Определение.
Номинальное напряжение (электрической установки) (nominal voltage (of an electrical installation)) — это значение напряжения, которым обозначают и идентифицируют электрическую установку или часть электрической установки (определение на основе ГОСТ 30331.1-2013) [1]. Принято краткое обозначение — Un .
Примечание к определению: переходные напряжения, вызванные, например, коммутационными переключениями, и временные колебания напряжения из-за ненормальных условий, таких как повреждения в системе питания, не учитываются.
Харечко Ю.В. в своей книге [4] подытоживает:
« То есть каждая электроустановка, включая электроустановку здания, характеризуется одним или несколькими значениями номинального напряжения. Фактическое значение напряжения в электроустановке может отличаться от номинального напряжения в пределах допустимых отклонений. »
[4]
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.
Диапазоны значений
Стандарт ГОСТ 29322-2014 устанавливает значения стандартного напряжения, которые предназначены для применения в качестве [2]:
- предпочтительных значений для номинального напряжения электрических систем питания;
- эталонных значений для электрооборудования и проектируемых электрических систем.
В таблице 1 подраздела 3.1 «Системы и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно» стандарта ГОСТ 29322-2014 приведены номинальные напряжения систем переменного тока в диапазоне от 100 В до 1000 В, которыми следует руководствоваться при выборе номинального напряжения в распределительных электрических сетях и подключаемых к ним электроустановках зданий.
| Таблица 1. Системы и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно (на основе таблицы 1 из ГОСТ 29322-2014 [2] | ||
| Номинальное напряжение трехфазных четырехпроводных или трехпроводных систем, В | Номинальное напряжение однофазных трехпроводных систем, В | |
| 50 Гц | 60 Гц | 60 Гц |
| – | 120/208 | 120/240d |
| 230c | 240c | – |
| 230/400a | 230/400a | – |
| – | 277/480 | – |
| – | 480 | – |
| – | 347/600 | – |
| – | 600 | – |
| 400/690b | – | – |
| 1000 | – | – |
a) Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В и 240/415 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять. b) Значение 400/690 В является результатом эволюции системы 380/660 В, которую завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако систему 380/660 В до сих пор продолжают применять. c) Значение 200 или 220 В также используют в некоторых странах. d) Значения 100/200 В также используют в некоторых странах в системах с частотой 50 или 60 Гц. |
||
В стандарте ГОСТ 29322-2014 [2] указано, что таблицей 1 учтено наличие однофазных электрических цепей, представляющих собой ответвления от трехфазных четырехпроводных и однофазных трехпроводных электрических систем. Меньшие значения в первой и второй колонках таблицы 1 являются напряжениями между фазой и нейтралью1, большие значения – напряжениями между фазами2. Если указано одно значение, оно относится к трехфазным трехпроводным электрическим системам и устанавливает напряжение между фазами. Меньшее значение в третьей колонке таблицы 1 является напряжением между фазой и нейтралью, большее значение – напряжение между фазными проводниками3.
Стандартом ГОСТ 29322-2014 установлено, что при нормальных условиях оперирования напряжение питания4 не должно отличаться от номинального напряжения системы больше чем на ±10%. В стандарте также указано, что диапазон используемых напряжений5 зависит от изменений напряжения на зажимах питания и падения напряжения, которое может быть в потребительской электроустановке6.
Например, номинальное напряжение 230/400 В обозначает следующее: 230 В – напряжение между фазой и нейтралью, 400 В – напряжение между фазами. Напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети должно быть равным 230 В ± 10 %, трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 %.
Напряжения, превышающие 230/400 В, предназначены для применения в электроустановках промышленных и больших торговых предприятий, поскольку они характеризуются большими нагрузками и протяженными электрическими цепями.
Пояснения к написанному выше:
« 1) Напряжение между фазой и нейтралью – напряжение между фазным и нейтральным проводниками в заданной точке электрической цепи. »
« 2) Напряжение между фазами – напряжение между двумя фазными проводниками в заданной точке электрической цепи. »
« 3) В однофазной трехпроводной электрической системе, сети или цепи имеются два фазных проводника и нейтральный проводник или PEN-проводник, а также может быть защитный проводник. »
« 4) Термин «напряжение питания» определен стандартом ГОСТ 29322-2014 следующим образом: напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью на зажимах питания. »
« 5) Термин «диапазон используемых напряжений» определен стандартом ГОСТ 29322-2014 следующим образом: диапазон напряжений в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электроприемники. »
« 6) К потребительским электроустановкам, в том числе, относятся электроустановки зданий. »
Номинальное напряжение трехфазных электроустановок жилых и общественных зданий, медицинских учреждений и торговых предприятий, как правило, равно 400 В, однофазных – 230 В. Это значение было установлено ГОСТ 29322 еще в 1993 г. Однако до сих пор указанное номинальное напряжение не нашло должного применения в нашей стране. Даже на уровне нормативных документов употребляют значения 220 и 380 В.
Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и на зажимах электроприемника приведены в справочном приложении А «Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников для систем переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно» стандарта ГОСТ 29322-2014.
| Таблица А.1 стандарта ГОСТ 29322-2014 Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников для систем переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно | ||||||
| Системы | Номинальная частота, Гц | Напряжение | ||||
| Наибольшее напряжение питания или используемое напряжение2, В | Номинальное напряжение, В | Наименьшее напряжение питания, В | Наименьшее используемое напряжение, В | |||
| Трехфазные четырехпроводные или трехпроводные системы | 50 | 253 | 230c | 207 | 198 | |
| 253/440 | 230/400c | 207/360 | 198/344 | |||
| 440/759 | 400/690b | 360/621 | 344/593 | |||
| 1100 | 1000 | 900 | 860 | |||
| 60 | 132/229 | 120/208 | 108/187 | 103/179 | ||
| 264 | 240c | 216 | 206 | |||
| 253/440 | 230/400a | 207/360 | 198/344 | |||
| 305/528 | 277/480 | 249/432 | 238/413 | |||
| 528 | 480 | 432 | 413 | |||
| 382/660 | 347/600 | 312/540 | 298/516 | |||
| 660 | 600 | 540 | 516 | |||
| Однофазные трехпроводные системы | 60 | 132/264 | 120/240d | 108/216 | 103/206 | |
|
a), b), c), d) — смотрите текст из таблицы 1 2) Термин «используемое напряжение» (utilization voltage) определен стандартом ГОСТ 29322-2014 так: напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электроприемники. |
||||||
В таблице A.1 указаны наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и выводах электроприемников. Они рассчитаны по данным таблицы 1 стандарта ГОСТ 29322-2014 и следующим указаниям, приведенным в подразделе 525 «Падение напряжения в установках потребителя» стандарта МЭК 60364-5-52:2001: при отсутствии других соображений, рекомендуется, чтобы на практике падение напряжения между вводом в электроустановку пользователя и электрооборудованием было не более 4% от номинального напряжения электроустановки.
Однако в таблице G.52.1 действующего стандарта ГОСТ Р 50571.5.52-2011 для низковольтных электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены иные значения максимального падения напряжения:
- для электрических светильников – 3%;
- для других электроприемников – 5%.
Поэтому значения наименьшего используемого напряжения, приведенные в таблице A.1 стандарта МЭК 60038, необходимо согласовать с требованиями стандарта ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Для этого последнюю колонку таблицы A.1 следует заменить двумя колонками, в которых привести значения наименьшего используемого напряжения, которые рассчитаны с учетом максимального падения напряжения, равного 3 и 5% от номинального напряжения электроустановки.
Стандартом МЭК 60449 и его национальным аналогом – ГОСТ 32966-2014 [3] для электроустановок зданий установлено два диапазона напряжения переменного и постоянного тока. В таблице 1 раздела 3 «Диапазоны напряжения переменного тока» приведены два диапазона напряжения переменного тока, а в таблице 2 раздела 4 «Диапазоны напряжения постоянного тока» приведены два диапазона напряжения постоянного тока. По этим диапазонам напряжения классифицируют электроустановки в зависимости от их номинального напряжения.
Эти 2 таблицы в объединенном виде смотрите ниже:
| Таблица: диапазоны номинального напряжения U электроустановки. Основана на таблицах 1 и 2 из ГОСТ 32966-2014 | |||
| Диапазоны | Заземленные системы1 | Изолированные или неэффективно заземленные системы2 | |
| Напряжение между фазой и землей3, или между полюсом и землей 4, В | Напряжение между фазами или полюсами, В | Напряжение между фазами или полюсами, В | |
| Переменный ток | |||
| I | U≤ 50 | U≤ 50 | U≤ 50 |
| II | 50<U≤600 | 50<U≤1 000 | 120<U≤1 000 |
| Постоянный ток | |||
| I | U ≤ 120 | U ≤ 120 | U ≤ 120 |
| II | 120 < U ≤ 900 | 120 < U ≤ 1 500 | 120 < U ≤ 1 500 |
1) Под заземленной системой понимают электрическую систему, в которой одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена. При этом в трехфазной четырехпроводной и однофазной трехпроводной электрических системах переменного тока заземляют нейтрали. В трехфазной трехпроводной и однофазной двухпроводной электрических системах переменного тока, в которых нет нейтралей, заземляют фазные проводники.
В трехпроводной электрической системе постоянного тока заземляют среднюю часть, находящуюся под напряжением. В двухпроводной электрической системе постоянного тока, в которой нет средней части, находящейся под напряжением, заземляют полюсный проводник. |
|||
2) Под изолированной или неэффективно заземленной системой понимают электрическую систему, в которой все части, находящиеся под напряжением, изолированы от земли или одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена через большое полное сопротивление. | |||
3) Напряжение между фазой и землей – напряжение между фазным проводником и эталонной землей в заданной точке электрической цепи. | |||
4) Напряжение между полюсом и землей – напряжение между полюсным проводником и эталонной землей в заданной точке электрической цепи. |
|||
Диапазон II в таблице 1 стандарта ГОСТ 32966-2014 [3] охватывает все номинальные напряжения, указанные в таблице 1 стандарта ГОСТ 29322-2014. Диапазон I устанавливает верхнюю границу сверхнизкого напряжения переменного тока, которое применяют в электроустановках зданий в таких мерах защиты от поражения электрическим током, как «сверхнизкое напряжение, обеспечиваемое БСНН и ЗСНН». В таблице 1 стандарта ГОСТ 29322-2014 указаны номинальные напряжения переменного тока от 100 В до 1000 В, а в низковольтных электроустановках применяют электрооборудование и электрические цепи, функционирующие при напряжении менее 100 В.
Кроме того, в стандарте ГОСТ 29322-2014 не указаны номинальные напряжения постоянного тока для низковольтных электроустановок. Поэтому в таблице 6 подраздела 3.6 «Электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и постоянного тока с номинальным напряжением менее 750В» стандарта ГОСТ 29322-2014 приведены номинальные напряжения электрооборудования переменного тока, попадающие в диапазон I, и электрооборудования постоянного тока, попадающие в оба диапазона напряжения (I и II).
| Таблица 6 стандарта ГОСТ 29322-2014 Электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 В | |||
| Постоянный ток | Переменный ток | ||
| Номинальные напряжения | Номинальные напряжения | ||
| Предпочтительные, В | Дополнительные, В | Предпочтительные, В | Дополнительные, В |
| — | 2,4 | — | — |
| — | 3 | — | — |
| — | 4 | — | — |
| — | 4,5 | — | — |
| — | 5 | — | 5 |
| 6 | — | 6 | — |
| — | 7,5 | — | — |
| — | 9 | — | — |
| 12 | — | 12 | — |
| — | 15 | — | 15 |
| 24 | — | 24 | — |
| — | 30 | — | — |
| 36 | — | — | 36 |
| — | 40 | — | — |
| 48 | — | 48 | — |
| 60 | — | — | 60 |
| 72 | — | — | — |
| — | 80 | — | — |
| 96 | — | — | — |
| — | — | — | 100 |
| 110 | — | 110 | — |
| — | 125 | — | — |
| 220 | — | — | — |
| — | 250 | — | — |
| 440 | — | — | — |
| — | 600 | — | — |
Примечания: 1) Поскольку напряжение элементов или аккумуляторов менее 2,4 В и выбор типа применяемого элемента или аккумулятора для различных областей использования основан на иных критериях, чем его напряжение, эти напряжения не указаны в таблице. Соответствующие технические комитеты МЭК могут устанавливать типы элементов или аккумуляторов и соответствующие напряжения для конкретных применений 2 По техническим и экономическим причинам для специфических областей применения могут потребоваться другие напряжения. | |||
Согласно данным таблицы 6 стандарта ГОСТ 29322-2014 в электрических цепях переменного тока электроустановок зданий, функционирующих при сверхнизком напряжении, обычно применяют электрооборудование, которое имеет номинальное напряжение 6, 12, 24 и 48 В. Возможно также использование электрооборудования с номинальным напряжением 5, 15 и 36 В. Если в электроустановке здания используют электрооборудование постоянного тока, то оно, как правило, имеет значения номинального напряжения, указанные в первых двух колонках таблицы 6 стандарта ГОСТ 29322-2014.
Список использованной литературы
- ГОСТ 30331.1-2013
- ГОСТ 29322-2014
- ГОСТ 32966-2014
- Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 3// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2013. – № 4. – 160 c.;