Общие вопросы электроснабжения. Параметры напряжения

Эволюция напряжения в сети – с чего все началось

Уровень стандартных напряжений за последние 100 лет постоянно изменялся, для отечественных бытовых сетей в зависимости от степени технологического развития. Так, на заре электрификации стран советского лагеря для потребителей электрической энергии устанавливался номинал на 127 В. Такая система номинальных параметров вошла в обиход благодаря разработкам Доливо-Добровольского, который и предложил трехфазную генерацию вместо устаревшей двухфазной. Следует отметить, что еще в конце 30-х годов прошлого века норма напряжения 127 В уже слабо соответствовала возросшим производственным нуждам, именно тогда возникли первые попытки заменить ее, но с началом Второй мировой войны эти планы так и не реализовались.

Но уже в 60-х годах начались масштабные работы по приведению номинального напряжения к новому стандарту 220/380 В вместо переменного трехфазного 127/220 В. Европейские сети, к тому моменту уже совершили массовый переход на новые номиналы, дабы избежать необоснованно затратной замены проводов на большее сечение. В попытке не уступать в эффективности советские страны также начали переход, который планировалось закончить за ближайшую пятилетку. Происходило строительство новых электростанций, замена трансформаторов и силовых агрегатов, но процесс перехода на нормы в 220 В фазного напряжения для бытовых потребителей затянулся до 80-х годов.

В 1992 году ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) ввел новые нормы напряжения: 230 В фазного вместо 220 В и 400 В линейного вместо привычных 380 В.

Такой шаг преследовал стремление вывести собственную энергетическую систему в один ряд с зарубежными для:

1. удобства работы с ближайшими соседями;
2. возможности беспрепятственного выхода на мировые рынки;
3. упрощения процедуры транзита.

Но, из-за несовершенства всей отечественной системы электроснабжения и отсутствия средств для полномасштабной реконструкции, эти нормы напряжения не установились и по сей день.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, СЕТИ, ИСТОЧНИКИ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СВЫШЕ 1000 В

ГОСТ 721-77

(СТ СЭВ 779-77)

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.07.78

Настоящий стандарт распространяется на электрические сети общего назначения переменного напряжения частоты 50 Гц и присоединяемые к ним источники и приемники электрической энергии.

Стандарт распространяется также на присоединяемое к этим сетям электрооборудование:

комплектные устройства и подстанции, коммутационные аппараты, трансформаторы тока и напряжения, реакторы, конденсаторы связи и т.п., для которых нормируются те же номинальные напряжения, что указаны для источников или приемников электрической энергии, причем отнесение этого электрооборудования по номинальному напряжению к источникам или приемникам определяется в нормативно-технической документации на соответствующее электрооборудование, утвержденной в установленном порядке.

Номинальные переменные напряжения, установленные в настоящем стандарте, рекомендуются и при других частотах, указанных в ГОСТ 6697.

Стандарт не распространяется:

а) на электрические сети и присоединяемые к ним источники и приемники электрической энергии, для которых Госстандартом утверждены стандарты, предусматривающие номинальные напряжения, отличающиеся от установленных в настоящем стандарте, например для электрифицированного (рельсового и безрельсового) транспорта с питанием от контактной сети;

б) на специальные электрические сети и присоединяемые к ним источники и приемники электрической энергии, например для сварочных установок, промышленных электрических печей, на цепи, замкнутые внутри электрических машин, аппаратов и других электрических устройств.

Для специальных электрических сетей и применяемого для них электрооборудования во всех случаях, когда это возможно, должны приниматься номинальные напряжения, указанные в настоящем стандарте.

Специальные электрические сети и электрооборудование для них должны иметь на стороне присоединения к электрическим сетям общего назначения номинальные напряжения, указанные в настоящем стандарте.

2. Номинальные междуфазные напряжения св. 1000 В трехфазных электрических сетей источников и приемников электрической энергии, а также их наибольшие междуфазные рабочие напряжения, длительно допустимые по условиям работы изоляции электрооборудования, должны соответствовать указанным в таблице.

Для турбогенераторов мощностью 100 МВт и выше, гидрогенераторов мощностью 50 МВт и выше, синхронных компенсаторов мощностью 160 Мвар и выше и присоединяемых непосредственно к ним первичных обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, а также соответствующего электрооборудования допускаются номинальные напряжения 138; 15,75; 18,0; 20,0; 24,0 и 27,0 кВ.

При этом для номинальных напряжений 15,75; 20,0; 24,0 и 27,0 кВ наибольшие рабочие напряжения электрооборудования должны быть равны соответственно 17,5; 24,0; 26,5 и 30 кВ; для номинальных напряжений 13,8 и 18,0 кВ наибольшие рабочие напряжения электрооборудования должны быть равны соответственно 17,5 и 24,0 кВ при наибольших длительно допускаемых напряжениях в электрических сетях, равных соответственно 15,2 и 19,8 кВ. Номинальные напряжения св. 27 кВ допускаются по согласованию между изготовителем и потребителем, при этом наибольшее длительно допускаемое напряжение в электрической сети должно быть на 10% выше номинального напряжения, а наибольшее рабочее напряжение электрооборудования – не меньше, чем на 10% выше номинального напряжения. Для капсульных гидрогенераторов и присоединяемых к ним первичных обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, а также соответствующего электрооборудования допускается номинальное напряжение 3,15 кВ при наибольшем рабочем напряжении электрооборудования 3,6 кВ.

кВ

___________

* Для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электрических станций или к выводам генераторов.

Электрооборудование должно изготовляться для существующих электрических сетей с номинальным напряжением 15 кВ, а также для электрических сетей с номинальным напряжением 400 кВ.

Наибольшие рабочие напряжения для этих сетей равны соответственно 17,5 и 420 кВ.

1, 2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

3. При наличии у обмотки трансформатора нескольких ответвлений номинальные напряжения, указанные в таблице, относятся к ее основному ответвлению. За основное ответвление принимают:

— при нечетном числе ответвлений – среднее ответвление;

— при четном числе ответвлений – ответвление с ближайшим большим напряжением к среднему напряжению диапазона регулирования.

Примечания:

1. Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Для существующих и расширяющихся электрических сетей на номинальные напряжения 3 и 150 кВ электрооборудование должно изготовляться.

2. Указанные в таблице значения наибольших рабочих напряжений не распространяются на допустимые в условиях эксплуатации кратковременные (длительностью до 20 мин) повышения напряжения частоты 50 Гц.

3. Указанные в таблице номинальные напряжения обмоток силовых трансформаторов установлены с учетом наибольшего длительного допускаемого напряжения в электрических сетях, равного 3,5; 6,9; 11,5 и 23 кВ соответственно для сетей с номинальным напряжением 3; 6, 10 и 20 кВ. Требования к перевозбуждению силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения должны устанавливаться в стандартах на эти трансформаторы с учетом вышеуказанных значений длительно допускаемого напряжения в сетях. Для номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ включ. учитывается наибольшее длительно допускаемое напряжение в сетях, совпадающее с указанным в таблице наибольшим рабочим напряжением электрооборудования.

4. Для синхронных компенсаторов допускаются номинальные напряжения 6,6; 11 и 22 кВ.

5. (Исключен, Изм. № 3).

6. Для сетей напряжением 1150 кВ значения номинальных напряжений обмоток трансформаторов и автотрансформаторов должны быть установлены после утверждения стандарта на эти трансформаторы.

7. Для электрооборудования, применяемого в угольной промышленности, дополнительно могут применяться междуфазные напряжений 1140 В для приемников и 1200 В для источников. При этом по требованиям, предъявляемым к технологическому обслуживанию и ремонту, оборудование с междуфазным напряжением до 1200 В приравнивается к оборудованию до 1000 В.

(Измененная редакция, Изм. № 2,3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.Г. Мамиконянц (руководитель темы), А.М. Бромберг, Ю.С. Железко

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.05.77 № 1376

3. Срок проверки – 1994 г., периодичность проверки – 5 лет

4. Стандарт полностью соответствует стандарту СЭВ 779-77 и Публикации МЭК 38 (1975) в части, касающейся стандартных напряжений переменного тока выше 1 кВ

5. ВЗАМЕН ГОСТ 721-74 в части напряжений св. 1000 В

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

7. Проверен в 1982 г. Постановлением Госстандарта от 13.12.82 № 4696 снято ограничение срока действия

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (август 1997 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в апреле 1979 г., декабре 1982 г., марте 1989 г. (ИУС 5-79, 3-83, 6-89)

Разногласия в ГОСТах

Как же так, есть нормы, в стандарте приведены новые требования, а практическая реализация не наступила и почти что через тридцать лет. Причиной этому послужило постоянное наращивание мощности бытовыми приборами, их количеством и растущее потребление. Поэтому энергоснабжающие организации не могли достигнуть даже допустимых отклонений предыдущего стандартного номинального напряжения.

Первый из рассматриваемых нормативов – это ГОСТ 32 1 44-2013 , предназначенный для определения основных параметров качества электрической энергии. Как один из этих показателей, в стандарте установлены допустимые диапазоны для разности потенциалов.

Разумеется, рассматривать все пункты и их расчетную часть смысла не имеет, поэтому оговорим наиболее важные моменты:

• согласно п.4.2.2 номинальное напряжение считается 220 В между фазой и нулем, и 380 В для линейной нормы.
• провалы напряжения, которые, как правило, обуславливаются введением мощных потребителей, длительность провала не должна превышать 1 минуты;
• в соответствии с п.4.3.3 импульсные перенапряжения, которые могут обуславливаться атмосферными разрядами, составляют норму от 1 микросекунды до нескольких миллисекунд;
• несимметрия трехфазной сети согласно п.4.2.5 должна составлять не более 2 – 4% коэффициента несимметрии в десятиминутном интервале по недельной характеристике.

Для сравнения с предыдущими нормами, в действии находится ГОСТ 29322-2014 , который относится к международным стандартам и устанавливает номинальные характеристики рядов напряжения. Был разработан в соответствии с другими нормами — IEC 60038:2009 и аннулировал действие стандарта 1992 года. Но в нем, согласно п.3.1 номинал сетей бытовой энергии устанавливается на отметку 230 В и 400 В для электрических сетей с переменным током частотой 50 Гц. Стоит сказать, что для зарубежных сетей с частотой 60 Гц имеются некоторые отличия, но допустимое отклонение частоты всего 2%, поэтому для отечественных потребителей эти поправки неактуальны.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1. ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт сертификации» (ОАО «ВНИИС»);
2. ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии;
3. ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2014 г. N 70-П).
   За принятие стандарта проголосовали:

   Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
   Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
   Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
   Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
   Киргизия	KG	Кыргызстандарт
   Молдова	MD	Молдова-Стандарт
   Россия	RU	Росстандарт
   Украина	UA	Госпотребстандарт Украины

4. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 ноября 2014 г. N 1745-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 29322-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2015 г.;
5. Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту IEC 60038:2009 IEC standard voltages (Напряжения стандартные). При этом дополнительные и измененные положения, учитывающие потребности национальной экономики указанных выше государств, выделены в тексте курсивом, а также вертикальной линией, расположенной на полях этого текста.
   Международный стандарт разработан Международной электротехнической комиссией (IEC).
6. ВЗАМЕН ГОСТ 29322-92
   Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

Какое напряжение в сети

С 2003 года в розетках наших квартир и частных домов должно было появиться стандартное напряжение 230В. Но на протяжении уже 17 лет этот переход никак не может завершиться.

С 30.09.2014 г. вместо ГОСТа 29322-92 был принят ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), устанавливающий, каким должно быть стандартное напряжение в России. Теперь его величина составляет 230 В (±10 %) при частоте 50Гц (±0,2). Но всё еще довольно часто в электросети присутствует 220 В вместо ожидаемых 230 В.

Номинальные параметры электросетей переменного тока до 1000 В указаны в таблице, приведенной в ГОСТ 29322-2014.

В первой и второй колонке меньшие величины – это напряжение между фазой и нейтралью (фазные), большие – между фазами (линейные). Если указана одна величина, то это напряжение между фазами трехфазной трехпроводной системы.

Стандартное напряжение 230/400 В появилось в результате эволюции системы 220/360 В и 240/415 В. В настоящее время система 220/360 уже не используется в Европе и других странах, но 220/380 В и 240/415 В до сих пор активно применяется.

Изменение стандартов было вызвано необходимостью приведения электроэнергии в полное соответствие с европейскими параметрами, для облегчения экспорта и импорта электроэнергии и электротехнических устройств.

Введение

Настоящий стандарт устанавливает номинальные напряжения для электрических систем, сетей, цепей и оборудования переменного и постоянного тока, которые применяют в странах — членах Международной электротехнической комиссии.

Настоящий стандарт по построению, последовательности изложения требований, нумерации разделов и подразделов полностью соответствует стандарту IEC 60038:2009. По сравнению со стандартом IEC 60038:2009 настоящий стандарт дополнен обновленными ссылками на международные стандарты и определениями терминов.

Наименьшее используемое напряжение в Таблице А.1 Приложения А настоящего стандарта определено для максимального падения напряжения между вводом в электроустановку пользователя и электрооборудованием, которое равно 4%. Такое максимальное падение напряжения в электрических цепях электроустановки было указано в ранее действовавшем стандарте IEC 60364-5-52:2001. В Таблице G.52.1 действующего в настоящее время стандарта для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования IEC 60364-5-52:2009, установлены иные значения максимального падения напряжения:

• для электрических светильников — 3%;
• для других электроприемников — 5%.

Допустимые отклонения напряжения в сети

Не всегда в нашей сети ровно 230 Вольт.

Зачастую устаревшее сетевое оборудование, ошибки в проектировании сетей, некачественное обслуживание, износ самих сетей, большой рост потребления электроэнергии приводят к значительному отклонению от существующих стандартов.

В таблице (ГОСТ 29322-2014), фрагмент которой представлен ниже, нормируется наибольший и наименьший вольтаж в системах переменного тока до 1000 В.

По ГОСТу 29322-2014 в 2022 году в сети должно быть:

• 230 Вольт;
• допустимые отклонения 207 — 253 В.

Откуда берется напряжение

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

Будет интересно➡ Особенности применения проходных выключателей

либо это может быть сила потока воды, которая с помощью гидротурбины раскручивает вал генератора, а он в свою очередь также вырабатывает электрический ток

Ну или это может быть даже ветряк

Короче 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).

Разновидности

Бывает двух видов: постоянным и переменным. Первое есть в электростатических видах цепей и тех, которые имеют постоянный ток. Переменный встречается там, где есть синусоидальная энергия. Важно, что синусоидальная энергия делится на действующее, мгновенное со средневыпрямленным. Единица измерения напряжения электрического тока вольт.

Стоит также отметить, что величина энергии между фазами называется линейной фазой, а показатель тока земли и фаз — фазным. Подобное правило используется во всех воздушных линиях. На территории Российской Федерации в электрической бытовой сети стандартное — 380 вольт, а фазное — 220 вольт.

Постоянное напряжение

Постоянным называется разность между электрическими потенциалами, при которой остается такой же величина с перепадами полярности на протяжении конкретного периода. Главным преимуществом постоянной энергии является тот факт, что отсутствует реактивная мощность. Это означает, что вся мощность, которая вырабатывается при помощи генератора, потребляется нагрузкой за исключением проводных потерь. Течет по всему проводниковому сечению.

Что касается недостатков, есть сложность повышения со снижением энергии, то есть в моменте преобразования ее из-за конструкции преобразователей и отсутствия мощных полупроводниковых ключей. К тому же сложно развязывается высокая и низкая энергия.

Обратите внимание! Используется постоянная энергия в электронных схемах, гальванических элементах, аккумуляторах, электролизных установках, сварочных инструментах, инверторных преобразователях и многих других приборах.

Переменное напряжение

Переменным называется ток, изменяющийся по величине и направлению периодически, но при этом сохраняющий свое направление в электроцепи неизменно. Нередко его называют синусоидальным. Одно направление, в котором движется энергия, называется положительным, а другое — отрицательным. Поэтому получающаяся величина называется положительной и отрицательной. Такой показатель является алгебраической величиной. В ответ на вопрос, как называется единица измерения напряжения, необходимо отметить, что это вольт. Значение его определяется по направлению. Максимальное значение — амплитуда. Бывает он:

• двухфазным;

• трехфазным;

• многофазным.

Используется активно в промышленности, на электрической станции, на трансформаторной подстанции и передается в каждый дом при помощи линий электрических передач. Больше всего используется три фазы для подключения. Подобная электрификация распространена на многих железных дорогах.

Обратите внимание! Стоит отметить, что имеются также некоторые виды двухсистемных электровозов, которые работают во многих случаях на переменном показателе.

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.

Как и зачем оценивать качество напряжения в сети?

Действительно, зачем? Ведь достаточно нажать кнопку на пульте телевизора или воткнуть зарядное устройство айфона в розетку и пользоваться благами электрификации всей страны!

Но бывают моменты, когда что-то идет не так: крокодил не ловится, айфон не заряжается, кондиционер вместо прохлады выдает натужное гудение, а телевизор после щелчка не подает признаков жизни.

Тут собрались люди знающие, которые понимают, что значения основных параметров электрической сети — напряжения и частоты — можно узнать в первую очередь посредством мультиметра. Но что делать, если нужно посмотреть, что делается в розетке в течение суток? А что если нужно отследить скачок напряжения, который по времени гораздо короче интервала измерения мультиметра? Причем может быть так, что время появления этого артефакта неизвестно.

Обычно при любых проблемах с напряжением ставят стабилизаторы, но они помогают далеко не всегда. Ведь стабилизатор устраняет следствие, но не причину проблемы. А если происходит скачкообразное кратковременное изменение напряжения, то стабилизатор не только не поможет, но и усугубит положение.

И чтобы понять, что делать в том или ином случае — проверить качество контактов на вводе или поставить стабилизатор, — нужен анализатор качества электроэнергии (Power Quality Analyzer).

Анализатор качества электроэнергии дает полную картину того, что происходит в розетке.

Будет интересно➡ Схемы подключения трехфазного счетчика. Установка трёхфазного счетчика

Я использую в своей работе анализатор качества электрической энергии HIOKI 3197, фото которого будут приведены в статье.

Без анализатора качества часто вообще непонятно, что происходит в сети: какие помехи, импульсные перенапряжения и провалы, коэффициент мощности cos и так далее. Приходится действовать наугад, используя свой опыт и эксперименты. А с японцем HIOKI из Нагано все ясно-понятно. Для того, чтобы составить полную картину того, что творится в сети, прибор имеет клещи для измерения тока и зажимы для измерения напряжения, а также зажим для подключения к нейтрали. Итого — 7 точек подключения.

Реальный случай, когда без анализатора качества не обойтись. Контроллер в технологической линии периодически зависал и выдавал ошибки. Когда все перелопатили, а причину не нашли, на помощь пришел анализатор качества электроэнергии. После непродолжительного наблюдения напряжения 220 В, поступающего на питание контроллера, выяснилось, что причина в плохом контакте внутри сетевого фильтра.

стандартные ряды номинальных токов и напряжений

Значения номинальных напряжений на выводах электрически соединенных между собой изделий, в том числе электрических машин, установлены ГОСТ 23366-78. Требования данного ГОСТ не распространяются на цепи, замкнутые внутри электрических машин; на цепи, для которых не характерны фиксированные значения напряжений, например на внутренние цепи питания электроприводов с регулированием скорости двигателя, и на цепи устройств компенсации реактивной мощности, защиты, контроля, измерений, на электродах элементов и аккумуляторов. Номера ГОСТ (СТ СЭВ)

ГОСТ 12.1.009-76 ГОСТ 721-77 (СТ СЭВ 779-77)

ГОСТ 1494-77 (СТ СЭВ 3231-81) ГОСТ 6697-83 (СТ СЭВ 3687-82)

ГОСТ 6962-75

ГОСТ 8865-70 (СТ СЭВ 782-77)

ГОСТ 13109-67 ГОСТ 15543-70

ГОСТ 15963-79 ГОСТ 17412-72 ГОСТ 17516-72 ГОСТ 18311-80 ГОСТ 19348-82

ГОСТ 19880-74 ГОСТ 21128-83

ГОСТ 22782.0-81 (СТ СЭВ 3141-81) ГОСТ 23216-78

ГОСТ 23366-78 ГОСТ 24682-81 ГОСТ 24683-81

ГОСТ 24754-81 (СТ СЭВ 2310-80)

Стандарты на конкретные группы и виды изделий, содержащие ряды напряжений, в том числе ГОСТ 21128-83, ГОСТ 721-77, устанавливающие номинальные напряжения для систем электроснабжения, сетей источников, преобразователей и приемников электрической энергии, являются по отношению к ГОСТ 23366-78 ограничительными и составляют с ним единый комплекс стандартов.

ГОСТ 23366-78 устанавливает следующие номинальные значения напряжений для изделий — потребителей, источников и преобразователей электрической энергии.

Номинальные напряжения потребителей:

основной ряд напряжений постоянного и переменного тока, В: 0,6; 1,2; 2,4; 6; 9; 12; 27; 40; 60; 110; 220; 380; 660; 1140; 3000; 6000; 10000; 20000; 35000;

вспомогательный ряд напряжений переменного тока, В:

1,5; 5; 15; 24; 80; 2000; 3500; 15000; 25000;

вспомогательный ряд напряжений постоянного тока, В:

0,25; 0,4; 1,5; 2; 3; 4; 5; 15; 20; 24; 48; 54; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 440; 600; 800; 1000; 1500; 2000; 2500; 4000; 5000; 8000; 12000; 25000; 30000; 40000.

Номинальные напряжения источников и преобразователей электрической энергии переменного тока

, В:

6, 12; 28,5; 42; 62; 115; 120; 208; 230; 400; 690; 1200; 3150; 6300; 10500; 13 800; 15 750; 18000; 20000; 24000; 27000; 38 500; 121000; 242000; 347000; 525000; 787000.

Номинальные напряжения источников и преобразователей электрической энергии постоянного тока, В:

6; 9; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460; 690; 1200; 3300; 6600.

Для источников электроэнергии автотракторной техники стандарт допускает применение номинальных напряжений 7В и 14В переменного тока и 7В, 14В, 28В постоянного тока, а также 36В переменного тока с частотой 400 и 1000 Гц и 57В постоянного тока для источников электроэнергии летательных аппаратов.

При коротких питающих линиях стандарт допускает номинальное напряжение источников и преобразователей, равное напряжению приемников.

Номинальные значения и допустимые отклонения частот систем электроснабжения, источников, преобразователей и непосредственно присоединяемых к ним приемников электрической энергии, работающих в установившемся режиме на фиксированных частотах в диапазоне от 0,1 до 10000 Гц, установлены ГОСТ 6697-83. Указанный ГОСТ устанавливает следующий основной ряд номинальных частот источников электрической энергии, Гц:

0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 25; 50; 400; 1000; 10000.

Для преобразователей и приемников электрической энергии номинальные частоты, Гц, выбираются из ряда 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 12,5; 16|; 50; 400; 1000; 2000; 4000; 10000.

Для ряда специальных приводов и источников их питания, в частности для центрифуг, сепараторов, деревообрабатывающих станков, электроинструмента, безредукторных электрошпинделей, электротермического оборудования, стандарт допускает применение дополнительных частот, Гц, из ряда 100, 150, 200, 250, 300, 500, 600, 800, 1200, 1600, 2400, 8000.

Для авиационной техники, летательных аппаратов и средств их обслуживания разрешена частота 6000 Гц.

Допустимые отклонения частот, % номинальной частоты, выбираются из ряда 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 5,0; 10 и устанавливаются в стандартах на конкретные виды источников, преобразователей или системы энергоснабжения.

Для сетей общего назначения нормы качества электрической энергии у ее приемников установлены ГОСТ 13109-67. Стандартом установлены следующие показатели качества электроэнергии:

• при питании от электрических сетей однофазного тока — отклонение частоты, отклонение напряжения, размах колебаний частоты, размах изменений напряжений, коэффициент несинусоидальности напряжения;
• при питании от электрических сетей трехфазного тока — отклонение частоты, отклонение напряжения, размах колебаний частоты, размах изменения напряжения, коэффициент несинусоидальности, коэффициенты несимметрии и неуравновешенности напряжения;
• при питании от электрических сетей постоянного тока — отклонение напряжения, размах изменения напряжения, коэффициент пульсации напряжения.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ «СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ»

Standard voltages

МКС 29.020

ОКП 01 1000

Дата введения 01.01.93

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 117 «Энергоснабжение»

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта от 26.03.92 № 265

3. Настоящий стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 38—83 «Стандартные напряжения, рекомендуемые МЭК» с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2004 г.

Настоящий стандарт распространяется на:

— системы электропередачи, распределительные сети и системы электроснабжения потребителей переменного тока, в которых используют стандартные частоты 50 или 60 Гц при номинальном напряжении, превышающем 100 В, а также оборудование, работающее в этих системах;

— тяговые сети переменного и постоянного тока;

— оборудование постоянного тока номинальным напряжением ниже 750 В и переменного тока номинальным напряжением ниже 120 В и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц. К такому оборудованию относятся батареи первичных или вторичных элементов питания, другие источники электропитания переменного или постоянного тока, электрооборудование (включая промышленные установки и средства телекоммуникации), различные электроприборы и устройства.

Стандарт не распространяется на напряжения измерительных цепей, систем передачи сигналов, а также на напряжения отдельных узлов и элементов, входящих в состав электрооборудования.

Значения напряжений переменного тока, приведенные в настоящем стандарте, являются эффективными значениями.

Настоящий стандарт применяется в комплексе с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

Полужирным шрифтом выделены требования, отражающие потребности народного хозяйства.

1. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ ОТ 100 ДО 1000 В ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения в указанном диапазоне приведены в табл. 1. Они относятся к трехфазным четырехпроводным и однофазным трехпроводным сетям, включая однофазные ответвления от них.

Таблица 1

_____________

* Номинальные напряжения уже существующих сетей напряжением 220/380 и 240/415 В должны быть приведены к рекомендуемому значению 230/400 В. До 2003 г. в качестве первого этапа электроснабжающие организации в странах, имеющих сеть 220/380 В, должны привести напряжения к значению 230/400 В ( %).

Электроснабжающие организации в странах с сетью 240/415 В также должны привести это напряжение к значению 230/400 В ( %). После 2003 г. должен быть достигнут диапазон 230/400 В ± 10 %. Затем будет рассмотрен вопрос снижения пределов. Все эти требования касаются также напряжения 380/660 В. Оно должно быть приведено к рекомендуемому значению 400/690 В.

** Не применять совместно со значениями 230/400 и 400/690 В.

В табл. 1 для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между фазами. Если указано одно значение, оно соответствует междуфазному напряжению трехпроводной сети.

Для однофазных трехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между линиями.

Напряжения, превышающие 230/400 В, применяются в основном в тяжелой промышленности и в больших зданиях коммерческого назначения.

В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более ±10 %.

2. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ

СЕТИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Стандартные напряжения приведены в табл. 2.

Таблица 2

_______________

* Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей. В частности, в системах однофазного переменного тока номинальное напряжение 6250 В должно использоваться только тогда, когда местные условия не позволяют применять номинальное напряжение 25000 В.

Значения напряжений, приведенных в таблице, приняты Международным комитетом по оборудованию электрической тяги и Техническим комитетом 9 МЭК «Оборудование электрической тяги».

** В некоторых европейских странах это напряжение достигает 4000 В. Электрооборудование транспортных средств, участвующих в международном сообщении с этими странами, должно выдерживать это максимальное значение в течение коротких промежутков до 5 мин.

3. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ СВЫШЕ 1 ДО 35 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения приведены в табл. 3.

Серия 1 — напряжения частотой 50 Гц, серия 2 — напряжения частотой 60 Гц. В одной стране рекомендуется применять напряжения только одной из серий.

Указанные в таблице значения соответствуют междуфазным напряжениям.

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей.

Рекомендуется, чтобы в одной и той же стране соотношение между двумя последовательными значениями номинальных напряжений было не ниже двух.

Таблица 3

* Данное напряжение не должно применяться в электрических сетях общего назначения.

** Данные напряжения обычно соответствуют четырехпроводным сетям, остальные — трехпроводным.

*** Рассматриваются вопросы унификации данных значений.

В сети серии 1 наибольшее и наименьшее напряжения не должны отличаться более чем на ±10 % от номинального напряжения сети.

В сети серии 2 максимальное напряжение не должно отличаться более чем на плюс 5 %, а минимальное — более чем на минус 10 % от номинального напряжения сети.

4. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ СВЫШЕ 35 ДО 230 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения указаны в табл. 4. В одной стране рекомендуется использовать только одну из указанных в табл. 4 серий и только одно напряжение из следующих групп:

— группа 1 — 123 … 145 кВ;

— группа 2 — 245, 300 (см. разд. 5), 363 кВ (см. разд. 5).

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей. Значения, приведенные в табл. 4, соответствуют междуфазному напряжению.

Таблица 4

В киловольтах

5. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

С НАИБОЛЬШИМ НАПРЯЖЕНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ, ПРЕВЫШАЮЩИМ 245 кВ

Наибольшее рабочее напряжение оборудования выбирают из ряда: (300), (363), 420, 525*, 765**, 1200*** кВ.

_________________

* Также используется напряжение 550 кВ.

** Допускается использовать напряжения, значения которых лежат между 765 и 800 кВ при условии, что испытательные значения для оборудования будут такими, как и значения, определенные МЭК для 765 кВ.

*** Промежуточное значение между 765 и 1200 кВ, соответственно отличающееся от этих двух значений, будет включено дополнительно, если в каком-либо районе мира возникнет необходимость в таком напряжении. В этом случае в том географическом районе, где будет принято это промежуточное значение, не должны применяться напряжения 765 и 1200 кВ.

Значения ряда соответствуют междуфазному напряжению.

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей.

В одном и том же географическом районе рекомендуется использовать только одно значение максимального напряжения для оборудования каждого из следующих групп:

— группа 2 — 245 (см. табл. 4), 300, 363 кВ;

— группа 3 — 363, 420 кВ;

— группа 4 — 420, 525 кВ.

Примечание. Термины «район мира» и «географический район» могут соответствовать одной стране, группе стран или части крупной страны, где выбран один и тот же уровень напряжения.

6. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ С НОМИНАЛЬНЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ МЕНЬШЕ 120 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МЕНЬШЕ 750 В

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Стандартные напряжения приведены в табл. 5.

Таблица 5

Примечания: 1. Так как напряжение первичных и вторичных элементов питания (батарей) ниже 2,4 В и выбор типа применяемого элемента для различных областей использования зависит не от напряжения, а от других критериев, эти напряжения не указаны в таблице. Соответствующие технические комитеты МЭК могут устанавливать типы элементов и соответствующие напряжения для конкретного применения.

2. При наличии технических и экономических обоснований в специфических областях применения возможно использование других напряжений дополнительно к указанным в таблице. Напряжения, применяемые в СНГ, установлены ГОСТ 21128.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Значения номинальных напряжений на выводах электрически соединенных между собой изделий, в том числе электрических машин, установлены ГОСТ 23366-78. Требования данного ГОСТ не распространяются на цепи, замкнутые внутри электрических машин; на цепи, для которых не характерны фиксированные значения напряжений, например на внутренние цепи питания электроприводов с регулированием скорости двигателя, и на цепи устройств компенсации реактивной мощности, защиты, контроля, измерений, на электродах элементов и аккумуляторов. Номера ГОСТ (СТ СЭВ)

ГОСТ 12.1.009-76 ГОСТ 721-77 (СТ СЭВ 779-77)

ГОСТ 1494-77 (СТ СЭВ 3231-81) ГОСТ 6697-83 (СТ СЭВ 3687-82)

ГОСТ 6962-75

ГОСТ 8865-70 (СТ СЭВ 782-77)

ГОСТ 13109-67 ГОСТ 15543-70

ГОСТ 15963-79 ГОСТ 17412-72 ГОСТ 17516-72 ГОСТ 18311-80 ГОСТ 19348-82

ГОСТ 19880-74 ГОСТ 21128-83

ГОСТ 22782.0-81 (СТ СЭВ 3141-81) ГОСТ 23216-78

ГОСТ 23366-78 ГОСТ 24682-81 ГОСТ 24683-81

ГОСТ 24754-81 (СТ СЭВ 2310-80)

Стандарты на конкретные группы и виды изделий, содержащие ряды напряжений, в том числе ГОСТ 21128-83, ГОСТ 721-77, устанавливающие номинальные напряжения для систем электроснабжения, сетей источников, преобразователей и приемников электрической энергии, являются по отношению к ГОСТ 23366-78 ограничительными и составляют с ним единый комплекс стандартов.

ГОСТ 23366-78 устанавливает следующие номинальные значения напряжений для изделий — потребителей, источников и преобразователей электрической энергии.

Номинальные напряжения потребителей:

основной ряд напряжений постоянного и переменного тока, В: 0,6; 1,2; 2,4; 6; 9; 12; 27; 40; 60; 110; 220; 380; 660; 1140; 3000; 6000; 10000; 20000; 35000;

вспомогательный ряд напряжений переменного тока, В:

1,5; 5; 15; 24; 80; 2000; 3500; 15000; 25000;

вспомогательный ряд напряжений постоянного тока, В:

0,25; 0,4; 1,5; 2; 3; 4; 5; 15; 20; 24; 48; 54; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 440; 600; 800; 1000; 1500; 2000; 2500; 4000; 5000; 8000; 12000; 25000; 30000; 40000.

Номинальные напряжения источников и преобразователей электрической энергии переменного тока

, В:

6, 12; 28,5; 42; 62; 115; 120; 208; 230; 400; 690; 1200; 3150; 6300; 10500; 13 800; 15 750; 18000; 20000; 24000; 27000; 38 500; 121000; 242000; 347000; 525000; 787000.

Номинальные напряжения источников и преобразователей электрической энергии постоянного тока, В:

6; 9; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460; 690; 1200; 3300; 6600.

Для источников электроэнергии автотракторной техники стандарт допускает применение номинальных напряжений 7В и 14В переменного тока и 7В, 14В, 28В постоянного тока, а также 36В переменного тока с частотой 400 и 1000 Гц и 57В постоянного тока для источников электроэнергии летательных аппаратов.

При коротких питающих линиях стандарт допускает номинальное напряжение источников и преобразователей, равное напряжению приемников.

Номинальные значения и допустимые отклонения частот систем электроснабжения, источников, преобразователей и непосредственно присоединяемых к ним приемников электрической энергии, работающих в установившемся режиме на фиксированных частотах в диапазоне от 0,1 до 10000 Гц, установлены ГОСТ 6697-83. Указанный ГОСТ устанавливает следующий основной ряд номинальных частот источников электрической энергии, Гц:

0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 25; 50; 400; 1000; 10000.

Для преобразователей и приемников электрической энергии номинальные частоты, Гц, выбираются из ряда 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 12,5; 16|; 50; 400; 1000; 2000; 4000; 10000.

Для ряда специальных приводов и источников их питания, в частности для центрифуг, сепараторов, деревообрабатывающих станков, электроинструмента, безредукторных электрошпинделей, электротермического оборудования, стандарт допускает применение дополнительных частот, Гц, из ряда 100, 150, 200, 250, 300, 500, 600, 800, 1200, 1600, 2400, 8000.

Для авиационной техники, летательных аппаратов и средств их обслуживания разрешена частота 6000 Гц.

Допустимые отклонения частот, % номинальной частоты, выбираются из ряда 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 5,0; 10 и устанавливаются в стандартах на конкретные виды источников, преобразователей или системы энергоснабжения.

Для сетей общего назначения нормы качества электрической энергии у ее приемников установлены ГОСТ 13109-67. Стандартом установлены следующие показатели качества электроэнергии:

• при питании от электрических сетей однофазного тока — отклонение частоты, отклонение напряжения, размах колебаний частоты, размах изменений напряжений, коэффициент несинусоидальности напряжения;
• при питании от электрических сетей трехфазного тока — отклонение частоты, отклонение напряжения, размах колебаний частоты, размах изменения напряжения, коэффициент несинусоидальности, коэффициенты несимметрии и неуравновешенности напряжения;
• при питании от электрических сетей постоянного тока — отклонение напряжения, размах изменения напряжения, коэффициент пульсации напряжения.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ «СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ»

Standard voltages

МКС 29.020

ОКП 01 1000

Дата введения 01.01.93

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 117 «Энергоснабжение»

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта от 26.03.92 № 265

3. Настоящий стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 38—83 «Стандартные напряжения, рекомендуемые МЭК» с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2004 г.

Настоящий стандарт распространяется на:

— системы электропередачи, распределительные сети и системы электроснабжения потребителей переменного тока, в которых используют стандартные частоты 50 или 60 Гц при номинальном напряжении, превышающем 100 В, а также оборудование, работающее в этих системах;

— тяговые сети переменного и постоянного тока;

— оборудование постоянного тока номинальным напряжением ниже 750 В и переменного тока номинальным напряжением ниже 120 В и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц. К такому оборудованию относятся батареи первичных или вторичных элементов питания, другие источники электропитания переменного или постоянного тока, электрооборудование (включая промышленные установки и средства телекоммуникации), различные электроприборы и устройства.

Стандарт не распространяется на напряжения измерительных цепей, систем передачи сигналов, а также на напряжения отдельных узлов и элементов, входящих в состав электрооборудования.

Значения напряжений переменного тока, приведенные в настоящем стандарте, являются эффективными значениями.

Настоящий стандарт применяется в комплексе с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

Полужирным шрифтом выделены требования, отражающие потребности народного хозяйства.

1. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ ОТ 100 ДО 1000 В ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения в указанном диапазоне приведены в табл. 1. Они относятся к трехфазным четырехпроводным и однофазным трехпроводным сетям, включая однофазные ответвления от них.

Таблица 1

_____________

* Номинальные напряжения уже существующих сетей напряжением 220/380 и 240/415 В должны быть приведены к рекомендуемому значению 230/400 В. До 2003 г. в качестве первого этапа электроснабжающие организации в странах, имеющих сеть 220/380 В, должны привести напряжения к значению 230/400 В ( %).

Электроснабжающие организации в странах с сетью 240/415 В также должны привести это напряжение к значению 230/400 В ( %). После 2003 г. должен быть достигнут диапазон 230/400 В ± 10 %. Затем будет рассмотрен вопрос снижения пределов. Все эти требования касаются также напряжения 380/660 В. Оно должно быть приведено к рекомендуемому значению 400/690 В.

** Не применять совместно со значениями 230/400 и 400/690 В.

В табл. 1 для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между фазами. Если указано одно значение, оно соответствует междуфазному напряжению трехпроводной сети.

Для однофазных трехпроводных сетей числитель соответствует напряжению между фазой и нулем, знаменатель — напряжению между линиями.

Напряжения, превышающие 230/400 В, применяются в основном в тяжелой промышленности и в больших зданиях коммерческого назначения.

В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более ±10 %.

2. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ

СЕТИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Стандартные напряжения приведены в табл. 2.

Таблица 2

_______________

* Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей. В частности, в системах однофазного переменного тока номинальное напряжение 6250 В должно использоваться только тогда, когда местные условия не позволяют применять номинальное напряжение 25000 В.

Значения напряжений, приведенных в таблице, приняты Международным комитетом по оборудованию электрической тяги и Техническим комитетом 9 МЭК «Оборудование электрической тяги».

** В некоторых европейских странах это напряжение достигает 4000 В. Электрооборудование транспортных средств, участвующих в международном сообщении с этими странами, должно выдерживать это максимальное значение в течение коротких промежутков до 5 мин.

3. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ СВЫШЕ 1 ДО 35 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения приведены в табл. 3.

Серия 1 — напряжения частотой 50 Гц, серия 2 — напряжения частотой 60 Гц. В одной стране рекомендуется применять напряжения только одной из серий.

Указанные в таблице значения соответствуют междуфазным напряжениям.

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей.

Рекомендуется, чтобы в одной и той же стране соотношение между двумя последовательными значениями номинальных напряжений было не ниже двух.

Таблица 3

* Данное напряжение не должно применяться в электрических сетях общего назначения.

** Данные напряжения обычно соответствуют четырехпроводным сетям, остальные — трехпроводным.

*** Рассматриваются вопросы унификации данных значений.

В сети серии 1 наибольшее и наименьшее напряжения не должны отличаться более чем на ±10 % от номинального напряжения сети.

В сети серии 2 максимальное напряжение не должно отличаться более чем на плюс 5 %, а минимальное — более чем на минус 10 % от номинального напряжения сети.

4. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ДИАПАЗОНЕ СВЫШЕ 35 ДО 230 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Стандартные напряжения указаны в табл. 4. В одной стране рекомендуется использовать только одну из указанных в табл. 4 серий и только одно напряжение из следующих групп:

— группа 1 — 123 … 145 кВ;

— группа 2 — 245, 300 (см. разд. 5), 363 кВ (см. разд. 5).

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей. Значения, приведенные в табл. 4, соответствуют междуфазному напряжению.

Таблица 4

В киловольтах

5. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

С НАИБОЛЬШИМ НАПРЯЖЕНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ, ПРЕВЫШАЮЩИМ 245 кВ

Наибольшее рабочее напряжение оборудования выбирают из ряда: (300), (363), 420, 525*, 765**, 1200*** кВ.

_________________

* Также используется напряжение 550 кВ.

** Допускается использовать напряжения, значения которых лежат между 765 и 800 кВ при условии, что испытательные значения для оборудования будут такими, как и значения, определенные МЭК для 765 кВ.

*** Промежуточное значение между 765 и 1200 кВ, соответственно отличающееся от этих двух значений, будет включено дополнительно, если в каком-либо районе мира возникнет необходимость в таком напряжении. В этом случае в том географическом районе, где будет принято это промежуточное значение, не должны применяться напряжения 765 и 1200 кВ.

Значения ряда соответствуют междуфазному напряжению.

Значения в скобках непредпочтительны. Эти значения не рекомендуется использовать при создании новых сетей.

В одном и том же географическом районе рекомендуется использовать только одно значение максимального напряжения для оборудования каждого из следующих групп:

— группа 2 — 245 (см. табл. 4), 300, 363 кВ;

— группа 3 — 363, 420 кВ;

— группа 4 — 420, 525 кВ.

Примечание. Термины «район мира» и «географический район» могут соответствовать одной стране, группе стран или части крупной страны, где выбран один и тот же уровень напряжения.

6. СТАНДАРТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ С НОМИНАЛЬНЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ МЕНЬШЕ 120 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МЕНЬШЕ 750 В

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Стандартные напряжения приведены в табл. 5.

Таблица 5

Примечания: 1. Так как напряжение первичных и вторичных элементов питания (батарей) ниже 2,4 В и выбор типа применяемого элемента для различных областей использования зависит не от напряжения, а от других критериев, эти напряжения не указаны в таблице. Соответствующие технические комитеты МЭК могут устанавливать типы элементов и соответствующие напряжения для конкретного применения.

2. При наличии технических и экономических обоснований в специфических областях применения возможно использование других напряжений дополнительно к указанным в таблице. Напряжения, применяемые в СНГ, установлены ГОСТ 21128.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Нормы напряжения в электросети по ГОСТу

В нормативном документе определено несколько показателей, позволяющих характеризовать качество электроэнергии в точках присоединения (ввод в сети потребителей). Перечислим наиболее значимые параметры и приведем допустимые диапазоны отклонений для каждого из них:

• Для установившегося отклонения напряжения не более 5,0% от номинала (допустимая норма) при длительном временном промежутке и до 10% для краткосрочной аномалии (предельно допустимая норма). Заметим, что данные показатели должны быть прописаны в договоре о предоставлении услуг, при этом указанные нормы должны отвечать действующим нормам. Например, для бытовых сетей (220 В) быть в пределах 198,0-220,0 В, а для трехфазных (0,40 кВ) – не менее 360,0 В и не более 440 Вольт.
• Перепады напряжения, такие отклонения характеризуются амплитудой, длительностью и частотой интервалов. Нормально допустимый размах амплитуды не должен превышать 10,0% от нормы. К перепадам также относят дозу фликера (мерцание света в следствии перепадов напряжения, вызывают усталость), это параметр измеряется специальным прибором (фликометром). Допустимая краткосрочная доза – 1,38, длительная – 1.

• Броски и провалы. К первым относятся краткосрочные увеличения амплитуды напряжения, превышающие 1,10 номинала. Под вторым явлением подразумевается уменьшение амплитуды на величину более 0,9 от нормы, с последующим возвращением к нормальным параметрам. Ввиду особенностей природы процессов данные отклонения не нормируются. При частом проявлении рекомендуется установить ограничитель напряжения (для защиты от бросков) и ИБП (при частых провалах).
• Перенапряжение электрической сети, под данным определением подразумевается превышение номинала на величину более 10% длящееся свыше 10-ти миллисекунд.

• Несимметрия напряжения. Допустимое отклонение коэффициента несимметрии от нормы – 2,0%, предельное – 4,0%.
• Несинусоидальность напряжения. Определяется путем расчета коэффициента искажения, после чего полученное значение сравнивают с нормативными значениями.

• Отклонения частоты. Согласно действующим требованиям нормально допустимое отклонение этого параметра 0,20 Гц, предельно допустимое – 0,40 Гц.

Известные номиналы напряжений

Все функционирующие сегодня ЛЭП большой протяжённости работают на номинальных напряжениях 115 – 1200 кВ трёхфазного тока. Дальнейшее повышение вольтажа неэффективно, приводит к появлению обильных коронных разрядов, обнаруживающих тенденцию перерастать в дугу. Самые большие потери возникают на низковольтной части. К примеру, во Франции ежегодные потери оцениваются в 325 ГВт часов, что составляет 2,5%, в США они достигают 7,5%. Это объясняется разницей номинального напряжения – 220 В против 110.

На 1980 год экономически эффективная длина линии составляла 7000 км, но реально существующие намного короче указанной цифры. На значительных расстояниях начинают играть роль ёмкостное и индуктивное сопротивление. Вместе они образуют реактивный импеданс, не дающий поставить энергию пользователям. Это блуждающие туда и сюда токи, представляющие собой целиком паразитный эффект. Этим определяется фактор мощности линии, не слишком большой.

Сегодня доказано, что выгоднее на больших дистанциях поставлять постоянный ток, не затекающий в индуктивные сопротивления – ёмкостное, образованное проводом и землёй, и индуктивное. Отсутствует понятие реактивной мощности. Доказывается факт, что Никола Тесла вёл борьбу за переменный ток преимущественно для причинения ущерба Эдисону.

Учитывая сэкономленное, выгодно строить на концах мощных линий преобразовательные станции для перевода токов. Одновременно уходят потери на излучение, просачивание сквозь экран в землю, снижается уровень коронного разряда. Уже сегодня кабели для подзарядки аккумуляторов подводных лодок питаются постоянным током, передавать по ним переменный нецелесообразно уже на расстоянии 30 км. Сегодняшние линии имеют в 20 раз большую протяжённость, успешно эксплуатируются. Для передачи переменного тока ограничения зависят от расстояния:

1. На малых линиях – тепловые потери, призванные не разрушить изоляцию провода.
2. На средних дистанциях учитывается падение напряжения, нельзя брать слишком высокое.
3. На дальних дистанциях в силу вступают факторы реактивной мощности, определяющие устойчивость системы.

Параметры обмотки

Номинальное рабочее напряжение

Номинальное рабочее напряжение (Nominal Voltage) – напряжение, которое нужно подать на обмотку, чтобы произошло устойчивое переключение контактов. В большинстве случаев реле одного типономинала имеет несколько модификаций обмотки, рассчитанных на различные номинальные рабочие напряжения.

В нашем примере эти напряжения лежат в ряду 3, 4, 5, 6, 9, 12, 24, 36 и 48 Вольт.

Это означает, что один и тот же тип реле можно использовать в широком диапазоне рабочих напряжений.

Соответственно, обмотки, рассчитанные на разные напряжения, имеют разное сопротивление (Coil Resistance), и для их управления требуется различный ток.

Из даташита видим, что, чем больше рабочее напряжение обмотки, тем больше ее сопротивление, и тем меньший ток нужен для переключения контактов.

Интересно отметить, что при разном рабочем напряжении обмотка может потреблять одинаковую мощность.

Так, в нашем случае различные модификации обмоток потребляют мощность около 0,36 Вт при работе с напряжениями 5 – 36 В и около 0,45 Вт при работе с напряжением 48 В.

Напряжение срабатывания

Следует отметить, что реле начинает срабатывать при напряжении меньше номинального.

Напряжение, при котором реле срабатывает, называется напряжением срабатывания (Pick Up Voltage). При этом напряжении якорь притягивается к сердечнику таким образом, что переключает контакты.

При внимательно рассмотрении можно увидеть: если на обмотку подать напряжение меньше напряжения срабатывания, якорь приходит в движение, но не настолько, чтобы переключить контакты.

Часто напряжение срабатывания указывают в процентах от номинального напряжения. Так, в нашем примере напряжение срабатывания составляет величину 75% от номинального рабочего напряжения.

Максимальное рабочее напряжение обмотки

Реле будет устойчиво работать и при напряжении обмотки несколько больше номинального. При этом возникают некоторый допустимый перегрев обмотки. Максимальное рабочее напряжение (Maximum Continuous Voltage) также указывается в даташите.

Иными словами, реле может работать в некотором диапазоне напряжений обмотки. В нашем случае реле, например, с обмоткой 5 В может работать в диапазоне от 3,75 до 7,5 В, а реле с обмоткой 12В — в диапазоне от 9 до 18 В.

Напряжение отпускания

Напряжение отпускания (Drop Out Voltage) — это напряжение обмотки, при котором якорь, будучи ранее притянутым, отпускает.

Напряжение отпускания также может указываться в процентах от номинального рабочего напряжения.

В нашем случае оно составляет величину 10% от номинального.

Т.е. если, например, обмотка рассчитана на номинальное напряжение 5 В, то якорь отпустит при снижении напряжения на обмотке до 0,5 В и менее.

Иногда в справочных данных вместо напряжений срабатывания и отпускания указывают токи срабатывания и отпускания.

Обратите внимание: напряжение срабатывания и напряжение отпускания сильно отличаются!

Иными словами, для удержания реле во включенном состоянии требуется существенно меньше энергии, чем для перевода реле из выключенного состояния во включенное.

Для уменьшения потребляемой от источника питания энергии можно после срабатывания реле уменьшить напряжения на его обмотке до величины, большей напряжения отпускания.

Теперь рассмотрим

Параметры сетевого напряжения в России

Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.

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 , 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».

К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод)

линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.

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.

Особенности

О некоторых особенностях использования номинального напряжения писал в своей книге [2] Харечко Ю.В.

« Электроустановку здания, как правило, подключают к низковольтной распределительной электрической сети. Сама электроустановка здания представляет собой совокупность взаимосвязанного электрооборудования, выполняющего определенные функции. Поэтому посредством, в том числе, номинального напряжения выполняют согласование характеристик всего электрооборудования, применяемого и в распределительной электрической сети, и в электроустановке здания с целью обеспечения его нормального функционирования. »

[4]

Значения номинального напряжения для электроустановок зданий, а также для других низковольтных и высоковольтных электроустановок установлены стандартом ГОСТ 29322-2014 [2], который распространяется на:

• на электрические системы переменного тока номинальным напряжением более 100 В и стандартной частотой 50 Гц или 60 Гц, используемые для передачи, распределения и потребления электроэнергии, и электрооборудование, применяемое в таких системах;
• на тяговые системы переменного и постоянного тока;
• на электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц, электрооборудование постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 В. К такому оборудованию относятся батареи (из элементов или аккумуляторов), другие источники питания переменного или постоянного тока, электрическое оборудование (включая промышленное и коммуникационное) и бытовые электроприборы.

На сегодняшний день действует , с 2014 года.

Зато в Японии и на американском континенте не много ни мало, а (в 39 странах) стандартное напряжение составляет от 100 до 127 вольт.

Особо выделяется Бразилия, в северных районах которой стандартным напряжением является 127 вольт, а в остальных – 220. В Японии же, при стандартном напряжении в 110 вольт, частота сети может меняться от 50 до 60 Гц.

Основным решением по качественному электропитанию, являются стабилизаторы напряжения.

К сожалению, аварийные ситуации в электрических сетях нашей родины достаточно часты, и последствия изменений напряжения в наших домах приводят к выходу из строя дорогостоящих электроприборов, стоимость которых намного превосходит цены стабилизаторов напряжения и цены устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Современные технологии позволяют обеспечить бесперебойное электроснабжение с заданными параметрами, одними из таких приборов которые могут помочь, являются ИБП HIDEN, еще более прогрессивным ИБП ECOVOLT .

Будет интересно➡ Схема подключения выключателя

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.

Условия нормальной работы электрической сети

Для стабильной работы электроприёмников, должно соблюдаться следующее правило равенства напряжений: номинальное напряжение электроприемников должно равняться номинальному напряжению электросети. Uном.эп =Uном.сети. Но обеспечить такое равенство, при котором не будет, ни потерь, ни убытков на практике не возможно.

Нагрузка электроприёмников не может быть постоянной, она меняется и отклоняется от номинального значения. Принята допустимая зона отклонения напряжения электроприёмника в ±5%.

Кроме этого, протяженность ЛЭП предполагает потерю напряжения на линии, а это значит, что напряжение у приёмника будет меньше, напряжения у источника. Разница напряжений и будет величина потерь. Это учитывается при проектировании и по ГОСТ, напряжения (ном.) вырабатываемые генераторами, должны быть на 5% больше необходимого напряжения сети.

Отклонение от номинального напряжения в частном секторе

• Отгорание нулевого рабочего проводника в трансформаторной подстанции
• Несимметричная нагрузка по линии электропередач. В основном по улице проходит 3 фазы и энергетики стараются равномерно распределить нагрузку по фазам. Очень часто бывает, что это было сделано давно и не соответствует действительности. В итоге получается, что одна фаза перегружена и происходит падение напряжения, может 190 В или 180В, но тем не менее это не соответствует норме.
• Сварочные работы у соседа могут повлиять на величину напряжения
• Удар молнии

Справочная информация. Если дом находится вблизи трансформаторной подстанции, то величина напряжения может быть близка к 230 В и больше, но это в пределах нормы. Это специально делают энергетики, что бы в конце линии не было сильного падения напряжения.

Запомните! Коммутационно-защитная аппаратура (пакетный переключатель, автоматический выключатель, УЗО) не защищает электрическую сеть от перепадов напряжения.

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.

Пониженное (малое напряжение)

Одной из мер электробезопасности является применение пониженного напряжения с учетом возможной работы оборудования, приборов, аппаратуры. Так при работе всей осветительной техники применяется напряжение не выше 127/220 В. А при работе с переносным электроинструментом, а также с ручными переносными светильниками — напряжение 36 или 42 В. В помещениях с повышенной электробезопасностью, особо опасных и взрывопожароопасных помещениях, напряжение не должно превышать 12 В.

Источниками малого напряжения (12, 24, 36 и 42В) могут быть аккумуляторные батареи, понижающие трансформаторы, преобразователи частот.

При этом применение автотрансформаторов, реостатов для понижения напряжения запрещается из-за связи сетей малого и высокого напряжения.

Для снижения опасности применения понижающих трансформаторов вторичную обмотку и корпус трансформатора заземляют или проводят зануление.

Защитное заземление, зануление

Безопасная работа с электроустановками обеспечивается устройством заземления, зануления (в сетях до 1000В) и защитного отклонения.

Область применения

Согласно ГОСТ 12.1. 013-80 и ГОСТ 12.1.030-80 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты», заземление или зануление следует выполнять:

— при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока, 440В и выше постоянного тока в сетях электроустановок в любых помещениях (в том числе, помещения без повышенной опасности);

— при номинальном напряжении 36В и выше (по ГОСТ 12.1.013-80), 42В и выше (по ГОСТ 12.1.030-81) переменного тока и 110В и выше постоянного тока электроустановок в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях, в наружных электроустановках;

— при любом номинальном напряжении переменного и постоянного тока электроустановок во всех взрывоопасных условиях.

Части электроустановок, которые подлежат заземлению или занулению:

— металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, передвижные электроустановки, переносные электроустановки;

— каркасы, РЩ, ЩУ и шкафы, а также съемные или открывающиеся части, если на них установлено электрооборудование напряжением выше 42В переменного тока или напряжением выше 110В постоянного тока;

— приводы электрических аппаратов;

— вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

-металлические РУ, металлические небольшие конструкции, металлические соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, трубы электропроводки и т.д.;

— железобетонные опоры ЛЭП.

Заземление электрооборудования

По своему функциональному назначению заземление делится на три вида — рабочее, защитное, заземление молниезащиты.

К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое или через дугогасящий реактор.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности, в первую очередь, людей.

Заземление молниезащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и молниеотводов (стержневых или тросовых).

Защитное заземление должны выполнять свое назначение в течение всего года, тогда как заземление, молниезащиты — лишь в грозовой период.

Назначение защитного заземления

. Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током людей при соприкосновении с металлическими частями электрооборудования, оказавшимся под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасного уровня напряжений прикосновения и шага, вызванных замыканием на корпус электрооборудования. Достигается это уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления заземлителя, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором находится человек и заземленного оборудования за счет подъема потенциала основания до уровня потенциала заземленного оборудования.

Защитное заземление – это параллельное включение в электрическую цепь заземлителя со значительно меньшим сопротивлением Rз<r

(рис. 3.3.4.6)

В сетях с напряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом, при напряжении выше 1000В — не более-0.5 Ом.

При таком включение в электрическую цепь ток, проходящий через человека, будет равен:

(3.4.21)

где, Rr

– сопротивление тела человека, Ом

Iобщ —

общий проходящий ток через два заземлителя (тело человека и заземлитель), Ом;

Rобщ –

общее сопротивление заземлителей, Ом.

Рис 3.4.6 Защитное заземленне: а – схема заземления корпуса электрооборудования; б-эквивалентная электрическая схема

(3.4.22)

(3.4.23)

После подстановки значений Rобщ

и
Iобщ
в формулу / 3.4.21/ получим

(3.4.24)

Пример.

Определить величину поражающего тока при однофазном включении человека в трехфазную сеть с изолированной нейтралью.

Допустим, что сопротивление пола и обуви: Rп = Rоб = 0 Ru = 3000 Ом

При отсутствии заземления ток поражения:

А

При наличии защитного заземления:

А

Как видим, ток поражения при наличии заземляющего устройства значительно меньше удерживающего.

Защитное заземление применяется в электроустановках напряжением до 1000В переменного тока с изолированной нейтралью или с изолированным выводом источника однофазного тока, а также электроустановках в напряжением до 1000В в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой.

Заземление установок заключается в соединении с землей их металлических частей (нормально не находящихся под напряжением) с заземлителем, имеющим малое сопротивление растеканию тока.

Заземляющее устройство состоит из заземлителей, заземляющих шин и проводов, соединяющих корпуса электроустановок с заземлителями.

В зависимости от расположения заземлителей относительно заземленного оборудования, заземляющие устройства подразделяют на выносные и контурные (рис 3.4.7). Заземлители выносного

заземляющего устройства выносятся на некоторое удаление от заземляемого оборудования.
Контурное заземляющее
устройство обеспечивает более высокую степень защиты, так как заземлители располагаются по контуру всего заземляемого оборудования.

Рис 3.4.7 Выносное (а) и контурное (б) заземления:

1-электроды (заземлители); 2-токовды (шины); 3-электроустановки

На практике заземление осуществляется в следующем порядке:

— выбирается заземляющее устройство (искусственное или естественное);

— рассчитывается заземляющее устройство;

-отдельные электроды (заземлители) объединяются в одно общее заземляющее устройство;

— корпуса электроустановок соединяются с заземляющим устройством;

-составляется документация для приемки заземляющего устройства в эксплуатацию.

При выборе заземляющего устройства часто используют, естественные заземлители, которыми служат трубопроводы, проложенные в земле и имеющие хороший контакт с грунтом, стальные трубы электропроводов. При строительстве промышленных зданий в качестве естественных заземлителей могут быть использованы металлические каркасы зданий.

Трубопроводы для горючих жидкостей и взрывоопасных газов использовать в качестве заземлителей запрещается. Металлические и железобетонные конструкции при использовании их в качестве заземляющих устройств должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу (в железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования).

При использовании железобетонных фундаментов в качестве заземлителей сопротивление растеканию тока заземляющего устройства определяется по формуле

(3.4.25.)

где Qэ — удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом • м;

s — площадь, ограниченная периметром зда­ния, м2.

Одной из мер электробезопасности является применение пониженного напряжения с учетом возможной работы оборудования, приборов, аппаратуры. Так при работе всей осветительной техники применяется напряжение не выше 127/220 В. А при работе с переносным электроинструментом, а также с ручными переносными светильниками — напряжение 36 или 42 В. В помещениях с повышенной электробезопасностью, особо опасных и взрывопожароопасных помещениях, напряжение не должно превышать 12 В.

Источниками малого напряжения (12, 24, 36 и 42В) могут быть аккумуляторные батареи, понижающие трансформаторы, преобразователи частот.

При этом применение автотрансформаторов, реостатов для понижения напряжения запрещается из-за связи сетей малого и высокого напряжения.

Для снижения опасности применения понижающих трансформаторов вторичную обмотку и корпус трансформатора заземляют или проводят зануление.

Защитное заземление, зануление

Безопасная работа с электроустановками обеспечивается устройством заземления, зануления (в сетях до 1000В) и защитного отклонения.

Область применения

Согласно ГОСТ 12.1. 013-80 и ГОСТ 12.1.030-80 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты», заземление или зануление следует выполнять:

— при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока, 440В и выше постоянного тока в сетях электроустановок в любых помещениях (в том числе, помещения без повышенной опасности);

— при номинальном напряжении 36В и выше (по ГОСТ 12.1.013-80), 42В и выше (по ГОСТ 12.1.030-81) переменного тока и 110В и выше постоянного тока электроустановок в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях, в наружных электроустановках;

— при любом номинальном напряжении переменного и постоянного тока электроустановок во всех взрывоопасных условиях.

Части электроустановок, которые подлежат заземлению или занулению:

— металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, передвижные электроустановки, переносные электроустановки;

— каркасы, РЩ, ЩУ и шкафы, а также съемные или открывающиеся части, если на них установлено электрооборудование напряжением выше 42В переменного тока или напряжением выше 110В постоянного тока;

— приводы электрических аппаратов;

— вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

-металлические РУ, металлические небольшие конструкции, металлические соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, трубы электропроводки и т.д.;

— железобетонные опоры ЛЭП.

Заземление электрооборудования

По своему функциональному назначению заземление делится на три вида — рабочее, защитное, заземление молниезащиты.

К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое или через дугогасящий реактор.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности, в первую очередь, людей.

Заземление молниезащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и молниеотводов (стержневых или тросовых).

Защитное заземление должны выполнять свое назначение в течение всего года, тогда как заземление, молниезащиты — лишь в грозовой период.

Назначение защитного заземления

. Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током людей при соприкосновении с металлическими частями электрооборудования, оказавшимся под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасного уровня напряжений прикосновения и шага, вызванных замыканием на корпус электрооборудования. Достигается это уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления заземлителя, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором находится человек и заземленного оборудования за счет подъема потенциала основания до уровня потенциала заземленного оборудования.

Защитное заземление – это параллельное включение в электрическую цепь заземлителя со значительно меньшим сопротивлением Rз<r

(рис. 3.3.4.6)

В сетях с напряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом, при напряжении выше 1000В — не более-0.5 Ом.

При таком включение в электрическую цепь ток, проходящий через человека, будет равен:

(3.4.21)

где, Rr

– сопротивление тела человека, Ом

Iобщ —

общий проходящий ток через два заземлителя (тело человека и заземлитель), Ом;

Rобщ –

общее сопротивление заземлителей, Ом.

Рис 3.4.6 Защитное заземленне: а – схема заземления корпуса электрооборудования; б-эквивалентная электрическая схема

(3.4.22)

(3.4.23)

После подстановки значений Rобщ

и
Iобщ
в формулу / 3.4.21/ получим

(3.4.24)

Пример.

Определить величину поражающего тока при однофазном включении человека в трехфазную сеть с изолированной нейтралью.

Допустим, что сопротивление пола и обуви: Rп = Rоб = 0 Ru = 3000 Ом

При отсутствии заземления ток поражения:

А

При наличии защитного заземления:

А

Как видим, ток поражения при наличии заземляющего устройства значительно меньше удерживающего.

Защитное заземление применяется в электроустановках напряжением до 1000В переменного тока с изолированной нейтралью или с изолированным выводом источника однофазного тока, а также электроустановках в напряжением до 1000В в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой.

Заземление установок заключается в соединении с землей их металлических частей (нормально не находящихся под напряжением) с заземлителем, имеющим малое сопротивление растеканию тока.

Заземляющее устройство состоит из заземлителей, заземляющих шин и проводов, соединяющих корпуса электроустановок с заземлителями.

В зависимости от расположения заземлителей относительно заземленного оборудования, заземляющие устройства подразделяют на выносные и контурные (рис 3.4.7). Заземлители выносного

заземляющего устройства выносятся на некоторое удаление от заземляемого оборудования.
Контурное заземляющее
устройство обеспечивает более высокую степень защиты, так как заземлители располагаются по контуру всего заземляемого оборудования.

Рис 3.4.7 Выносное (а) и контурное (б) заземления:

1-электроды (заземлители); 2-токовды (шины); 3-электроустановки

На практике заземление осуществляется в следующем порядке:

— выбирается заземляющее устройство (искусственное или естественное);

— рассчитывается заземляющее устройство;

-отдельные электроды (заземлители) объединяются в одно общее заземляющее устройство;

— корпуса электроустановок соединяются с заземляющим устройством;

-составляется документация для приемки заземляющего устройства в эксплуатацию.

При выборе заземляющего устройства часто используют, естественные заземлители, которыми служат трубопроводы, проложенные в земле и имеющие хороший контакт с грунтом, стальные трубы электропроводов. При строительстве промышленных зданий в качестве естественных заземлителей могут быть использованы металлические каркасы зданий.

Трубопроводы для горючих жидкостей и взрывоопасных газов использовать в качестве заземлителей запрещается. Металлические и железобетонные конструкции при использовании их в качестве заземляющих устройств должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу (в железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования).

При использовании железобетонных фундаментов в качестве заземлителей сопротивление растеканию тока заземляющего устройства определяется по формуле

(3.4.25.)

где Qэ — удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом • м;

s — площадь, ограниченная периметром зда­ния, м2.

Реальные примеры измерения напряжения

Наиболее простым примером измерения напряжения в бытовых условиях является пальчиковая батарейка. В ней вам необходимо приложить черный щуп к выводу «– », а красный к выводу « + », позицию переключателя установить на 2 В постоянного напряжения.

Если показания для батарейки 1,5 В будут в пределах от 1,6 до 1,2 В, то такой источник питания считается пригодным для всего оборудования, в случае снижения значений до 1 – 0,7 В, от батарейки будут запускаться импульсные устройства, к примеру, часы. Если вольтметр покажет 0,6 В и менее, разряд достиг критического значения.

При измерении разности потенциалов в бытовой сети, вам следует коснуться щупами контактов розетки. Так как изолированная часть щупа имеет ограничительное кольцо, за которым расположен длинный стержень, вы можете безопасно проникнуть в розетку, не рискуя прикоснуться к токоведущим элементам. Допустимыми считаются отклонения от номинала на 10%, то есть от 198 до 142 В.

Также можно замерить разность потенциалов на выходе автомобильного аккумулятора или на другом элементе цепи электрической проводки. Для этого черный щуп мультиметра устанавливается на «– » клемму аккумулятора, а красный на « + » клемму.

Если аккумулятор заряжен, то показания вольтметра должны находиться в пределах от 12 до 14 В, но встречаются модели и с большим разбросом. Такое измерение позволяет диагностировать различные причины неполадок.