Spenningsfall

Hva spenningsfall er

Spenningsfallet er spenningen som blir igjen i lederne mellom tavla og utstyret. Lederen har motstand, strømmen går gjennom den, og da tar lederen sin del — det er Ohms lov, u = R × I. Det som når fram ytterst, er spenningen minus dette fallet.

Fallet oppgis i prosent: Δu = 100 × u / U₀ — der U₀ er fasespenningen. En 230 V-kurs med 8 V igjen i lederne har 3,5 % spenningsfall.

Motstanden vokser med lengden og faller med tverrsnittet (R = ρ × L / A). Derfor er spenningsfall først og fremst et lengdeproblem: dobler du strekket, dobler du fallet. Selve regnestykket, med begge formlene gjennomregnet, står i Hvordan regner jeg ut spenningsfall?

Kabelen har også en reaktans — motstand som ikke blir til varme, men forskyver strømmen i tid. På vanlige tverrsnitt lager resistansen nesten hele fallet, og reaktansleddet kan droppes; på store tverrsnitt vokser det leddet — ved 240 mm² er det nesten førti prosent av fallet — og da må det med. Mer om hva reaktans er, og når den begynner å telle.

Hvorfor det har egne grenser

Utstyret er laget for å få spenningen sin. For en installasjon som henger direkte på det allmenne nettet, anbefaler NEK 400 høyst 3 % fall for belysning og 5 % for annet bruk — belysning strengest, fordi flimmer og lysfall merkes. Mer om grensene, og feilen det er å bruke 5-prosenten på alt.

Merk hva prosenten regnes av: fasespenningen, ikke anleggets nominelle spenning. På en 400 V trefasekurs deles fallet per fase på 230 V, ikke 400 — den delingen er det lett å bomme på.

Fem krav, ett tverrsnitt

Spenningsfall er likevel ikke en beregning som står alene. Det er ett av fem krav på en kurs, de gir hvert sitt minste tverrsnitt, og det største av dem er svaret.

Hvert krav stiller sitt eget spørsmål, og når svaret er nei, er det ikke de samme tiltakene som løser det. Derfor betyr det noe hvilket av dem som avgjorde — ikke bare hvilket tverrsnitt du endte på.

Raden i kobber er den som denne sida handler om.

Hvorfor det betyr noe hvilket krav som avgjorde

Se på den siste kolonnen i tabellen. Ett tiltak går igjen i alle fem radene: større tverrsnitt. Alle de andre står bare i én rad hver.

Å bytte forleggingsmetode løser et varmeproblem og gjør ingenting med spenningsfallet — det kravet regner på lengde og tverrsnitt, ikke på hvordan kabelen ligger. Et raskere vern løser kortslutningskravet og ingen av de andre. Et vern med lavere utløsestrøm løser overbelastningskravet og ingen av de andre.

Får du bare et tverrsnitt ut av en kalkulator, vet du ikke hvilken vei du skal gå når det ikke holder. Derfor har appen begge deler: en egen spenningsfall-kalkulator, og modulen «Dimensjoner kurs», som navngir kravet som avgjorde og viser tallene til alle fem.

Rekkefølgen: hva som velger tverrsnittet, og hva som øker det

Tverrsnittet velges av strømføringsevnen. Det er den som svarer på om lederen tåler strømmen over tid uten at isolasjonen tar skade — og det er som regel isolasjonen som er det svake leddet, ikke kobberet. PVC tåler 70 °C, PEX og EPR 90 °C, og det er hele grunnen til at de to temperaturklassene har hver sine tabeller.

Først etter at tverrsnittet er valgt, kontrolleres spenningsfallet. Holder det ikke, økes tverrsnittet. Men spenningsfall er ikke det eneste kravet som kan gjøre det.

På lange strekk er det to ting som drar

Spenningsfallet vokser rett proporsjonalt med strekket.

Men kortslutningsstrømmen går ned jo lenger ut på kursen feilen skjer. Den minste, Ik2pmin, er den som avgjør om vernet løser ut momentant, og kravet er at I5 ≤ Ik2pmin. Faller Ik2pmin under vernets I5, er momentanutløsning ikke lenger sikker ved en kortslutning i enden av kabelen. Feilen blir ikke stående — den termiske utløseren tar den — men det tar sekunder, og kravet er at vernet skal gå momentant.

Tverrsnittet er en stor faktor i den regningen, fordi det er med på å sette impedansen fram til feilstedet. Derfor finnes det en maksimal kabellengde for en gitt kombinasjon av vern og tverrsnitt, og derfor må tverrsnittet noen ganger opp bare for at vernet skal løse ut i enden.

Ender du opp med å øke tverrsnittet på et langt strekk, er det altså to mulige grunner. I noen tilfeller er det spenningsfallet som krever det, og Ik2pmin holder uansett. I andre er det motsatt. Det er nettopp derfor det betyr noe hvilket krav appen navngir.