La caiguda de tensió d'un cable de transmissió d'energia es pot calcular amb precisió mitjançant una fórmula pas a pas, el nucli de la qual és ΔU=I × R. La caiguda de tensió generalment s'ha de controlar dins del 5% de la tensió del sistema (p. ex., no més de 19 V per a un sistema de 380 V).
Causes principals de la caiguda de tensió Els cables tenen inherentment resistència i reactància. Quan passa corrent per ells, es produeix una pèrdua d'energia, que es manifesta com una caiguda de tensió. Els factors que influeixen inclouen:
Material del cable: la resistivitat del cable de coure (0,0174 Ω·mm²/m) és inferior a la del cable d'alumini (0,0283 Ω·mm²/m), donant lloc a una caiguda de tensió més petita;
Longitud del cable: com més llarg sigui el cable, més gran és la caiguda de tensió;
Àrea de-secció transversal: com més petita sigui la secció-transversal, més gran serà la resistència i més significativa serà la caiguda de tensió;
Corrent de càrrega: com més gran és la potència, més gran és el corrent i més significativa és la caiguda de tensió;
Factor de potència: les càrregues inductives (com els motors) tenen un factor de potència baix, cosa que agreuja la caiguda de tensió.
Mètode de dos- o tres-passos per calcular la caiguda de tensió del cable
Pas 1: calculeu el corrent de línia
I
I Aplicable a sistemes de corrent alterna-trifàsics:
I
=
P
3
×
U
×
cos
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: potència de càrrega (kW)
U
U: tensió de línia (kV), normalment 380 V, és a dir, 0,38 kV
cos
θ
cosθ: factor de potència, generalment considerat com 0,8-0,85
Exemple: motor de 55 kW,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Pas 2: calculeu la resistència del cable
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: resistivitat del conductor (0,0174 per al coure, 0,0283 per a l'alumini)
L
L: Longitud del cable (metres)
S
S: àrea de la secció transversal-del conductor (mm²)
Exemple: cable de coure de 100 metres de llarg i 16 mm²,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Pas 3: calcular la caiguda de tensió
Δ
U
ΔU Fórmula pràctica més senzilla (ignorant la reactància):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: Per a sistemes-trifàsics, prengui
3
≈ 1.732
3
≈1,732, monofàsica-és 1 o 2 (nombre de circuits)
Continuant amb l'exemple anterior:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7V, que representa el 5,2% de 380V, superant lleugerament l'interval permès, la secció-s'ha d'augmentar.
