Spadek napięcia - czym może być spowodowany?

Urządzenia elektryczne pracują najlepiej przy maksymalnym napięciu możliwym do podania w sposób trwały w obwodzie elektrycznym. Zwykle działają też przy napięciach nieco niższych, ale wtedy ich efektywność spada, a ryzyko awarii rośnie. Dlatego tak istotne jest unikanie czynników powodujących spadek napięcia.

Spadek napięcia jest różnicą algebraiczną napięć na początku i końcu badanego urządzenia lub instalacji. Wahania napięcia są zjawiskiem bardzo częstym, szczególnie na terenach wiejskich, ze starszą siecią energetyczną. Spadek napięcia można zaobserwować na przykładzie przygasającej żarówki, a w zależności od pory dnia jego wartość może się różnić nawet o 20V.

Norma PN-IEC 60364-5-52:2002 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych – Dobór i montaż wyposażenia – Oprzewodowanie” zawiera zalecenie, aby w budynkach nieprzemysłowych spadek napięcia od złącza do końca dowolnego obwodu nie przekraczał 4%. Natomiast w normie PN-HD 60364-5-52:2011 „Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 5.52 Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Oprzewodowanie” określono dopuszczalną wartość spadków napięcia dla obwodów oświetleniowych na 3% oraz dla pozostałych przypadków na 5%.

Skutki zbyt dużych spadków napięcia

W instalacji, w której spadki napięcia przekraczają dopuszczalne wartości, możemy mieć do czynienia przede wszystkim ze zbyt niskim napięciem zasilającym odbiorniki, co często powoduje uszkodzenie lub nieprawidłowe działanie urządzeń elektrycznych. Efektem bywa też nadmierne nagrzewanie się przewodów wywołane zwiększonymi stratami mocy.

W urządzeniach RTV zazwyczaj nie da się zauważyć małych spadków napięcia, przeważnie stosowane są w nich tzw. zasilacze impulsowe, mające dość szeroki zakres napięcia wejściowego. Jednak takie sprzęty, jak piece gazowe, routery, systemy alarmowe, komputery czy chociażby żarówki LED mogą być już bardziej wrażliwe na wahania. A to oznacza, że większe spadki napięcia mogą doprowadzić do ich uszkodzenia.

Co może wywołać spadek napięcia?

Wartość spadku w obwodzie elektrycznym niskiego napięcia uzależniona jest m.in. od: wartości prądu przepływającego przez obwód, materiału, z którego wykonana jest żyła przewodu, pola przekroju poprzecznego żyły przewodu i długości przewodów w obwodzie, a także rezystancji zestyków na łączeniach urządzeń elektrycznych. Nawet jeśli instalacja została dobrze zaprojektowana i wykonana, możliwe jest, że z czasem niektóre połączenia poluzowały się i dają duży opór, co powoduje spadki napięcia.

Nagłe spadki napięć powstają też w sytuacji, gdy np. z tej samej sieci energetycznej korzysta oprócz mniejszych odbiorców jakiś większy zakład, a także gdy ktoś w pobliżu (użytkownik tej samej sieci) uruchamia bardzo obciążający instalację sprzęt.

Zbyt duże wartości spadku napięcia mogą być spowodowane również źle dobranymi przewodami zasilającymi odbiorniki (o zbyt małym polu przekroju poprzecznego), przyłączeniem odbiornika o mocy przekraczającej moc założoną dla danego obwodu, zaśniedziałymi stykami, słabymi (zbyt luźnymi) łączeniami elektrycznymi, zwiększającymi rezystancję obwodu.

Jak radzić sobie ze spadkami napięcia

Dzięki specjalnym urządzeniom dodatkowym można zabezpieczyć sprzęt przed dużymi wahaniami napięć, w szczególności przed wysokim wzrostem napięcia sieciowego. Jednym ze sposobów jest zastosowanie stabilizatora napięcia zmiennego 230V, którego zadaniem jest utrzymywanie na wyjściu stałego napięcia niezależnie od obciążenia układu i wahań napięcia zasilającego.

Oprócz wahania napięcia, mogą pojawić się również krótkotrwałe braki zasilania, przy których sprawdzą się zasilacze awaryjne UPS. Do ochrony takich urządzeń, jak komputer, warto zastosować listwę zabezpieczająca z ochroną przeciwprzepięciową i przeciwporażeniową.