Некачественное электропитание в Вашей сети

Из-за чего происходит падение напряжения в электросети. 

Статья предназначена для тех кто ничего не понимает в электричестве (аналогия с водопроводом).
Среди ученых уже давно есть мнение что в природе существует всего один закон, по которому все в этом мире взаимодействует, и с помощью которого можно описать все процессы – абсолютный закон природы. Но пока его еще не открыли, и к его пониманию подходят с разных сторон – химия, математика, физика со множеством направлений, и открыто масса законов и правил, которые являются всего лишь следствием абсолютного закона.
Множество людей пугает электричество, потому что они не знают и не понимают его.
Но почти все ежедневно пользуются водопроводом, и не считают это чем то сверхъестественным и страшным, так как понимают как он устроен и работает.
Исходя из всего вышесказанного мы можем провести параллель между электросетью и водопроводом, так как это разновидность одного и того же процесса, но описывается пока еще разными законами и правилами.

Начнем с приведения аналогий

На картинке представлена типичная электросеть поселка

И аналогичная ей водопроводная система

Итак, как видно из рисунков, все сети последовательного исполнения. И чем дальше от распределительной точки, тем меньше напряжения/давления доходит до потребителя. Так делается для существенной экономии кабелей/труб. Все сечения/диаметры рассчитаны с таким учетам, что бы ко всем потребителям приходило одинаковое напряжение/давление. И когда сеть новая, то так и происходит. Но со временем сети изнашиваются – трубы засоряются, появляются протечки, снимаются регуляторы давления; ухудшается проводимость проводов, появляются скрутки, перегрузка сети. И в конечном итоге получаем сильное падение напряжения/давления, такая ситуация  и показана на рисунках.
На ТП начинают повышать напряжение. Чтобы последним потребителям дошло хоть что то. При этом у первых потребителей начинают выходить из строя электроприборы из-за высокого напряжения. В таких ситуациях может помочь только стабилизатор напряжения.
При высоком напряжении он сбрасывает лишнее в сеть, как редуктор. При пониженном  напряжении стабилизатор выкачивает напряжение из сети как насос.
В современных многоэтажных домах, в каждой квартире устанавливается редуктор давления на 2 атм. Вследствие этого на первых этажах нет перерасхода воды и сильной потери давления в трубах и до последних этажей доходит нужное давление. Если здание более 11 этажей, то устанавливают дополнительно насосы повышающие давления для верхних этажей.
В старой или длинной электросети, также необходимо устанавливать стабилизаторы напряжения каждому потребителю для выравнивания дисбаланса в сети. Но этим занимаются уже сами потребители.

Почему происходит падение давления в трубах:

•1.      Трубы засоряются, на стенках появляется нарост, соответственно уменьшая диаметр трубы. При отключении и включении воды наросты в трубах откалываются и скапливаются в изгибах, тем самым создавая сопротивление току воды.

•2.      Врезка труб большего диаметра чем рассчитано. Из-за этого происходит резкое падение давления во всей системе.

•3.      Включение всех кранов одновременно

Почему происходит падение напряжения в электросети:

•1.      Воздушные электросети прокладываются из алюминиевого провода без изоляции. С течением времени у алюминия, если по нему пропускают ток,  ухудшаются проводимые свойства, разрушается кристаллическая решетка, увеличивается сопротивление.

•2.      Местные электрики, как правило, при соединении проводов используют обычную скрутку, а не болтовое крепление, что добавляет сопротивление току.

•3.      При перегрузке сети. Сечение проводов ограничивает ток который по ним можно пускать:

Медные жилы проводов и кабелей

В случае превышения допустимого тока, провода начинают греться. При повышении температуры металла его сопротивление току увеличивается.
Расчет падения напряжения достаточно простой:

Закон Ома      U = I * R

•1.      I = Uит/(R1+R2+R) = 8.15 А

•2.      U1 = I * R1 = 8,15 В

•3.      U2 = I * R2 = 8,15 В

•4.      U = I * R = 203 В

Как видим падение напряжения из-за скруток и сопротивления проводов, в данном случае составило 16,3 В. Сопротивление скруток зависит от их качества и количества. Сопротивление проводов зависит от температуры и его длины.

Удельное сопротивление меди при 20о – ρ = 0,018 Ом*мм²/м
Удельное сопротивление алюминия при 20о – 0,028 Ом*мм²/м

Получим сопротивление провода от ТП до потребителя. Сечение алюминиевого провода 16 мм², расстояние 1 км.

Сопротивление провода R = 0,028 * 1000 / 16 = 1,75 Ом

С учетом того что на ТП выходное напряжение настраивают 240В – 260В, то даже если вы находитесь за 2 км от неё к вам доходит нормальное напряжение 220В, если все соединения проводов выполнены качественно. Но как только сеть перегружают сопротивление проводов резко увеличивается. Особенно это сильно заметно в дачных поселках, где стоят маломощные ТП, а потребителей огромное количество. Днем напряжение в сети может опускаться до 100В у конечных потребителей, а ночь подниматься до 260В.
Для приборов где есть электронные схемы такое напряжение губительно. Для современных электромоторов, насосов , компрессоров, холодильников такое напряжение так же не допустимо. С целью экономии материалов они выполняются рассчитанными на напряжение 220-230В ± 5%, без двойного запаса прочности, как раньше. И в условиях плохого напряжения они просто сгорают.
В особо плачевных ситуациях не поможет даже стабилизатор напряжения.