невинномысск, Муром, Батайск, Кызыл, Новый Уренгой, Октябрьский, Сергиев Посад, Новошахтинск, Щёлково, Северск, Ноябрьск, Ачинск, Новокуйбышевск, Елец, Арзамас, Жуковский, Обнинск, Элиста, Пушкино, Артём, Каспийск, Ногинск, Междуреченск, Сарапул, Ессентуки, Домодедово, Ленинск-Кузнецкий, Назрань, Бердск, Анжеро-Судженск, Белово, Великие Луки, Воркута, Воткинск, Глазов, Зеленодольск, Канск, Кинешма, Киселёвск, Магадан, Мичуринск, Новотроицк, Серов, Соликамск, Тобольск, Усолье-Сибирское, Усть-Илимск, Тимашевск, Тихорецк, Ухта, Севастополь, Симферополь, Ялта, Судак, Саки, Феодосия, Старый Крым, Алупка, Алушта.
Подробнее об этих проблемах читайте также в статьях:
Стандарты напряжения в России. | Статьи
04.05.2018
«Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети?» – на этот вопрос большинство ошибочно ответит: «220 Вольт». Не многие знают, что введённый в 2015 году ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) устанавливает на территории Российской Федерации величину стандартного бытового напряжения не 220 В, а 230 В. В данной статье мы сделаем небольшой экскурс в историю электрического напряжения в России и выясним с чем связан переход к новой норме.
В СССР вплоть до 60-х годов XX века эталоном бытового напряжения считались 127 В. Это значение обязано своим появлением талантливому инженеру русско-польского происхождения Михаилу Доливо-Добровоольскому, разработавшему в конце XIX века трёхфазную систему передачи и распределения переменного тока, отличную от ранее предложенной Николой Тесла – двухфазной. Изначально в трехфазной системе Добровольского линейное напряжение (между двумя фазными проводниками) составляло 220 В. Фазное напряжение (между нейтральным и фазным проводником), которое мы используем в бытовых целях, меньше линейного на «корень из трёх» – соответственно для данного случая получаем указанные 127 В:
Дальнейшие развитие электротехники и появление новых электроизоляционных материалов привели к повышению указанных значений: сначала в Германии, а затем и во всей Европе был принят стандарт 380 В – для линейного напряжения и 220 В – для фазного (бытового). Сделано это было с целью экономии – при росте напряжения (с сохранением установленной мощности) в цепи снижается сила тока, что позволило использовать проводники с меньшей площадью сечения и сократить потери в кабельных линиях.
В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации, строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение. В итоге остановились на втором варианте. Определённую роль в этом сыграл не только фактор экономии материалов, но и привлечение к работе немецких специалистов, имевших прикладной опыт использования электрической энергии с напряжением 220/380 В.
Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х — начале 90-х годов.
Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.
В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.
Стоит отметить, что не все страны перешли на общий стандарт напряжения. Например, в США установленное напряжение однофазной бытовой сети – 120 В, при этом к большинству жилых домов подводятся не фаза и нейтраль, а нейтраль и две фазы, позволяющие в случае необходимости запитать мощных потребителей линейным напряжением. Кроме того, в Соединённых Штатах отлична и частота – 60 Гц, в то время как общеевропейский стандарт – 50 Гц.
Вернёмся к отечественным электросетям. Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины – 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).
В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания. Кроме того, энергоснабжающие компании часто не соблюдают требования к качеству электроэнергии, допуская сильные отклонения от установленных номинальных значений.
Защитить современную технику от пагубных влияний различных сетевых колебаний могут специальные устройства – стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания. Группа компаний «Штиль» выпускает данное оборудование с различными значения выходного напряжения: 220 В, 230 В или 240 В.
Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль»:
Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.
Ток и напряжение. Виды и правила. Работа и характеристики
Ток и напряжение являются количественными параметрами, применяемыми в электрических схемах. Чаще всего эти величины меняются с течением времени, иначе не было бы смысла в действии электрической схемы.
Напряжение
Условно напряжение обозначается буквой «U». Работа, затраченная на перемещение единицы заряда из точки, имеющей малый потенциал в точку с большим потенциалом, является напряжением между этими двумя точками. Другими словами, это энергия, освобождаемая после перехода единицы заряда от высокого потенциала к малому.
Напряжение еще могут называть разностью потенциалов, а также электродвижущей силой. Этот параметр измеряется в вольтах. Чтобы переместить 1 кулон заряда между двумя точками, которые имеют напряжение 1 вольт, нужно выполнить работу в 1 джоуль. Кулонами измеряются электрические заряды. 1 кулон равен заряду 6х1018 электронов.
Напряжение разделяется на несколько видов, в зависимости от видов тока.
- Постоянное напряжение. Оно присутствует в электростатических цепях и цепях постоянного тока.
- Переменное напряжение. Этот вид напряжения имеется в цепях с синусоидальными и переменными токами. В случае синусоидального тока рассматриваются такие характеристики напряжения, как:
— амплитуда колебаний напряжения – это максимальное его отклонение от оси абсцисс;
— мгновенное напряжение, которое выражается в определенный момент времени;
— действующее напряжение, определяется по выполняемой активной работе 1-го полупериода;
— средневыпрямленное напряжение, определяемое по модулю величины выпрямленного напряжения за один гармонический период.
При передаче электроэнергии по воздушным линиям устройство опор и их размеры зависят от величины применяемого напряжения. Величина напряжения между фазами называется линейным напряжением, а напряжение между землей и каждой из фаз – фазным напряжением. Такое правило применимо для всех типов воздушных линий. В России в электрических бытовых сетях, стандартным является трехфазное напряжение с линейным напряжением 380 вольт, и фазным значением напряжения 220 вольт.
Электрический ток
Ток в электрической цепи является скоростью движения электронов в определенной точке, измеряется в амперах, и обозначается на схемах буквой «I». Также используются и производные единицы ампера с соответствующими приставками милли-, микро-, нано и т.д. Ток размером в 1 ампер образуется передвижением единицы заряда в 1 кулон за 1 секунду.
Условно считается, что ток в электрической цепи течет по направлению от положительного потенциала к отрицательному. Однако, из курса физики известно, что электрон движется в противоположном направлении.
Необходимо знать, что напряжение измеряется между 2-мя точками на схеме, а ток течет через одну конкретную точку схемы, либо через ее элемент. Поэтому, если кто-то употребляет выражение «напряжение в сопротивлении», то это неверно и неграмотно. Но часто идет речь о напряжении в определенной точке схемы. При этом имеется ввиду напряжение между землей и этой точкой.
Напряжение образуется от воздействия на электрические заряды в генераторах, батареях, солнечных элементах и других устройствах. Ток возникает путем приложения напряжения к двум точкам на схеме.
Чтобы понять, что такое ток и напряжение, правильнее будет воспользоваться осциллографом. На нем можно увидеть ток и напряжение, которые меняют свои значения во времени. На практике элементы электрической цепи соединены проводниками. В определенных точках элементы цепи имеют свое значение напряжения.
Ток и напряжение подчиняются правилам:
- Сумма токов, входящих в точку, равняется сумме токов, выходящих из точки (правило сохранения заряда). Такое правило является законом Кирхгофа для тока. Точка входа и выхода тока в этом случае называется узлом. Следствием из этого закона является следующее утверждение: в последовательной электрической цепи группы элементов величина тока для всех точек одинакова.
- В параллельной схеме элементов напряжение на всех элементах одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна нулю. Этот закон Кирхгофа применяется для напряжений.
- Работа, выполненная в единицу времени схемой (мощность), выражается следующим образом: Р = U*I. Мощность измеряется в ваттах. Работа величиной 1 джоуль, выполненная за 1 секунду, равна 1 ватту. Мощность распространяется в виде теплоты, расходуется на совершение механической работы (в электродвигателях), преобразуется в излучение различного вида, накапливается в емкостях или батареях. При проектировании сложных электрических систем, одной из проблем является тепловая нагрузка системы.
Характеристика электрического тока
Обязательным условием существования тока в электрической цепи является замкнутый контур. Если контур цепи разрывается, то ток прекращается.
По такому принципу действуют все защиты и выключатели в электротехнике. Они разрывают электрическую цепь подвижными механическими контактами, и этим прекращают течение тока, выключая устройство.
В энергетической промышленности электрический ток возникает внутри проводников тока, которые выполнены в виде шин, кабелей, проводов и других частей, проводящих ток.
Также существуют другие способы создания внутреннего тока в:
- Жидкостях и газах за счет передвижения заряженных ионов.
- Вакууме, газе и воздухе с помощью термоэлектронной эмиссии.
- Полупроводниках, вследствие движения носителей заряда.
Условия возникновения электрического тока:
- Нагревание проводников (не сверхпроводников).
- Приложение к носителям заряда разности потенциалов.
- Химическая реакция с выделением новых веществ.
- Воздействие магнитного поля на проводник.
Формы сигнала тока:
- Прямая линия.
- Переменная синусоида гармоники.
- Меандром, похожий на синусоиду, но имеющий острые углы (иногда углы могут сглаживаться).
- Пульсирующая форма одного направления, с амплитудой, колеблющейся от нуля до наибольшей величины по определенному закону.
Виды работы электрического тока:
- Световое излучение, создающееся приборами освещения.
- Создание тепла с помощью нагревательных элементов.
- Механическая работа (вращение электродвигателей, действие других электрических устройств).
- Создание электромагнитного излучения.
Отрицательные явления, вызываемые электрическим током:
- Перегрев контактов и токоведущих частей.
- Возникновение вихревых токов в сердечниках электрических устройств.
- Электромагнитные излучения во внешнюю среду.
Создатели электрических устройств и различных схем при проектировании должны учитывать вышеперечисленные свойства электрического тока в своих разработках. Например, вредное влияние вихревых токов в электродвигателях, трансформаторах и генераторах снижается путем шихтовки сердечников, применяемых для пропускания магнитных потоков. Шихтовка сердечника – это его изготовление не из цельного куска металла, а из набора отдельных тонких пластин специальной электротехнической стали.
Но, с другой стороны, вихревые токи используют для работы микроволновых печей, духовок, действующих по принципу магнитной индукции. Поэтому, можно сказать, что вихревые токи оказывают не только вред, но и пользу.
Переменный ток с сигналом в форме синусоиды может различаться частотой колебаний за единицу времени. В нашей стране промышленная частота тока электрических устройств стандартная, и равна 50 герцам. В некоторых странах используется частота тока 60 герц.
Для различных целей в электротехнике и радиотехнике используют другие значения частоты:
- Низкочастотные сигналы с меньшей величиной частоты тока.
- Высокочастотные сигналы, которые намного выше частоты тока промышленного использования.
Считается, что электрический ток возникает при движении электронов внутри проводника, поэтому он называется током проводимости. Но существует и другой вид электрического тока, который получил название конвекционного. Он возникает при движении заряженных макротел, например, капель дождя.
Электрический ток в металлах
Движение электронов при воздействии на них постоянной силы сравнивают с парашютистом, который снижается на землю. В этих двух случаях происходит равномерное движение. На парашютиста действует сила тяжести, а противостоит ей сила сопротивления воздуха. На движение электронов действует сила электрического поля, а сопротивляются этому движению ионы решеток кристаллов. Средняя скорость электронов достигает постоянного значения, так же как и скорость парашютиста.
В металлическом проводнике скорость движения одного электрона равна 0,1 мм в секунду, а скорость электрического тока около 300 тысяч км в секунду. Это объясняется тем, что электрический ток течет только там, где к заряженным частицам приложено напряжение. Поэтому достигается большая скорость протекания тока.
При перемещении электронов в кристаллической решетке существует следующая закономерность. Электроны сталкиваются не со всеми встречными ионами, а только с каждым десятым из них. Это объясняется законами квантовой механики, которые можно упрощенно объяснить следующим образом.
Движению электронов мешают большие ионы, которые оказывают сопротивление. Это особенно заметно при нагревании металлов, когда тяжелые ионы «качаются», увеличиваются в размерах и уменьшают электропроводность решеток кристаллов проводника. Поэтому при нагревании металлов всегда увеличивается их сопротивление. При снижении температуры повышается электрическая проводимость. При снижении температуры металла до абсолютного нуля можно добиться эффекта сверхпроводимости.
Похожие темы:
Напряжение 220 Вольт | Практическая электроника
Да, все знают что это электрический ток в розетке должен быть 220 вольт». Но тех, кто представляет хотя бы приблизительно как он образуется и передаётся потребителю, кто может сказать «в бытовой электросети однофазная линия переменного тока 220 вольт частотой 50 Герц» совсем немного и, скорее всего, это будут специально обученные люди, которые тоже порой не задумываются о том, почему именно 220 вольт? Почему переменный ток, почему частота сети именно 50 Герц? А действительно, почему сложилось именно так? Вариантов-то было множество. И кстати, заходя вперёд, стоит сообщить что вышеперечисленное не эталонный стандарт для всей планеты. Кто-то пошёл и другим путём в возведении электро-инфраструктуры. На эти и некоторые другие вопросы мы попытаемся дать ответы в данной статье.
Генератор
Чтобы подать электричество в розетку, необходимо его как-то сгенерировать. Для выработки электроэнергии до сих пор в большинстве применяются технологии конца 19 века – электромагнитная индукция, преобразующая механическую энергию в электрическую. Проще говоря – генераторы. Различие генераторов лишь в том, каким образом подают механическую энергию. Раньше это были громоздкие паровые машины. Со временем добавились гидротурбины для проточной воды (гидроэлектростанции) , двигатели внутреннего сгорания, ядерные реакторы.
Принцип действия генератора основан на магнитной индукции. Вращательное движение генератора превращается в электрический ток. То есть можно сказать, что генератор – это тот же самый электродвигатель, но обратного действия. Если на электродвигатель подать напряжение, то он начнет вращаться. Генератор работает наоборот. Вращательное движение вала генератора превращается в электрический ток. Поэтому, чтобы вращать вал генератора, нам потребуется какая-либо энергия извне. Это может быть пар, который раскручивает турбину, а она в свою очередь раскручивает вал генератора
Принцип работы ТЭСлибо это может быть сила потока воды, которая с помощью гидротурбины раскручивает вал генератора, а он в свою очередь также вырабатывает электрический ток
Принцип работы ГЭСНу или это может быть даже ветряк
Ветряная электростанцияКороче говоря, принцип везде один и тот же.
Кстати, ядерный реактор не способен самостоятельно выработать энергию. По сути, атомная энергоустановка является тем же самым примитивным паровым котлом, где рабочим телом является обыкновенный пар. Да, нынче существуют иные способы генерации электричества, на вроде тех же самых солнечных элементов, бетагальванических и изотопных ядерных батарей, «мифических» токомаков. Однако, вышеперечисленный «хайтэк» имеет существенные ограничения – запредельная стоимость материалов ,монтажа и наладки, габариты и малый кпд. Потому, всерьёз рассматривать всё это в качестве полноценной электростанции большой мощности не стоит (по крайней мере в ближайшие пару десятков лет).
Экскурс в историю
Итак, генератор на нашей электростанции преобразовывает механическую энергию в электрическую. А что дальше? В каком виде и как именно передавать энергию потребителю? Как избежать колоссальных потерь при передаче?
Поразительно, но подобная ситуация существовала на самом деле! В той же Российской Империи вплоть до начала 20 века была полная неразбериха. Рядом с каждым «крупным» потребителем электроэнергии (фабрика, подворье преуспевающего купца или гостиница для особ благородных кровей) строили отдельную электростанцию. Было множество конкурирующих фирм, предоставляющих услуги электрификации и, в последующем, своё электрическое оборудование заточенное только под свою сеть. Каждый поставщик электроэнергии задавал собственные параметры электросети – напряжение, частоту. Были даже электросети с постоянным током! Человек, купивший, к примеру, электролампочки в «Товариществе электрического освещения Лодыгин и Ко» смог бы использовать их лишь в электросети этой же компании. При подключении к сети «Дженерал электрик» эта лампочка тут же вышла бы из строя – напряжение сети этой фирмы было значительно выше необходимого, не говоря уже о других параметрах.
Лишь в 1913 году имперские инженеры решились передавать электроэнергию на большие расстояния по воздушным проводным линиям, избавив от необходимости постройки электростанций «у каждой розетки». В преддверии грядущей великой войны и нахлынувшего патриотизма власть задумалась об импортозамещении. Ну прям как в наше время, после кризиса 2014 года). Были финансово и юридически задавлены многие небольшие западные фирмы (кроме германских и французских), преференции и льготы давались лишь отечественным товариществам и предприятиям. В итоге, это привело к монополизму на рынке поставщика электроэнергии и, невольно, стандартизации параметров электрической сети.
Так как Берлин и Париж были уже электрифицированы единой энергосистемой с переменным напряжением сети 220 вольт, отечественные компании также приняли этот стандарт. Людям было удобнее использовать электрические приборы единого типа, не беспокоясь что их новомодный электрический пылесос сгорит на новом месте жительства из-за других параметров энергосети. Произошло полное вытеснение многих небольших фирм – никто уже не хотел пользоваться их услугами и их приборами, хотя они вынужденно подстроились под единый стандарт электросети. Те самые 220 вольт переменного тока.
Почему именно переменное напряжение?
Не так давно по историческим меркам у человечества возникла дилемма: какой ток лучше? Переменный или постоянный? Этот период времени был известен, как “война токов”. На самом деле были споры между Николой Теслой и Эдисоном – самыми великими учеными-изобретателями того времени. Эдисон был за постоянный ток, а Никола Тесла – за переменный. Это борьба продолжалось более 100 лет, даже после смерти этих великих ученых! Но все-таки в 2007 году окончательную победу одержал переменный ток.
Дело все в том, что постоянный ток при передаче на большие расстояния теряет свою энергию на нагрев проводов. Здесь во всем виноват закон Джоуля-Ленца
Q=I2Rt
где
Q — количество выделяемого тепла (Джоули)
I — сила тока, протекающего через проводник (Амперы)
R — сопротивление проводника (Омы)
t — время прохождения тока через проводник (Секунды)
Нетрудно догадаться, что чем больше сила тока будет протекать по проводам, и чем длиннее будут провода, тем больше они будут нагреваться, так как сопротивление провода выражается формулой:
сопротивление провода формулаВторой причиной было то, что в генераторе постоянного тока надо было использовать специальную конструкцию, которая бы позволяла снимать электрический ток с движущихся обмоток. Для этого на валу двигателя крепился так называемый коллектор, к которому припаивались обмотки генератора. Коллектор все время находился в движении, так как он закреплен на самом валу генератора. С коллектора с помощью графитовых щеток снималось напряжение. Тот же самый принцип до сих пор используется в генераторах и двигателях постоянного тока.
Принцип работы генератора постоянного токаМинусом такой конструкции является то, что со временем щетки и коллектор изнашиваются. Поэтому, такой генератор надо часто обслуживать, вовремя заменять щетки и чистить коллектор. Чаще всего такой генератор имеет два провода: плюс и минус. Чем больше коллекторных пластин (ламелей) на таком генераторе, тем чище будет постоянный ток с такого генератора. Если такой генератор имеет множество ламелей и крутится с одинаковой скоростью, то на осциллографе можно увидеть примерно такую картину постоянного тока
осциллограмма постоянного токаТаких недостатков лишен генератор переменного напряжения. Принцип его действия показан ниже
Принцип работы генератора переменного токаВ настоящее время в нем используются три обмотки, разнесенные друг от друга на 120 градусов. Один конец каждой обмотки соединяется с друг другом, образуя так называемый “ноль”. В нашей стране такие генераторы на ТЭС или ГЭС стараются крутить со скоростью 50 оборотов/сек. Ну или 3000 оборотов/минуту. Неплохая такая скорость). В Америке же их крутят под 60 оборотов/сек. А что такое обороты в секунду? Это и есть частота. А частота, как вы помните, выражается в Герцах (Гц). Поэтому, у нас в розетках частота 50 Гц, в Америке 60 Гц.
Такие генераторы называют трехфазными, так как они имеют три фазы: A, B, C. В англо-язычной литературе можно увидеть обозначение R, S, T либо L1, L2, L3. Точка, где соединяется конец всех обмоток обозначается буквой N (ноль).
Генератор переменного токаТо есть по сути с генератора выходит 4 провода: фазы A,B,С и 0, он же нейтраль N, который соединяет один конец каждой из трех обмоток.
Обмотки генератора переменного токаПри вращении ротора-магнита в каждой обмотке создается электрический ток. Если с помощью осциллографа вывести осциллограммы сразу трех обмоток, то можно увидеть что-то типа этого:
Осциллограммы трехфазного напряженияПередача электрического тока на дальние расстояния
Итак, электрический ток мы получили. Теперь надо как-то передать его на дальние расстояния, не забывая про закон Джоуля-Ленца: Q=I2Rt . То есть нам надо каким-то чудом уменьшить силу тока, которая будет течь по проводам, так как в основном из-за нее происходят большие потери.
Для этих целей идеально подойдет трансформатор, но не простой, а трехфазный. Здесь используется замечательное свойство трансформатора: если повышаем напряжение, то понижаем силу тока, и наоборот, понижаем напряжение, увеличиваем силу тока. Поэтому, для того, чтобы передать полученную электроэнергию на дальние расстояния, нам нужно увеличить в несколько раз напряжение, тем самым мы в это же число раз уменьшим силу тока. Ниже на рисунке схема передачи электроэнергии от генератора ГЭС и до конечного потребителя, то есть для заводов, для электротранспорта и для нас с вами.
Передача электроэнергии от генератора до конечного потребителяС ГЭС напряжение повышают до нескольких киловольт, чаще всего до 110 кВ. Все это достигается с помощью трехфазного высоковольтного повышающего трансформатора (2).
Трехфазный высоковольтный трансформаторДалее высоковольтное напряжение идет по высоковольтной линии (3) и доходит до какого-либо города, либо райцентра.
Высоковольтная линия передачи электроэнергииВ каждом райцентре либо городе есть своя подстанция, где имеется уже свой высоковольтный понижающий трансформатор (4), который преобразует напряжение 110 кВ в 10 кВ, либо в 6 кВ (5).
Почему нельзя было сразу тянуть провода с генератора? Зачем надо было повышать, а потом снова понижать напряжение? Все опять же из за закона Джоуля-Ленца. Так как ГЭС находится на очень большом расстоянии от потребителей электроэнергии, приходится повышать напряжение, чтобы минимизировать потери на нагрев проводов. Как мы уже говорили, трансформатор повышает напряжение, но при этом уменьшает во столько же раз силу тока, поэтому потери в проводах на дальние расстояния сокращаются в разы, исходя из формулы Джоуля-Ленца Q=I2Rt.
Потом уже с подстанции напряжение расходится по трансформаторным “будкам”, которые можно уже заметить в каждом районе.
Трансформатор 6 кВ в 380 ВОт этих “будок” выходит после преобразования приблизительно 380 Вольт. Но здесь есть один нюанс. Везде используется три провода, а к нам в дома заходят чаще всего два провода. В чем же дело? А дело как раз в том, что есть такое понятие как линейное и фазное напряжение. Линейное напряжение замеряется между 3 проводами, по которым идут 380 В. Они называются фазами. То есть грубо говоря – это те же самые провода, которые вышли с генератора еще где-нибудь на ГЭС. Но если взять любую из фаз и замерять напряжение относительно нулевого проводника, то есть относительно нуля, то у нас будет фазное напряжение 220 В. Получается, к нам в дом заходит ОДНА фаза и НОЛЬ. Куда деваются другие фазы? Они равномерно распределяются между жильцами дома или вашего района. То есть к вашему соседу может придти другая фаза, но тот же самый ноль.
Трехфазное линия передачи электроэнергииНапряжение 220 Вольт
Очень много вопросов в рунете именно по напряжению “из розетки”. Самый часто задаваемый вопрос выглядит так:
– Какой ток в розетке?
Здесь вопрос, конечно же, поставлен неправильно. Током чаще всего называют именно силу тока. Правильнее было бы задать вопрос: “Какое напряжение в розетке?”
У нас в России в домашней сети переменное напряжение с частотой в 50 Герц, максимальной амплитудой приблизительно в 310 Вольт и действующим напряжением в 220 Вольт. Думаю, это будет самый развернутый ответ.
Итак, теперь давайте разбираться что к чему.
Как же выглядит этот “ток из розетки” на осциллографе? Ну примерно вот так:
По вертикали у нас одна клеточка равняется 100 Вольтам. Следовательно, максимальная амплитуда Umax будет равна где-то 330 Вольт
амплитудное значение напряженияПо идее должно быть 310 Вольт. Хотя оно и не удивительно. Напряжение в сети редко когда бывает стабильным. Все, конечно же, зависит от потребителей и трансформатора на электростанции, который их питает.
Когда я был еще совсем маленьким, рядом с телевизором у нас стояло очень интересное устройство. На нем была шкала, и мы вечером подкручивали крутилку, чтобы шкала показывала ровно 220 Вольт, иначе телевизор отказывался работать. С возрастом я понял, что это был ручной стабилизатор напряжения, так как именно вечером все соседи начинали “жрать” электричество и поэтому в сети было вольт 190-200. Это уже сейчас во всех телевизорах и других бытовых приборах эти стабилизаторы встроены прямо внутри прибора, и поэтому надобность в стабилизаторах резко отпала.
Фаза и ноль
К вам 220 Вольт приходит по двум проводам. Иногда с ними бывает в связке еще и третий провод желто-зеленого цвета – это земля. Этот провод используется для обеспечения безопасности. В старых домах такого провода нет. Земля в 90% случаев обозначается как желто-зеленый провод. Другие провода могут иметь различную окраску, но чаще всего стараются ноль маркировать синим проводом, а фазу – ярким цветом. Например, красным.
Обозначение фазы, нуля и земли на проводеИтак, по одному проводу течет фаза, по другому – ноль. Ноль – это провод для съема электрического тока с фазы. Ноль не представляет опасности для человека, но лучше все-таки не экспериментировать! В фазе напряжение очень быстро изменяется сначала от какого-то максимального значения (для 220 Вольт это значение равняется 310 Вольт), потом падает до нуля, и потом идет в минус и достигает значения в -310 Вольт и потом снова до нуля и снова до 310 Вольт. Итак, за секунду он успевает проделать эту операцию 50 раз, так как генератор на ГЭС, ТЭС или АЭС крутится именно с такой скоростью.
осциллограмма 220 ВКакие процессы происходят на фазе?
В какой-то момент времени фаза бывает больше по напряжению, чем ноль. В какой-то момент времени она становится равна нулю. А в какой-то момент времени становится меньше чем ноль. Или, иначе говоря, ноль становится больше по напряжению, чем фаза). Потом фаза снова становится равна нулю, а потом снова больше нуля и все это повторяется до тех пор, пока работает генератор на электростанции.
Хотите узнать, как все это выглядит на графике? Да пожалуйста 😉
фаза и ноль на осциллограммеКак я уже сказал, фаза без нуля – ничто! И если даже встать на диэлектрический коврик, то есть полностью изолировать себя от контакта с землей, то можно даже и потрогать фазу без вреда для здоровья. НО! не вздумайте проверять это дома! Так поступают только матерые электрики и у них имеются в наличии эти диэлектрические коврики и другие прибамбасы.
Но никогда, слышите, НИКОГДА! не дотрагивайтесь голыми руками сразу до двух проводов, тем более взяв их по одному в руки! Вы будете проводником, соединяющим цепь 220 Вольт. Или попросту говоря, вас ударит электрическим током. Думаю, некоторые до сих пор помнят эти “приятные” ощущения. А как бодрит сразу! Уууухх)))
Напряжение в розетке – это действующее напряжение и вычисляется оно по формуле:
где
UД – это действующее напряжение, В
Umax – максимальное напряжение, В
Следовательно,
что мы и видели на осциллограмме.
Так что знайте, что в электронике и в электрике если вам говорят, что напряжение переменного тока, допустим, 24 Вольта – это действующее напряжение. Максимальным значением переменного напряжения никто не пользуется.
Резюме
В наших розетках электрический ток вырабатывают генераторы переменного тока, которые находятся за много километров от нас. Вал таких генераторов разгоняют турбины, которые преобразуют энергию падающей воды либо горячего пара во вращательное движение.
Электрический ток несколько раз трансформируется в разные величины напряжения, пока идет до конечного потребителя.
В промышленности используются другие значения электрического тока, такие как 10 кВ, 6 кВ, 380 В по три фазы. Для простого обывателя, типа меня и вас, электрический ток идет по двум проводам, называемым фазой и нулем.
Какое напряжение в контактной сети на РЖД и действительно ли оно доходит до 30 тысяч вольт? | Портал о транспорте
Здравствуйте любители железных дорог и все, кому это интересно!
Сегодня отвечу на вопрос, часто задаваемый читателями : Почему на железных дорогах Дальнего Востока напряжение в контактной сети 30 000 Вольт а на Западных дорогах 3 000 Вольт?
Сразу поясняю, 30 000 Вольт, это напряжение в контактной сети переменного тока и если быть точным, величина напряжения варьируется от 27 000 до 30 000 Вольт. 3 000 Вольт, это напряжение в контактной сети постоянного тока.
Да, дороги востока России электрифицированы на переменном токе, а вот в Сибири, многие дороги работают на постоянном токе. Постоянный ток преобладает на дорогах центральных регионов нашей страны, но не везде. На западе страны многие дороги электрифицированы на переменном токе, например юг России и недалеко от Москвы, например, Северная железная дорога. Поедем из Москвы с Ярославского вокзала в сторону Дальнего Востока и уже через несколько часов наш московский электровоз на станции Данилов отцепится от поезда и прицепится электровоз переменного тока, тоже происходит и на станции Рязань, если мы едем на юг. Только сейчас уже вовсю эксплуатируются электровозы двойного питания. Что это такое? Это электровоз, который может работать как на постоянном так и на переменном токе, это очень здорово! Если раньше поезда стояли на станциях смены рода тока по 30 – 40 минут ожидая смены локомотивов, то теперь стоянка составляет несколько минут, достаточно опустить токоприемник и перевести электровоз в режим работы от другого рода тока, поднимаем токоприемник и поехали дальше!
Это электровозы серии ЭП20, присмотритесь, если увидите на вокзале. Ну а почему такой разброс, это в основном вопрос экономический. Первыми в стране электрифицировались железные дороги в центре страны и дешевле было применить в этом деле ток постоянный, напряжением 3 000 Вольт. Железные дороги востока страны переходили на электрическую тягу гораздо позже и здесь уже применялся ток переменный, а потому-что это и экономически и в тяговом аспекте более выгодно, чем ток постоянный. Во- первых для работы линии на постоянном токе требуется через каждые 25 километров строить тяговые подстанции, для улучшения токосъема требовалось прокладывать двойной контактный провод ну и постоянный ток обладает таким нехорошим свойством – он разрушает близлежащие металлические детали и опоры контактной сети, да и в тяге он проигрывает переменному току. Вообщем потери налицо.
Переменный ток лишен этих недостатков : тяговые подстанции можно строить на расстоянии 50 – 80 километров друг от друга, контактный провод прокладывается один, металлические детали не разрушаются, правда переменный ток негативно влияет на работу радиосвязи, но это мелочи. Как видите преимущества налицо!
Перспективность электротяги была доказана ведущими институтами и учеными и конечно впоследствии переменный ток взял верх над постоянным. В настоящее время многие участки с постоянным током, в том числе и на западе страны переводятся на переменный. Как пример, в конце 90-х годов прошлого века была проведена колоссальная работа по переделке большого участка Слюдянка – Зима, Восточно-Сибирской железной дороги с постоянного на переменный ток, поезда не ходили по Транссибу около шести суток! Сильно отличаются по устройству электровозы постоянного и переменного тока. Электровозы постоянного тока попроще да и в весе полегче, так как оборудования на них поменьше.
Внутри электровоза переменного тока ЭП-1Электровозы переменного тока гораздо сложнее, весят они побольше, потому что оборудования на них больше. Электровозы переменного тока мощнее своих постоянных собратьев, соответственно можно существенно увеличить вес поездов, хотя представители постоянного тока в этом соревновании не уступают. Темой устройства, преимуществ и недостатков электровозов переменного и постоянного тока мы еще займемся. Ну вот пока все!
На дорогах с напряжением 30 000 Вольт нет проблемы ЗАЦЕПЕРОВ, особенно которые любят побегать по крыше состава, а самые отчаянные умудряются при этом еще и виснуть на токоприемнике. Зацепинг проблема запада и все дело далеко не в разном менталитете, просто 30 000 Вольт переменного тока как вы понимаете гораздо опасней 3 000 Вольт постоянного тока. Вероятность поражения электрическим током, если вы находитесь на крыше состава очень высока, а шансов остаться в живых после случайного соприкосновения с токоведущими элементами локомотива или электропоезда практически нет!
Всего хорошего!
Просмотров: 13 869
Напряжение электрической сети
Электрическое напряжение – это основная характеристика энергетического поля. Она определяется как соотношение перемещения заряженных частиц к величине заряда частицы. Измеряется электрическое напряжение в Вольтах. О нем иногда говорят как о некой разности потенциалов между двумя точками. Для измерения напряжения существуют специальные приборы – вольтметры.
Напряжение электрической сети
Не секрет, что основой функционирования нашей энергосистемы является трехфазная сеть. В ней различают два вида электрического напряжения – линейное и фазное. Линейное передает напряжение между двумя проводами в сети, а трехфазное – это напряжение между линейным проводом и нейтральным (с нулевым потенциалом).
При нагрузке в сетях по
« треугольной» схеме, линейное напряжение ровняется фазному напряжению сети, а вот по схеме «звезда» выражение напряжения меняется в корень из трех больше фазного. Обычно это и применяется для потребительского электроснабжения, где линейное напряжение 380 В., а фазное 220В. Существует целый ряд стандартов в выражении номинального значения напряжения. В электроустановках до 1000В. – это 127,220,380, и 660В.
Зачем следить за колебаниями напряжения электрической сети?
Напряжение электрической сети подвержено колебаниям. В сетях может происходить или его увеличение (перенапряжение) от номинальных значений или наоборот уменьшение. Колебание напряжения имеет внешние и внутренние причины. Внешние факторы выражаются в воздействии природных причин, таких как молния или атмосферное электричество. А внутренние факторы колебания напряжения возникают от скачкообразного изменения нагрузки из-за активности потребителей. Могут быть и технические причины колебаний напряжения, обусловленные излишним сопротивлением катушки при начальном значении токов.
Как повышение напряжение, так и его понижение от нормы несет в себе очень много негативных моментов для электросетей и конечных потребителей. Вот почему за ним нужно неуклонно следить как специальным службам, так и рядовым потребителям. Так, при перенапряжении снижается срок службы технологического оборудования, повышается вероятность аварий. Для бытовых потребителей скачки напряжения грозят выводом из строя бытовой техники, перегоранием и снижением срока службы ламп накаливания, различных нагревательных электропитающих приборов.
Ответственность за правильное напряжение электропитания возлагается на энергоснабжающую организацию, которая, чтобы минимизировать скачки напряжения, применяет различные методы технического характера. Это может быть установка разрядников и ограничителей напряжения, а также молниеотводов. В бытовой сети для перестраховки от колебаний напряжения применяют сетевые фильтры, стабилизаторы, защитные реле.