Стандарт бытового напряжения в СССР до 60-х годов XX века
В СССР вплоть до 60-х годов XX века эталоном бытового напряжения считались 127 В. Это значение обязано своим появлением талантливому инженеру русско-польского происхождения Михаилу Доливо-Добровольскому, разработавшему в конце XIX века трёхфазную систему передачи и распределения переменного тока, отличную от ранее предложенной Николой Тесла – двухфазной.
Тесла поведал миру о применении двухфазного тока и конструкции соответственного электродвигателя в конце 1880-х. Однако такая система не прижилась из-за низкой эффективности по сравнению с трехфазной электросетью.
Изначально в трехфазной системе Добровольского линейное напряжение (между двумя фазными проводниками) составляло 220 В. Фазное напряжение (между нейтральным и фазным проводником), которое мы используем в бытовых целях, меньше линейного на «корень из трёх» – соответственно для данного случая получаем указанные 127 В.
Новый стандарт сетевого напряжения в Европе
Дальнейшие развитие электротехники и появление новых электроизоляционных материалов привели к повышению указанных значений: сначала в Германии, а затем и во всей Европе был принят стандарт 380 В – для линейного напряжения и 220 В – для фазного (бытового). Сделано это было с целью экономии – при росте напряжения (с сохранением установленной мощности) в цепи снижается сила тока, что позволило использовать проводники с меньшей площадью сечения и сократить потери в кабельных линиях.
Почему электросеть перевели на 220 В? Из-за трех причин: это было экономически выгодно, потерь энергии у такой системы было меньше и требовалось больше электроэнергии, так как росло число потребителей.
СССР переходит на новый стандарт – 220/380 В
В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение. В итоге остановились на втором варианте. Определённую роль в этом сыграл не только фактор экономии материалов, но и привлечение к работе немецких специалистов, имевших прикладной опыт использования электрической энергии с напряжением 220/380 В.
Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х - начале 90-х годов.
Сетевое напряжение в США
Стоит отметить, что не все страны перешли на общий стандарт напряжения. Например, в США установленное напряжение однофазной бытовой сети – 120 В, при этом к большинству жилых домов подводятся не фаза и нейтраль, а нейтраль и две фазы, позволяющие в случае необходимости запитать мощных потребителей линейным напряжением. Кроме того, в Соединённых Штатах отлична и частота – 60 Гц, в то время как общеевропейский стандарт – 50 Гц.
Дальнейшее увеличение номинальных напряжений – 230/400 В
Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.
В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.
Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины, 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).
В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания. Кроме того, энергоснабжающие компании часто не соблюдают требования к качеству электроэнергии, допуская сильные отклонения от установленных номинальных значений.
Заключение – комментарий эксперта
Напряжение в розетках частных домов, квартир и офисов у нас в стране регламентируется ГОСТом 29322-2014 «Напряжения стандартные». По стандарту для однофазной сети – это 230 вольт с частотой 50 Гц, для трехфазной – 230 вольт для фазного и 400 для линейного напряжения также с частотой 50 Гц. Отклонение по вольтам допускается не более 10% от номинальных значений. Если в розетках вольтаж выходит за пределы диапазона 207–253 вольт, то энергокомпания, обслуживающая объект, обязана устранить проблему. Однако, не всегда это реализуется на практике.
Большинство электроприборов рассчитаны на отклонения сети в ±10%, но есть и «электрочувствительная» техника, которая плохо переносит даже незначительные изменения вольтажа. Это холодильники, стиральные машины, энергозависимые газовые котлы или смарт-устройства.
Защитить современную технику от опасного воздействия сетевых колебаний могут специальные устройства – стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания. Группа компаний «Штиль» выпускает такое оборудование с различными значениями выходного напряжения: 220 В, 230 В или 240 В. Некоторые устройства допускают вручную настраивать значение выходного напряжения под требования нагрузки. Например, в инверторных стабилизаторах мощностью свыше 1 кВА с помощью функциональной кнопки на панели управления легко настраивать значение выходного напряжения в диапазоне 220-230 В с шагом 1 В.
Андрей Новиков,
Ведущий инженер ГК «Штиль»
Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль» можно узнать и заказать в нашем интернет-магазине: Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.