Spenningsfallet til en kraftoverføringskabel kan beregnes nøyaktig ved hjelp av en trinn-for-trinnsformel, hvis kjerne er ΔU=I × R. Spenningsfallet bør generelt kontrolleres innenfor 5 % av systemspenningen (f.eks. ikke mer enn 19V for et 380V-system).
Hovedårsaker til spenningsfall Kabler har i seg selv motstand og reaktans. Når strøm flyter gjennom dem, oppstår energitap, som manifesterer seg som et spenningsfall. Påvirkningsfaktorer inkluderer:
Kabelmateriale: Kobberkabelresistivitet (0,0174 Ω·mm²/m) er lavere enn aluminiumkabel (0,0283 Ω·mm²/m), noe som resulterer i et mindre spenningsfall;
Kabellengde: Jo lengre kabel, jo større spenningsfall;
Tverrsnittsareal: Jo mindre-tverrsnitt, desto større motstand, og desto større er spenningsfallet.
Belastningsstrøm: Jo høyere effekt, desto høyere strøm, og jo mer betydelig spenningsfall;
Effektfaktor: Induktive laster (som motorer) har lav effektfaktor, noe som forsterker spenningsfallet.
To- eller tre-metode for beregning av kabelspenningsfall
Trinn 1: Beregn linjestrøm
I
I Gjelder for tre-vekselstrømsystemer:
I
=
P
3
×
U
×
cos
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Lasteeffekt (kW)
U
U: Nettspenning (kV), vanligvis 380V, dvs. 0,38kV
cos
θ
cosθ: Effektfaktor, vanligvis tatt som 0,8-0,85
Eksempel: 55kW motor,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Trinn 2: Beregn kabelmotstand
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: Lederresistivitet (0,0174 for kobber, 0,0283 for aluminium)
L
L: Kabellengde (meter)
S
S: Lederens-tverrsnittsareal (mm²)
Eksempel: 100 meter lang, 16 mm² kobberkabel,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Trinn 3: Beregn spenningsfallet
Δ
U
ΔU Enkleste praktiske formel (ignorerer reaktans):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: For tre-fasesystemer, ta
3
≈ 1.732
3
≈1.732, enkel-fase er 1 eller 2 (antall kretser)
Fortsetter fra forrige eksempel:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7V, står for 5,2 % av 380V, noe som overskrider det tillatte området, må tverrsnittet økes.
