Voimansiirtokaapelin jännitehäviö voidaan laskea tarkasti käyttämällä askel-askel-kaavaa, jonka ydin on ΔU=I × R. Jännitehäviö on yleensä säädettävä 5 %:n sisällä järjestelmän jännitteestä (esim. enintään 19 V 380 V:n järjestelmässä).
Jännitehäviön tärkeimmät syyt Kaapeleissa on luonnostaan vastus ja reaktanssi. Kun virta kulkee niiden läpi, tapahtuu energiahäviö, joka ilmenee jännitteen laskuna. Vaikuttavia tekijöitä ovat:
Kaapelin materiaali: Kuparikaapelin ominaisvastus (0,0174 Ω·mm²/m) on pienempi kuin alumiinikaapelin (0,0283 Ω·mm²/m), mikä johtaa pienempään jännitehäviöön;
Kaapelin pituus: Mitä pidempi kaapeli, sitä suurempi jännitehäviö;
Poikkileikkausala: Mitä pienempi poikkileikkaus- on, sitä suurempi on vastus ja sitä suurempi jännitehäviö.
Kuormitusvirta: Mitä suurempi teho, sitä suurempi virta ja sitä merkittävämpi jännitehäviö;
Tehokerroin: Induktiivisilla kuormilla (kuten moottoreilla) on pieni tehokerroin, mikä pahentaa jännitehäviötä.
Kaksi- tai kolmi-vaiheinen menetelmä kaapelin jännitehäviön laskemiseen
Vaihe 1: Laske linjavirta
I
I Koskee kolmivaiheisia{0}}vaihtovirtajärjestelmiä:
I
=
P
3
×
U
×
cos
θ
I=
3
×U × cosθ
P
P
P: kuormitusteho (kW)
U
U: Verkkojännite (kV), yleensä 380 V, eli 0,38 kV
cos
θ
cosθ: Tehokerroin, yleensä 0,8-0,85
Esimerkki: 55 kW moottori,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Vaihe 2: Laske kaapelin vastus
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: Johtimen ominaisvastus (0,0174 kuparille, 0,0283 alumiinille)
L
L: Kaapelin pituus (metrejä)
S
S: Johtimen poikkipinta-ala- (mm²)
Esimerkki: 100 metriä pitkä, 16 mm² kuparikaapeli,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Vaihe 3: Laske jännitehäviö
Δ
U
ΔU Yksinkertaisin käytännöllinen kaava (reaktanssi huomioimatta):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: Kolmivaiheisissa{0}}vaihejärjestelmissä ota
3
≈ 1.732
3
≈1,732, yksi-vaihe on 1 tai 2 (piirien lukumäärä)
Jatkoa edellisestä esimerkistä:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109 × 1,732≈19,7 V, mikä vastaa 5,2 % 380 V:sta, ylittää hieman sallitun alueen, poikkileikkausta on lisättävä.
