A világ lakosságának nagy része (Európa, Afrika, Ázsia, Ausztrália, Új-Zéland) és Dél-Amerika nagy része a 230 V 6%-án belüli feszültséget használ. Az Egyesült Királyságban és Ausztráliában a névleges tápfeszültség 230 V +10%/-6%, hogy a legtöbb transzformátor valójában még mindig 240 V-ra van beállítva. A 230 V-os szabvány elterjedt, így a 230 V-os berendezések a világ legtöbb részén használhatók egy adapter segítségével vagy a berendezés dugójának az adott ország szabványának megfelelő módosításával. 120 V ± 6%-os tápfeszültséget használnak az Egyesült Államokban és Kanadában. Japán, Tajvan, Szaúd-Arábia, Észak-Amerika, Közép-Amerika és Dél-Amerika északi részének egyes részei 100 V és 127 V közötti feszültséget használnak. Brazília szokatlan módon mind 127 V-os, mind 220 V-os, 60 Hz-es rendszerrel rendelkezik, és lehetővé teszi a cserélhető dugók és aljzatok használatát is. Szaúd-Arábia és Mexikó vegyes feszültségű rendszerrel rendelkezik; a lakó- és könnyű kereskedelmi épületekben mindkét országban 127 voltos, a kereskedelmi és ipari alkalmazásokban pedig 220 voltos feszültséget használnak. A szaúdi kormány 2010 augusztusában jóváhagyta az ország teljesen 230/400 voltos rendszerre való átállásának terveit, Mexikó azonban nem tervezi az átállást.
FeszültségmérésSzerkesztés
El kell különböztetni az ellátási pont feszültségét (névleges feszültség az elektromos közmű és a felhasználó közötti összekapcsolási ponton) és a berendezés névleges feszültségét (használati feszültség). A használati feszültség általában 3-5%-kal alacsonyabb, mint a rendszer névleges feszültsége; például egy 208 V-os névleges ellátórendszerhez olyan motorok csatlakoznak, amelyeknek a névtábláján “200 V” szerepel. Ez lehetővé teszi a berendezés és a tápegység közötti feszültségesést. Az ebben a cikkben szereplő feszültségek a névleges tápfeszültségek, és az ilyen rendszerekben használt berendezések némileg alacsonyabb névleges feszültségekkel rendelkeznek. A villamosenergia-elosztó rendszer feszültsége közel szinuszos jellegű. A feszültségeket négyzetes középérték (RMS) feszültségként fejezik ki. A feszültségtűrések állandósult működésre vonatkoznak. A pillanatnyi nagy terhelések vagy a villamosenergia-elosztó hálózatban végzett kapcsolási műveletek rövid távú eltéréseket okozhatnak a tűréshatáron kívül, a viharok és más szokatlan körülmények pedig még nagyobb átmeneti eltéréseket okozhatnak. Általában a sok forrással rendelkező nagy hálózatokból származó áramellátás stabilabb, mint egy elszigetelt, esetleg csak egyetlen generátorral rendelkező közösség ellátása.
A feszültség megválasztásaSzerkesztés
A tápfeszültség megválasztása inkább történelmi okokra vezethető vissza, mint az elektromos áramelosztó rendszer optimalizálására – ha már használatban van egy feszültség, és az ezt a feszültséget használó berendezések elterjedtek, a feszültség megváltoztatása drasztikus és költséges intézkedés. Egy 230 V-os elosztórendszer kevesebb vezetőanyagot használ egy adott teljesítmény leadásához, mint egy 120 V-os rendszer, mivel az áram és következésképpen az ellenállási veszteség kisebb. Míg a nagy fűtőberendezések 230 V-on kisebb vezetéket használhatnak azonos teljesítmény mellett, kevés háztartási készülék használja ki a konnektor teljes kapacitását, amelyhez csatlakoztatva van. A kézi vagy hordozható készülékek minimális vezetékméretét általában a vezetékek mechanikai szilárdsága korlátozza. Az elektromos készülékeket széles körben használják a háztartásokban mind a 230 V-os, mind a 120 V-os rendszerű országokban. A nemzeti elektromos szabályzatok olyan vezetékezési módszereket írnak elő, amelyek célja az áramütés és a tűzveszély minimalizálása.
Néhány területen, például az USA-ban, ahol (névlegesen) 120 V-ot használnak, háromvezetékes, osztott fázisú 240 V-os rendszereket használnak a nagy készülékek ellátására. Ebben a rendszerben a 240 V-os tápfeszültségnek van egy középre csapolt nullpontja, hogy két 120 V-os tápfeszültséget adjon, amelyek a két vezeték közé csatlakoztatott fogyasztókat is képesek 240 V feszültséggel ellátni. A háromfázisú rendszerek különböző feszültségkombinációkat adhatnak, amelyek alkalmasak a különböző kategóriájú berendezések használatára. Ha egy elektromos rendszer egyfázisú és háromfázisú fogyasztókat is kiszolgál, a rendszert mindkét feszültséggel fel lehet címkézni, például 120/208 vagy 230/400 V, hogy a vezeték és a semleges közötti feszültséget és a vezeték és a vezeték közötti feszültséget jelezze. A nagy terhelések a magasabb feszültséghez vannak csatlakoztatva. Más háromfázisú feszültségeket, akár 830 voltig, alkalmanként speciális célú rendszerekhez, például olajkút-szivattyúkhoz használnak. A nagy ipari motorok (például 250 LE-nél vagy 150 kW-nál nagyobb teljesítményűek) középfeszültségen működhetnek. A 60 Hz-es rendszerekben a középfeszültségű berendezések szabványa 2.400/4.160 V (az USA-ban 2.300/4.000 V), míg az 50 Hz-es rendszerekben a 3.300 V az általános szabvány.
SzabványosításEdit
1987-ig a hálózati feszültség Európa nagy részén, beleértve Németországot, Ausztriát és Svájcot, 220 ( ± 22 ) V volt {\displaystyle 220(\pm 22)\,\,\mathrm {V} }
míg az Egyesült Királyságban 240 ( ± 24 ) V {\displaystyle 240(\pm 24)\,\mathrm {V} }
. Az ISO IEC 60038:1983 szabvány az új európai szabványos feszültséget 230 ( ± 23 ) V-ban határozta meg {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
.
1987-től kezdve a 230 – 23 + 13.8 V {\displaystyle 230_{-23}^{+13.8}\,\mathrm {V} }
változást hajtottak végre. 2009-től a feszültség 230 ( ± 23 ) V lehet {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
. Sem a közép-európai, sem az Egyesült Királyság rendszerében nem volt szükség a feszültség megváltoztatására, mivel mind a 220 V, mind a 240 V az alsó 230 V-os tűréssávba esik (230 V ±6%). Az Egyesült Királyság egyes területein örökségi okokból még mindig 250 voltos feszültség van, de ezek is a 230 volt 10%-os tűréshatáron belül vannak. A gyakorlatban ez lehetővé tette, hogy az országok azonos feszültséggel (220 vagy 240 V) lássák el az országokat, legalábbis a meglévő ellátási transzformátorok cseréjéig. Az ezekben az országokban használt berendezéseket (az izzólámpák kivételével) úgy tervezték, hogy a megadott tartományon belüli bármelyik feszültséget fogadják. Az Egyesült Államokban és Kanadában a nemzeti szabványok előírják, hogy a névleges feszültség a forrásnál 120 V legyen, és 114 V-tól 126 V-ig (effektív feszültség) (-5%-tól +5%-ig) terjedő tartományt engedélyeznek. Történelmileg 110 V, 115 V és 117 V-ot használtak különböző időpontokban és helyeken Észak-Amerikában. A hálózati feszültségről néha 110 V-ról beszélnek; a 120 V azonban a névleges feszültség.
Ausztrália 2000-ben áttért a 230 V-ra, mint névleges szabványra, +10%/-6%-os tűréshatárral, ez váltotta fel a régi 240 V-os szabványt, az AS2926-1987-et. Az Egyesült Királysághoz hasonlóan a 240 V a megengedett határértékeken belül van, és a “240 volt” az ausztrál és a brit angolban a hálózati feszültség szinonimája. Japánban a háztartások elektromos áramellátása 100 V. Honshū keleti és északi részein (beleértve Tokiót) és Hokkaidōban 50 Hz-es frekvencia van, míg Nyugat-Honshū (beleértve Nagoyát, Oszakát és Hirosimát), Shikoku, Kyūshū és Okinawa 60 Hz-en működik. A két régió közötti határon négy egymás mögötti nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) alállomás található, amelyek összekapcsolják a két hálózati rendszer közötti áramot; ezek a Shin Shinano, a Sakuma-gát, a Minami-Fukumitsu és a Higashi-Shimizu frekvenciaváltó. A különbséghez való alkalmazkodás érdekében a Japánban forgalmazott frekvenciaérzékeny készülékek gyakran átkapcsolhatók a két frekvencia között.