Normy napětí a frekvence v různých zemích světa – Europan

Dva nejběžnější standardy na světě jsou napětí a frekvence. Jedná se o americký standard 100-127 voltů 60 hertzů a evropský standard 220-240 voltů 50 hertzů.

Většina zemí přijala jeden z těchto dvou standardů, ačkoli existují přechodné a jedinečné standardy.

Americký standard

Americký standard je spojen se jménem vynálezce a podnikatele Thomase Edisona.

Thomas Edison

Právě jemu vděčí první elektrické sítě ve Spojených státech za napětí 110 voltů. V roce 1880 Edison navrhl a nechal si patentovat třívodičovou stejnosměrnou elektrickou síť, která měla dva vodiče +110 a -110 V a uzemněný nulový vodič. Taková síť volně napájela žárovku s uhlíkovým vláknem, jejíž provoz vyžadoval 100 V, a Edison stanovil 10%, s přihlédnutím ke ztrátám, když proud protéká drátem. Z tohoto důvodu bylo provozní napětí první Edisonovy elektrárny přesně 110 voltů.

V lednu 1882 spustil Edison první elektrárnu v Londýně a o několik měsíců později na Manhattanu. V roce 1887 bylo ve Spojených státech více než sto stejnosměrných elektráren pracujících na Edisonově třívodičovém systému.

Od té doby začal fungovat síťový standard 100-127 V a v USA se prosadila třívodičová síť.

George Westinghouse

Edisonův systém přebíral energii z jediné tepelné elektrárny s generátorem stejnosměrného proudu a byl doprovázen velkými ztrátami výkonu v drátech. 10 ze 110 voltů tak během procesu přenosu jednoduše zmizelo a rozptýlilo se v drátech ve formě tepla podle Joule-Lenzova zákona. Společnost dalšího amerického vědce-inženýra a úspěšného podnikatele George Westinghouse poté, co to objevila, vyvinula v roce 1886 alternativní systém přenosu energie – systém střídavého proudu. Tento systém zahrnoval použití vysokého napětí v systémech střídavého proudu, s použitím transformátorů ke snížení napětí a umožnil použití střídavého proudu pro domácí spotřebitele. Od té chvíle začala řada událostí, které vstoupily do dějin jako „válka proudů“, z nichž nakonec vzešel vítězně střídavý proud a Edisonův stejnosměrný proud prohrál.

Využití vysokého napětí ve střídavých systémech umožnilo přenášet energii stovky kilometrů po vysokonapěťových hlavních vedeních z velkých elektráren a zásobovat energií celá města i odlehlé oblasti země.

Dnes v Severní Americe je typickým napájecím systémem pro budování elektrických instalací třífázový, uzemněný střídavý napájecí systém, v podstatě ekvivalent původního Edisonova třívodičového stejnosměrného systému. Je běžné pro napájení obytných a malých komerčních prostor.

Prostory jsou napájeny dvěma vedeními 120V AC, které jsou vzájemně fázově posunuty o 180 stupňů, a nulovým vodičem, který se připojuje k zemi na středovém odbočce snižovacího transformátoru. Do amerických domů jsou tedy dodávány tři dráty – dvě fáze a nula. Dva dráty jsou z různých „ramen“ nízkonapěťového vinutí transformátoru a jeden je z „uzemněné“ střední odbočky nízkonapěťového vinutí transformátoru. Výsledkem jsou dva obvody pracující v protifázi, což umožňuje získat 240 V a připojit zařízení určená jak pro 100-127 V, tak pro 200-240 V.

V osvětlovacích obvodech, pro zásuvky malých elektrospotřebičů a jiných spotřebičů s malým příkonem se používají obvody 120 V – zapojují se mezi jedno z vedení a neutrál pomocí jednopólového jističe. A k napájení klimatizací, varných desek, praček, ohřívačů, kotlů a dalších výkonných spotřebičů se používá napájení z obvodů 240 V AC připojených mezi dvě vedení 120 V AC.

Je třeba poznamenat, že při stejné spotřebě energie vede použití nižšího napětí k tomu, že zařízení spotřebovává více proudu a zvyšuje ztráty při přenosu energie. Proto se v zemích, kde je jmenovité napětí 100-127 V, často upouští od nízkonapěťových distribučních sítí a střední napětí (5-15 kV) se převádí na nízké napětí co nejblíže spotřebiteli. Z tohoto důvodu je v USA pro každý dům (výškový nebo soukromý) instalována samostatná kompaktní elektrická rozvodna (anglicky pole pig) složená z distribučních transformátorů, které zajišťují konečnou transformaci napětí v distribuční elektrické soustavě na úroveň používanou spotřebiteli.

Dnes je hlavní síťové napětí ve Spojených státech 120 V (114 až 126 V) a běžná frekvence střídavého proudu je 60 Hz.

Evropský standard

V Evropě se na rozdíl od USA okamžitě objevil standard 220 voltů, což souviselo s plošným zaváděním sítí na střídavý proud.

Nikola Tesla

Masová elektrifikace evropského kontinentu začala vynálezem indukčního motoru na střídavý proud Nikolou Teslou v roce 1883 a příchodem žárovek s kovovým vláknem. Použití žárovek s kovovým vláknem místo uhlíkových vyžadovalo zdvojnásobení napětí. Zpočátku se 220 voltů získávalo paralelním propojením dvou 110 voltových vedení. To však bylo technicky nenáročné a ekonomicky nerentabilní. Postupem času proto začali používat pouze jeden kabel nebo drát, který okamžitě dodal spotřebitelům potřebných 220 V.

Prvním městem, které bylo elektrifikováno podle „nového“ schématu, byl Berlín. V důsledku aplikace normy 220 V se ztráty výkonu při přenosu elektřiny snížily o 75 %! Tak začaly vznikat sítě s napětím 220 voltů. Je třeba poznamenat, že existoval názor vyzkoušet ještě vyšší napětí, ale přesto se od toho upustilo, protože ohrožení lidského života rostlo úměrně s napětím.

V Sovětském svazu, stejně jako v USA, se dlouhou dobu používalo napětí 100-127 V V polovině 60. let však začala síť nezvládat nárůst počtu spotřebitelů. Bylo nutné buď zvětšit průřez vodičů, nebo zvýšit napětí v síti na 220 V. Ekonomičtější se stalo použití vyššího napětí. To umožnilo snížit náklady na materiály drátu, protože proudová síla klesá s rostoucím napětím a zachováním stejného výkonu, což znamená, že lze také snížit plochu průřezu drátu.

Přechod na 220 voltů v Sovětském svazu nastal náhodně. Mimo provoz transformátorů v rozvodnách byly nahrazeny novými a okamžitě instalovány s výstupním napětím 220 voltů místo 110-127 voltů.

Následná globální elektrifikace země vedla k tomu, že se standard 220 V 50 Hz rozšířil ve všech zemích postsovětského prostoru.

Dnes se napětí v elektrické síti v Evropě pohybuje od 220 V do 240 V. Ale ve většině evropských zemí je síťové napětí 230 V s frekvencí 50 Hz.

Na Ukrajině, v Rusku, Lotyšsku, Litvě a Estonsku je standardní napětí v síti rovněž 230 V. Změna ze standardního napětí 220 V na 230 V byla provedena z důvodu plného souladu s evropskými standardy kvality elektřiny. V tomto případě musí elektrická zařízení vyrobená v těchto zemích normálně fungovat při napětí 220 V i 230 V.

Při analýze výše uvedeného může vyvstat rozumná otázka: pokud vyšší napětí v síti snižuje ztráty při přenosu elektřiny, snižuje náklady na drátěné materiály, používá elektrospotřebiče s vyšším výkonem a je obecně ekonomicky výhodnější, proč pak USA a ostatní země nepřecházejí na „evropský“ standard“? Odpověď je jednoduchá – celostátní přechod na jiné napětí vyžaduje obrovské finanční náklady na sanaci a dovybavení trafostanic a další elektroinstalace a také výměnu zásuvek a vidlic. Zatímco vysoké náklady na akci jsou hlavním důvodem, proč ve světě neexistuje jednotný standard síťového napětí, je třeba poznamenat i další faktory. Zejména síť 110-127 V umožňuje omezit dovoz zařízení a stimulovat používání zařízení domácí výroby a je také bezpečnější pro člověka, protože elektrický šok při 110 V je mnohem slabší než při 220 V.

Další normy

Dnes většina zemí světa přijala evropský standard síťového napětí. Americký standard je zaveden v USA, Kanadě, Americké Samoe, Mexiku, na ostrovech Mikronésie, ve většině zemí Střední Ameriky: Guatemala, Honduras, Kostarika, Nikaragua, Panama a Salvador, na karibských ostrovech a okolních ostrovech: Aruba, Haiti , Dominikánská republika, Kajmanské ostrovy, Kuba, Portoriko, Trinidad a Tobago, Anguilla, Bermudy, Panenské ostrovy a Bahamy. A také v řadě zemí Jižní Ameriky – Venezuela, Kolumbie, Surinam, Ekvádor.

Zároveň je na světě mnoho míst s různými variacemi napětí a frekvence, které nezapadají do žádného rámce. Například v Brazílii a Baileys prostě neexistuje jednotný standard a v různých regionech zemí může být síťové napětí 115, 127 nebo 220 V s frekvencí 60 Hz. A dokonce i stejné sídliště může být napájeno z několika různých rozvoden najednou, takže i v sousedních domech mohou být aktuální charakteristiky zcela odlišné.

Karibský ostrov Bonaire a africká Libye používají síťové napětí 127 V při frekvenci 50 Hz. Ostrov Barbados je 115 V s frekvencí 50 Hz a ostrovy Svatý Kryštof a Nevis jsou 110 a 230 V s frekvencí 60 Hz.

V africké Libérii se současně používá 120 a 240 V při frekvenci 50 Hz.

Spolu se síťovým napětím 220 V se 127 V s frekvencí 50 Hz používá také v Maroku, Monaku, Madagaskaru a Nizozemských Antilách a s frekvencí 60 Hz v Saúdské Arábii.

Na ostrovech Jamajka a Tahiti mohou být aktuální parametry v domácích sítích 110 nebo 220 V, přičemž frekvence na Jamajce je 50 Hz a na Tahiti 50 i 60 Hz.

V Japonsku je přijato jediné síťové napětí 100 V, zatímco ve východních oblastech je frekvence 50 Hz a v západních oblastech – 60 Hz. Kromě toho v některých regionech, kde mají sítě frekvenci 60 Hz, existují velké městské oblasti s napájením 220 V, ačkoli obecně pravidla pro uspořádání elektrických instalací jsou podobná jako v Severní Americe.

Jižní Korea, Peru a Filipíny používají 220V 60Hz, karibské ostrovy Antigua a Barbuda používají 230V 60Hz a Guyana používá 240V 60Hz.

Také dnes, v mnoha zemích po celém světě, se současné charakteristiky pro místní obyvatele a návštěvníky liší. Hotely jsou speciálně vybaveny vlastními samostatnými rozvodnami s transformátory a zásuvkami různých konfigurací. V zásadě jsou systémy přizpůsobeny pro 220 V a zásuvky, které se v zemích s tímto napětím používají nejčastěji.

• Prvními známkami přepětí v síti je příliš jasná záře žárovek.
• Krátkodobé samovolné vypnutí elektrických spotřebičů, které může být způsobeno aktivací ochrany, která někdy implementované v elektrickém napájecím zařízení pro elektrické spotřebiče.
• Při měření v okamžiku, kdy jsou lampy v domě jasně rozsvíceny, měřicí zařízení, multimetr, ukazuje napětí vyšší než 253 voltů.

Proč a kvůli čemu dochází v elektrických sítích s běžným síťovým napětím 220 – 230 voltů k jevům, jako je přepětí?

• Tento jev je spojen s nesprávným seřízením společného transformátoru napájejícího osadu či obec. Změna nastavení takového stroje okamžitě ovlivňuje elektrické napájení celé vesnice.
• Výměna transformátoru za výkonnější může změnit napětí v napájení obce a tam, kde bylo normální napětí, se může zvýšit. Zpravidla se to děje v domech, které jsou příliš blízko napájecího vedení k trafostanici.

• Výměna starého elektrického vedení, ve kterém dříve došlo ke ztrátám napětí, může vést ke stejným důsledkům, když jsou nahrazeny správným průřezem, proudy se snižují a napětí se zvyšuje;

• Jednou z nejnebezpečnějších poruch je vyhoření nebo ztráta nuly v třífázové síti, která také vede k nouzovému přepětí a může dosáhnout fázového napětí více než 300 voltů, což okamžitě vede k selhání drahého zařízení.

• Jedním z nejčastějších důvodů je takzvaná fázová nerovnováha, ke které dochází, když jsou zátěže nesprávně rozloženy v každé fázi. Takové jevy se vyskytují v třífázové elektrické síti a jsou spojeny s provozem transformátoru v napájecí elektrické rozvodně.

Nebezpečí a následky provozu elektrického zařízení v režimu přepětí.

První známky dojde k časté výměně elektrických osvětlovacích lamp, časté selhání osvětlovacích systémů zpravidla naznačuje nesprávné napětí v síti.

Porucha elektrického zařízení, jako je pračka, kuchyňské spotřebiče. Chladnička nebo čerpadlo.

V případech neúspěchu domácnost a jiná zařízení v důsledku přepětí nebo podpětí, servisní oddělení u oprav se na případ nevztahuje záruka a náklady na opravy jdou na bedra uživatele.

V některých případech zvýšené napětí může vést k zahřívání slabých míst na kontaktech, což vede ke kritickému zahřívání a v některých případech dokonce k riziku požáru.

Náklady na možné následky jsou několikanásobně vyšší než náklady na preventivní opatření, instalaci ochranných zařízení, jako je napěťové relé, balunový transformátor nebo stabilizátor napětí.

Co dělat, když je v síti vysoké napětí?

Rychlé řešení problémů s přepětím v napájecí síti 220V.

Lokální instalace ochranných zařízení pro celý dům nebo byt. Můžete jej nainstalovat na každý elektrospotřebič zvlášť, ale doporučovali bychom udělat ochranu pro celý dům, je to výhodnější z hlediska ceny zařízení i samotné práce.

1-tý вариант nejlevnější, a proto rozšířené.

To napěťové relé. Tato možnost funguje jako ochrana, omezení provozu, když napětí překročí nastavenou mez, například když vstupní napětí dosáhne více než 250 voltů, relé vypne napájení, a když se napětí vrátí do nastaveného limitu, v tomto případě pod 250 voltů, relé automaticky připojí napájení ze sítě. Bez faktem je, že se vypne napájení a připravíte se o výhody civilizace, nehledě na to, že v síti je napětí, byť příliš vysoké.

2-tá možnost jedná se o stabilizátor napětí, také rychle nainstalované, toto řešení je dražší, ale má několik výhod. Stabilizátor při jakémkoli napětí vyrábí 220 voltůa zařízení nadále funguje navzdory poruchám v síti, při napětí 256 voltů bude mít vaše síť 220 voltů.

3Možnost instalace balunový transformátor, ale toto řešení je použitelné pouze v třífázových energetických sítích.

4-e nejlevnější řešení ale dražší časem a i něco, co není vždy proveditelné, je podání stížnosti na napětí v síti. Podrobné kroky a vzorová aplikace.

ВStížnost můžete podat u organizace, která dodává elektřinu do vaší obce, chaty, domu, bytu.

Stížnost může podat jedna osoba nebo kolektiv. Čím větší je počet požadavků, tím rychleji a efektivněji je problém vyřešen.

Nejprve zkontrolovat stav GOST 29322-2014 , podle kterého musí být zajištěna kvalita dodávané elektřiny do vašeho domu či bytu.

Proveďte měření předem se specializovanými zařízeními sami, nebo ještě lépe zavoláním elektrikáře z organizace, která udržuje vaše elektrické sítě. V tomto případě si můžete vyžádat písemné potvrzení provedených měření a výsledků. Kterou přiložíte k přihlášce.

Přihlášku lze vyplnit ve volném formuláři, hlavním požadavkem v obsahu žádosti je, že musí obsahovat potřebné informace.

1. Klobouk s informačním obsahem, do které organizace se hlásíte. Zde musí být uveden právní název organizace a celé jméno vedoucího této organizace.

2. Níže pod kloboukem osobní údaje žadatele, jako je celé jméno, kontaktní údaje (telefon, email), adresa.

3. V hlavní části prohlášení informace musí být poskytnuty jak často a kdy k výpadkům proudu dochází, udávají údaje z provedených měření. Byli tam elektrikáři a jejich doporučení? Pokud k tomu dojde, uveďte poškozené zařízení.

Kromě toho připojte kopie odborných organizací, potvrzující, že zařízení selhalo kvůli nekvalitnímu napájení.

Níže uveďte datum přihlášky a podpis.

• Při osobním podání žádosti na organizaci, ujistěte se, že máte kopii žádosti, na které musí přijímající organizace zanechat poznámku o přijetí žádosti.
• Pokud zasíláte poštou, vyžádejte si potvrzení o vrácení nebo zašlete doporučenou poštou.

Stáhněte si ukázkovou aplikaci Můžeš zde .

Video Proč vyhoří žárovky?