Efter den här lektionen kan du förklara varför samma serviskabel ger både 230 V och 400 V, mäta fas- och huvudspänning på rätt ställen i centralen, räkna ut huvudspänningen ur fasspänningen som en vektorskillnad, och känna igen ett fasbortfall på mätvärdena.
Serviskabeln W_K1 kommer in i husets central H1C med fyra ledare: tre faser L1, L2, L3 och en PEN-ledare. I centralen delas PEN i två: neutralledaren N, som bär driftström tillbaka, och skyddsjorden PE, som bara ska bära ström vid fel. Det är ett TN-C-S-system. PE är dessutom ansluten till husets jordtag på 50 Ω, och transformatorn T4:s nollpunkt i N1 är jordad över 2 Ω.
Just nu drar huset 2,0 kW på L1, 0,3 kW på L2 och 1,0 kW på L3, plus en 60 W-lampa per fas på husets framsida (LH1–LH3). Övriga kunder i området drar 420 kW från N1 genom kablarna K2–K4.
Varje fas har sin egen sinusspänning, förskjuten 120° från de andra. Mellan en fas och N mäter du fasspänningen, ungefär 230 V. Mellan två faser mäter du skillnaden mellan två vektorer som pekar 120° isär – och den skillnaden är √3 ≈ 1,73 gånger längre än var och en av dem. Därför 400 V. Det är inte två 230 V-spänningar som läggs ihop; då hade det blivit 460 V.
Tvillingen står still tills du har förutsagt. Fasspänningen L1–N syns på etiketten vid centralen. Förutsäg huvudspänningen L1–L2 i panelen Förutsäg innan du mäter den.
Mät och logga sedan L1–N, L2–N, L3–N och L1–L2. Jämför de tre fasspänningarna: varför är de inte exakt lika?
Förutsäg först – läs av sedan. Tiden står still tills du låst din förutsägelse, så att du inte kan se svaret innan.
0 förutsägelse(r) loggade. Inom 5 % räknas som träff.
TN-C-S: serviskabelns PEN delas här i N och PE. Huvudbrytare, jordfelsbrytare 30 mA och husets jordtag (50 Ω). Här mäter du fas- och huvudspänning.
L1–N 236,4 V, L2–N 239,1 V, L3–N 237,9 V och L1–L2 411,8 V. Kvoten L1–L2 / L1–N blir 1,742 – nära √3 = 1,732.
Varför inte exakt? Lasten är olika stor på de tre faserna (2,0, 0,3 och 1,0 kW). Strömmarna blir 9,2 A, 1,6 A och 4,8 A, och varje fas tappar olika mycket spänning i serviskabeln. Den mest belastade fasen, L1, har lägst spänning. Skillnaden flyter tillbaka i neutralledaren: 6,5 A.
Och varför över 230 V? Transformatorn T4 har omsättningen 10/0,42 kV. I tomgång ger den 420 V mellan faserna, alltså 242,5 V fas mot N, så att kunderna längst ut på kabeln fortfarande får nära 230 V när det är tungt lastat. Nätägaren ska hålla spänningen inom 230 V ± 10 %, alltså 207–253 V.
Två lika långa vektorer med 120° mellan sig: skillnaden blir √3 gånger längre. 236,4 V · 1,732 = 409,4 V. Tvillingen mäter 411,8 V – skillnaden är obalansen.
Spis, bastu och elbilsladdare kopplas ofta på 400 V (fas mot fas eller trefas) eftersom samma effekt då ger lägre ström per ledare. Lampor, vägguttag och vattenkokare sitter på 230 V mellan en fas och N. Elinstallatören fördelar enfaslasterna jämnt över faserna för att hålla obalansen – och neutralströmmen – nere.
Samma hus, men en kund ringer och säger att ”halva huset är mörkt”. Mät fas- och huvudspänningar och bestäm vad som är fel innan du åtgärdar något. Ställ din hypotes i panelen Felsökning. När den är bekräftad åtgärdar du felet och mäter igen för att verifiera.
Vad lampan på L1 får.
I nätstationen och huset mäter du själv med ett instrument för CAT IV 600 V: fas–N, fas–fas, och strömmen med tång runt en ledare i taget.
Ett dolt fel är injicerat. Använd panelen Felsökning.
Med säkringen L2 i FL1 löst blir L2–N 0,0 V medan L1–N är 236,3 V. Den avslöjande mätningen är huvudspänningen: L1–L2 visar 236,3 V – alltså bara fasspänningen. Mätaren mellan L1 och L2 ser L1 på ena proben och, genom de 230 V-laster som sitter på L2, husets N på den andra.
En säkring i nätstationen byts aldrig av någon annan än behörig personal från nätägaren, och aldrig utan att man först tagit reda på varför den löste. I tvillingen byter du den för att lära dig mönstret – i verkligheten ringer du nätägaren.
Fasspänningen i H1 är 236,4 V. Vilken huvudspänning får du om faserna är symmetriska?
Varför blir huvudspänningen inte 2 · 230 = 460 V?
Säkringen L2 har löst. L1–N är 236,3 V. Vad visar mätaren mellan L1 och L2?
Var delas PEN-ledaren i ett TN-C-S-system?
Mastery-kriterium: du kan räkna mellan fas- och huvudspänning, förklara varför de skiljer sig med √3, och känna igen fasbortfall ur mätvärden. Svara utan att gå tillbaka.
Fyra frågor om spänningarna i huset.
Huvudspänningen på LS1 i N1 är 413,1 V. Vilken fasspänning ger det?
T4 ger 420 V mellan faserna i tomgång. Vilken fasspänning är det?
L1–N 236 V, L2–N 0 V, L3–N 237 V, L1–L3 410 V. Vad är fel?
Vilken ledare ska normalt inte bära ström?
Med ett kostnadsfritt konto sparas dina anteckningar, bokmärken och hela din progression — så att du kan fortsätta exakt där du slutade, på vilken enhet som helst.
Skapa konto