Максимально допустимое напряжение в сети: что нужно знать ᐉ читать на Elektro.in.UA

Содержание

что нужно знать ᐉ читать на Elektro.in.UA

Уровень напряжения считается основным критерием, по которому определяют качество энергоснабжения. Все электрическое оборудование рассчитано на работу в определенных пределах колебания напряжения. За единицу измерения данного показателя принят 1 вольт. На его уровень влияет много факторов, а потому ток в сети переменный, и в случае резкого изменения рабочих параметров, он представляет опасность для электрического оборудования. Чтобы избежать таких проблем, производители часто интегрируют в конструкцию электрического оборудования преобразователи переменного тока, что повышает стоимость техники, но и делает ее более надежной. Также можно использовать стабилизаторы напряжения, способные выпрямлять его во время скачков. Рассмотрим какими бывают параметры сетей.

Какое напряжение в сетях

Как известно, электричество вырабатывается генераторами на электростанциях. До попадания к потребителю на промышленные объекты или в жилые дома, электричество проходит несколько преобразований. От электростанции по энергосистеме оно передается на подстанции. Там, преобразуясь через трансформаторы, передается в жилые дома и другие объекты на щитовые. От щитовых электричество подводится к счетчику в жилых квартирах и только после этого к точкам раздачи и потребления.

На начальном этапе вырабатываемое напряжение достигает 400 тысяч вольт, но в процессе передачи и преобразований потребитель получает стандартное значение этого параметра в зависимости от типа сети. Самое большое распространение получили два стандарта сети:

Европейский. Напряжение в таких сетях колеблется в пределах 220-240 вольт с частотой 50 герц. Для потребления электричества оборудование должно быть оснащено вилками типа С — М.

Американский. Характеризуется значением 100-127 вольт и частотой 60 герц. Для потребления требуются вилки стандартов А — В.

Большинство стран на планете пользуются такими стандартами. Следовательно, львиная доля выпускаемого электрооборудования адаптирована под эти параметры. В Украине принят европейский стандарт сети с частотой 50 герц. Предусмотрены однофазные и трехфазные линии с напряжением 220 и 380 вольт соответственно. Поэтому в розетках жилых помещений оно составляет 220 вольт, а к производственным или коммерческим объектам чаще всего подключается однофазное и двухфазное напряжение 380 вольт. Возможны отклонения от этих параметров в пределах норм, которые мы рассмотрим ниже.

Какое напряжение в сети считается нормальным

При передаче электричества по энергосистеме напряжение теряется, так как часть энергии уходит на нагрев проводников. Задача регулировки параметров сети заключается в том, чтобы достичь

стабильных 220 вольт. Это не всегда получается, но практически все электрооборудование выдерживает незначительные отклонения сети от параметров — до 5%. Поэтому нормальным напряжением считается 209-231 вольт. При таких параметрах работа электрооборудования абсолютно безопасна, независимо от продолжительности эксплуатации.

Кроме вышеуказанных условий, нормальным напряжением считается отклонение от общепринятых стандартов на 10%, но на короткий промежуток времени. Такие отклонения возникают в аварийных ситуациях или переключениях, после которых они быстро устраняются. Большинство предлагаемого на рынке оборудования может некоторое время работать при напряжении в пределах 198-242 вольт. При понижении этого значения ниже минимального, эффективность работы оборудования в разы снижается или оно прекращает функционировать. При завышении параметров из строя выходят защитные устройства электроприборов

Каково допустимое напряжение в сети 220 В по ГОСТу: 4 причины введения стандарта

Полные нормы напряжение в электросети: ГОСТ

Несмотря на то, что большинство обывателей и людей, не относящихся к категории осведомленных в области напряжения в их электросети, утвердительно скажет о том, что стандартным напряжением является показатель в 220 В. К их удивлению, даже несмотря на старые и привычные всем наклейки, на котором указан общепринятый стандарт, уже не актуальны.

С 2015 года в РФ действует новый стандарт – уровни 230 В и 400 В, что соответствует европейским стандартам.

Такие акты приняты также в Украине и странах Балтии, в том числе Беларуси.

К чему привело изменение стандарта:

Изменилось рабочее напряжение на кабеле электросети;
Колебания стали чуть более значимыми, нежели ранее, но все также в допустимых нормах 5% и максимальных – 10%;
Потенциальная оплата услуг поставки электроэнергии выросла не совершенно символическую сумму;
Частота подачи напряжения – 50 Гц.

Нормы напряжения в электросети зависят от типа назначения постройки

Таким образом, напряжение в сети должно считаться несколько возросшим в бытовой практике. Но на деле же все иначе и это сулит наличие подводных камней в сфере поставки организациями электроэнергии. Несмотря на общепринятый стандарт, организации, поставляющие напряжение в квартиры домов, подают все по тем же меркам, принятым еще в советское время и равным 220 В. Все это происходит официально по ГОСТу 32144-2013, которым и руководствуются поставщики.

Стандартные параметры электрической сети

Нормы общепринятых стандартов регламентируют также основные параметры, присущие для электроэнергии, поставляемой в дома. С учетом того, что технический ГОСТ – это десятки и десятки страниц сложной терминологии и расчетов, здесь будут приведены общая оценка приводимых категорий. Как общепринято считать, основными параметрами, определяющими нашу бытовую электроэнергию, считаются частота и сила переменного тока и напряжение. Однако есть и ряд других, которые стоит учитывать.

Стандартные параметры электрической сети включают в себя:

Коэффициент временного напряжения;
Импульсное напряжение;
Отклонение частоты напряжения на кабеле электросети;
Диапазон изменения напряжения;
Длительность потери напряжения и прочие.

Все перечисленные показатели так или иначе оказывают влияние на потерю или превышение установленных норм подачи энергии в сети.

Максимальное отклонение напряжения в электросети

Ток в сети по естественным причинам непостоянен и изменяется в определенных показателях. В рамках нового стандарта 230 В/400 В номинальное отклонение допустимо в пределах 5% и максимально должны отмечаться в кратковременных промежутках не более 10%. Таким образом, такое теоретические отклонение допускается в пределах 198 В и до 242 В. Такой размах может считаться актуальным для большинства нынешних квартир.

Что влияет на сетевое колебание поставки энергии и потери напряжения:

Одним из самых распространенных причин является устаревание оборудования, в том числе счетчиков, электрощитов, кабелей проводки и так далее;
Значительные погрешности отмечаются и в плохо обслуживаемой сети;
Ошибки при планировке и выполнении прокладочных работ в доме;
Значительный рост показателей энергопотребления, превышающих установленный стандарт.

Как уже отмечалось, приемлемы перепады в сети на +-5%. Так, например, по поставляемому показателю в 220 вольт, допустимо отклонение в сети, равное 209 В и наибольшее превышение, равное 231 В.

Посадка напряжения в домашней сети

Так называемая посадка напряжения может быть чревато многими нежелательными последствиями. Причем нежелательными как самими жителями, так и организацией-поставщиком, ведь именно она будет восполнять все непредвиденные расходы. По объективным причинам, описанным ранее, посадка электроэнергии может достигать рекордных показателей.

При обнаружении таких колебаний, максимальная просадка фиксируется и с этими показателями, ссылаясь на общепринятый стандарт и качество поставляемой энергии, нужно обращаться в органы-поставщики электроэнергии.

При отсутствии желания исправлять неисправности это является основанием для подачи искового заявления в суд.

Чем чревато превышение или значительное снижение установленных норм поставки напряжения в доме:

Быстрее перегорают лампочки;
Особенно это пагубно для холодильника, стиральной машинки и прочих электробытовых приборов, требующих мощное и постоянное напряжение;
Срок службы любой электротехнической техники, в том числе микроволновки, тостера, телевизора, компьютеров и так далее.

Таким образом становится очевидно, что все классы электротехники страдают от сильных перепадов напряжения. Особенно это влияние деструктивно сказывается, если в сети именно низкое напряжение. И обязанность обеспечить бесперебойным, стабильным и качественным током принадлежит именно организации, которая занимается поставкой и согласно договору, должна обеспечивать ее качественное обслуживание.

Величина допустимого падения напряжения: ПУЭ

Согласно принятым правилам устройства электроустановок (ПУЭ) еще в бывшем СССР, падением напряжения признается разность показателей напряжения на разных точках сети. Как правило, это точки начала и конца цепи. В установленных нормах по закону полагается различать понятия отклонение напряжения от ее потери. Если первый случай в общепринятом масштабе рассматривается на примере лампы накаливания, показатель отклонения которого признается номинальным и обязательным к исполнению, то в случае с потерей, рассматриваемой на шинах станции, – это признается рекомендуемым показателем.

Нормальное падение работы напряжения в сети:

В так называемых воздушных линиях – до 8%;
В кабельных линиях электроснабжения – до 6%;
В сетях на 220 В – 380 В – в районе 4-6%.

При этом падением в рамках аварийного режима признается падение до 12% в сети – это установленный предел. Падение более установленной нормы сулит включение системы защитной автоматики, которая должна срабатывать при достижении пониженной нормы на протяжении не менее 30 секунд.

Также в некоторых источниках можно найти стандарты напряжения, превышающие даже новые показатели в 230 В и 400 В. Не стоит путать примеры бытового использования с заводом или фабрикой, на которых показатели естественно значительно превышают бытовую среду.

Обязательное регулирование напряжения в электрических сетях

Осуществить собственное регулирование напряжения не только трудозатратно, но и потребует финансовых вложений. Еще более трудным вариантом является добиваться стабилизации тока в сети от организации-поставщика. Это можно сделать путем подачи жалоб, личных обращений, исков в суд, однако, результат далеко не всегда достигается даже этими методами.

Если вы все-таки решили самостоятельно исправить картину, то это возможно следующим образом:

Метод централизованного регулирования напряжения. Этот подход предполагает подсчет того, сколько изменений потребуется для стабилизации ситуации и соответствующее регулирование в центральном блоке питания.
Метод линейного воздействия. Осуществляется с помощью так называемого линейного регулятора, который изменяет фазы с помощью вторичной обмотки на цепи.
Использование конденсаторных батарей в сети. Этот способ в теоретической части называется компенсацией реактивной мощности.
Также предельно нестабильную сеть можно подправить с помощью продольной компенсации. Она подразумевает последовательное подключение к сети конденсаторов.

Также актуальным вариантом, при не слишком выраженным отклонении от установленной нормы, является установка одного крупного или нескольких мелких стабилизаторов в сети. Это потребует некоторых финансовых вложений, специальные навыки монтажа, а также не подходит для максимально колеблющихся систем электроснабжения, ведь просто не смогут делать большой объем работы и регулировать большое количество напряжения.

Итак, как уже было определено, новым общепринятым стандартом считается напряжение в сети в квартире от 230 В до 400 В. Для примера, шкала напряжения бывает и 240 В, 250 В, с учетом максимально допустимой погрешности. Однако для привычной нам розетки э1ф рабочее напряжение – это все тот же уровень 220в, который привычен для нас всех еще с советского периода.

Допустимое напряжение в сети 220 В по ГОСТу (видео)

На счетчиках пишется показатель сетевого напряжения, который должен учитывать каждый житель дома. Следите за своими электроприборами правильно и вовремя обращайтесь в нужные инстанции.

Изменения напряжения — SP Energy Networks

Компания SP Energy Networks делает все возможное, чтобы обеспечить вас надежным электроснабжением. Очень редко качество этого источника питания может меняться, и вы можете столкнуться со следующими проблемами:

Очень тусклый или очень яркий свет
Мерцающий свет
Уровни освещения, которые значительно меняются в течение коротких периодов времени
Электрическое отопление или приборы для приготовления пищи, которым требуется больше времени, чем обычно, для достижения необходимой температуры

Эти симптомы могут быть периодическими или иметь более постоянный характер. Скорее всего, это связано с тем, что в нашем оборудовании развивается неисправность, или мы поддерживаем ваше питание от альтернативного источника питания, пока мы устраняем неисправность в другом месте нашей сети.

Иногда причиной может быть повышенный спрос на электроэнергию из-за естественного роста нагрузки или неправильного использования электрооборудования кем-то другим.

Если вас беспокоят изменения напряжения , пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы сможем сообщить вам, есть ли неисправности или проблемы в сети. Возможно, мы сможем дать вам некоторое представление о том, сколько времени может занять ремонт.

Если нашей аварийной команде не известно о каких-либо проблемах с сетью, они организуют приезд одного из наших технических специалистов к вам, обычно в течение 7 рабочих дней, для осмотра и проверки нашего оборудования. Мы можем сразу обнаружить что-то не так, или нам может понадобиться снова позвонить, чтобы установить записывающее устройство для измерения запаса в течение одной недели. Мы перезвоним вам, чтобы согласовать удобную дату. После того, как мы проанализируем результаты, мы сообщим вам, что мы обнаружили, и если нам нужно провести дополнительные тесты или работу.

Если мы установим записывающее устройство для контроля напряжения питания, наш технический специалист вернет и заберет записывающее устройство и передаст запись одному из наших инженеров для оценки. Когда мы изучим информацию, мы сообщим вам, что мы обнаружили, и нужно ли нам проводить какое-либо дальнейшее расследование или работу по исправлению положения.

Хотя нормальное напряжение в Великобритании составляет 230 вольт, оно непостоянно. Напряжение в вашей собственности будет меняться из-за использования электроэнергии и нормальной работы сети электроснабжения. Наша сеть разработана таким образом, чтобы напряжение оставалось в допустимых пределах или в установленных законом пределах.

Мы можем подавать напряжение, выходящее за эти пределы, в исключительных случаях, например, когда где-то в сети есть неисправность, и мы обеспечиваем поставку другим клиентам от альтернативного источника питания.

Если запись показывает, что напряжение выходит за установленные пределы, мы стремимся завершить ремонтные работы в течение 6 месяцев с момента получения письма-подтверждения. Однако, если нам необходимо проложить кабели или оборудование на частной земле, нам потребуется получить разрешение на проезд или другие юридические разрешения, прежде чем мы сможем выполнять строительные работы. Нам также необходимо разрешение местного совета для новых подстанций и определенного другого оборудования, установленного на шоссе. Выполнение этих юридических формальностей может занять много времени, и, поскольку это находится вне нашего контроля, в этих конкретных случаях нам может потребоваться более 6 месяцев.

Даже если мы обнаружим, что напряжение выходит за установленные пределы, будьте уверены, что счетчик электроэнергии точно измерит потребление ваших электроприборов. Например, хотя вашей электрической плите может потребоваться больше времени при низком напряжении для нагрева элементов духовки, общее потребление электроэнергии будет почти таким же, поскольку энергия используется с меньшей скоростью, но в течение более длительного периода времени.

Приборы, изготовленные в соответствии с европейскими стандартами, рассчитаны на кратковременное повышение напряжения до 2000 вольт. Подобные подъемы являются нормальной частью работы распределительной сети и могут быть вызваны электрическим оборудованием потребителей, а также в результате ударов молнии или коммутационных операций. Современные бытовые приборы обычно оснащены внутренними защитными устройствами, ограничивающими повреждение электронных компонентов. Все электроприборы, продаваемые в Европе, предназначены для безопасной и эффективной работы в установленных законом пределах напряжения.

Производители обычно допускают дополнительный запас прочности, и если напряжение время от времени выходит за эти пределы, это не должно оказывать неблагоприятного воздействия на ваши приборы. В Великобритании заявленное напряжение и допуск для электроснабжения составляют 230 вольт -6%, +10%. Это дает допустимый диапазон напряжения от 216,2 до 253,0 вольт.

Напряжение питания ＜Абсолютные максимальные номиналы＞ | Основы электроники

Абсолютные максимальные значения — это условия, которые ни в коем случае нельзя превышать даже на мгновение. Например, подача напряжения, превышающего максимальное номинальное значение, и/или использование в условиях вне температурного диапазона может привести к ухудшению характеристик ИС или даже повреждению.

В этом разделе объясняются параметры, перечисленные в абсолютных максимальных номинальных значениях для операционных усилителей и компараторов.

Напряжение питания/диапазон рабочего напряжения

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания — это максимальное напряжение, которое может быть подано между выводами положительного (V _CC) и отрицательного (V _EE) питания без ухудшения характеристик или повреждения во внутреннюю цепь.

Вот пример напряжения питания, которое может быть подано на операционные усилители/компараторы с максимальным номинальным напряжением 36 В:

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания указывает на разницу напряжений между контактами V _CC и V _EE со значениями VCC-VEE, необходимыми для обеспечения того, чтобы абсолютное максимальное номинальное напряжение питания не превышалось. Поэтому при подаче 24В на вывод V _CC и -12В на вывод V _EE не произойдет ни ухудшения характеристик, ни повреждения, так как разница напряжений составляет 36В.

Следует отметить, что существует разница между абсолютным максимальным номинальным напряжением питания и рабочим напряжением питания.

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания указывает максимальное напряжение питания, которое может быть подано в диапазоне, при котором повреждение или разрушение ИС не произойдет, а не в диапазоне напряжений для поддержания технических характеристик и характеристик.

Для полного достижения характеристик, указанных в технических характеристиках, необходимо использовать напряжение в пределах рабочего диапазона.

Однако обратите внимание, что в некоторых случаях абсолютное максимальное номинальное напряжение питания и максимальное рабочее напряжение совпадают.

Дифференциальное входное напряжение

Дифференциальное входное напряжение — это максимальное напряжение, которое может быть подано на контакты +Input (неинвертирующий вход) и -Input (инвертирующий вход) без повреждения или ухудшения характеристик ИС.

Это напряжение подходит как для инвертирующих, так и для неинвертирующих клемм и относится к разности напряжений между обеими клеммами. Полярность не важна.

Однако предполагается, что потенциал каждой входной клеммы равен или превышает потенциал на клемме V _ЕЕ штифт.

Причина в том, что в микросхему встроен элемент защиты от электростатического разряда, и если потенциал на входе ниже, чем V _EE , ток от клеммы будет протекать через элемент защиты от электростатического разряда, что может привести к ухудшению характеристик и/или повреждения.

Элемент защиты может быть подключен между V _EE (GND) и входным контактом, как показано в правой части рисунка ниже, или между входными контактами и V _CC и V _EE (GND), обеспечивающие 2 пути.

В первом случае, поскольку нет пути для протекания тока на стороне V _CC, дифференциальное напряжение определяется на основе выдерживаемого напряжения транзистора (NPN, PNP), подключенного к входной клемме, независимо от значение V _CC .

В последнем случае, поскольку на стороне V _CC также имеется защитный элемент, так как на входной контакт требуется потенциал меньше, чем V _CC, дифференциальное напряжение определяется V _CC -V _EE или V _DD -V _EE.

В некоторых операционных усилителях используется дифференциальный входной каскад NPN, и для обеспечения защиты между базой и эмиттером между входными клеммами вставляется фиксирующий диод или используются изделия с дифференциальным входным напряжением в несколько вольт.

Синфазное входное напряжение

Абсолютное максимальное значение синфазного входного напряжения указывает максимальное напряжение, которое может быть приложено без ухудшения характеристик ИС или повреждения [при условии, что один и тот же потенциал подается на оба входа + (не -inverting input) и -Input (инвертирующий вход)].

Абсолютное максимальное номинальное синфазное входное напряжение, в отличие от общего диапазона входных напряжений, указанного в электрических характеристиках, не гарантирует нормальной работы ИС.

Для обеспечения нормальной работы ИС необходимо соблюдать диапазон синфазных входных напряжений.

В общем случае абсолютные максимальные синфазные напряжения составляют V _EE -0,3 В и V _CC +0,3 В, но для изделий без элемента защиты на стороне V _CC напряжения до абсолютного максимума номинальное напряжение питания (т.е. В _EE +36 В) может подаваться независимо от напряжения питания.

Таким образом, синфазное входное напряжение определяется конфигурацией схемы защиты входных контактов, паразитными элементами, выдерживаемым напряжением входного транзистора и другими факторами.

В случае, когда на элемент защиты от электростатического разряда (диод) подается прямое напряжение, V _EE -0,3 В и V _CC +0,3 В указывают диапазон напряжений, при котором элемент защиты не срабатывает.

Входной ток

Для дифференциальных и синфазных входных напряжений подача напряжения ниже V _EE -0,3 В или выше V _CC +0,3 В вызовет протекание тока через входную клемму, что может привести к ухудшению характеристик и/или наносить ущерб.

Чтобы предотвратить это, к входному контакту можно подключить небольшой ограничивающий диод, чтобы ограничивать прямое напряжение, или можно вставить резистор для ограничения тока, протекающего на входной контакт.

Первый метод управляет подачей напряжения на ИС, а второй — током.

Установите резистор так, чтобы входной ток был меньше 10 мА. V _F будет находиться при прямом напряжении ок. 0,6 В.

Диапазон рабочих температур

Диапазон рабочих температур — это диапазон, который обеспечивает нормальную работу и поддерживает ожидаемые функции ИС.

Некоторые характеристики ИС изменяются в зависимости от температуры.

Поэтому, если не указано иное, значения, указанные при 25°C, не могут быть гарантированы.

Есть параметр, гарантирующий стабильную работу во всем диапазоне температур.

Учитываются колебания характеристик ИС в диапазоне рабочих температур.

Максимальная температура перехода/диапазон температур хранения

Максимальная температура перехода — это максимальная температура, при которой полупроводник может работать. Здесь «соединение» относится к соединению PN.

Если температура чипа превышает максимальную номинальную температуру перехода, в полупроводниковом кристалле будут генерироваться электронно-дырочные пары, препятствующие нормальной работе.

Поэтому тепловые расчеты должны учитывать тепловыделение из-за потребляемой мощности и температуры окружающей среды.

Максимальная температура перехода определяется производственными процессами.

Диапазон температур хранения означает максимальную температуру при хранении, когда ИС не работает и не потребляет энергии.

Обычно это эквивалентно максимальной температуре перехода.

Допустимые потери (общие потери)

Допустимые потери (общие потери) указывает мощность, которую ИС может потреблять при температуре окружающей среды Ta=25°C. Когда микросхема потребляет энергию, выделяется тепло, и температура микросхемы становится выше температуры окружающей среды.

Допустимая температура чипа определяется максимальной температурой перехода, при этом допустимая потребляемая мощность ограничивается кривыми снижения номинальных характеристик.

Внутренняя микросхема определяет допустимые потери при 25°C на основе допустимой температуры (максимальная температура перехода) и термического сопротивления корпуса (характеристики рассеивания тепла)

Максимальная температура перехода также зависит от производственных процессов.

Тепло, выделяемое при потреблении энергии ИС, рассеивается смолой пресс-формы упаковки, выводной рамой и другими компонентами.

Параметр, определяющий характеристики рассеивания тепла, называется термическим сопротивлением и обозначается как θj-a[℃/Вт].

Это тепловое сопротивление позволяет оценить внутреннюю температуру ИС.

Пример термостойкости упаковки показан ниже. θj-a определяется суммой термических сопротивлений θj-c между микросхемой и корпусом (корпусом) и корпусом и внешней (окружающей) средой θc-a.

При тепловом сопротивлении θj-a, температуре окружающей среды Ta, потребляемой мощности P температуру перехода можно рассчитать по следующему уравнению.