Rodzaje napięć elektrycznych

Mianem napięcia elektrycznego określa się różnicę potencjałów elektrycznych, które występują między dwoma punktami obwodu lub pola elektrycznego. Wartość ta określana jest symbolem U. Napięcie jest najważniejszym parametrem sieci elektrycznej, ponieważ pozwala na ustalenie zdolności źródła energii elektrycznej do wykonania danej pracy.

Napięcia stałe, zmienne i przemienne

Podstawowy podział obejmuje napięcia stałe, zmienne i przemienne. W pierwszym przypadku wartość pozostaje ciągła, przez co niezależnie od upływu czasu nie ulega ona żadnym zmianom. Napięcie stałe daje np. stabilizowany zasilacz wtyczkowy lub bateria. W przypadku napięcia zmiennego, wartość ulega zmianom w określonych momentach. Ten rodzaj spotykany jest w różnego rodzaju generatorach, a także układach audio. Napięcie przemienne z kolei również ulega zmianie wartości w czasie, jednak przechodzi przez zero i zwykle ma przebieg okresowy. Rodzaj ten występuje w domowej sieci elektrycznej, a także wielu urządzeniach zasilanych z tej sieci.

Rodzaje napięć

Rodzaje napięć elektrycznych można klasyfikować także ze względu na ich wysokość. Napięcie niskie skrótowo zapisywane jest jako nN i oznacza napięcie w obwodach prądu przemiennego do 1000 woltów przy częstotliwości maksymalnie 60 Hz, a także napięcie w obwodach prądu stałego do 1500 woltów. Wysokie napięcie określane jest jako WN i dotyczy każdego napięcia w obwodach prądu przemiennego 60 kV do 110kV przy częstotliwości nie większej od 60 Hz. Jako napięcie używane pomiędzy wysokim stosowanym do przesyłu energii, a niskim doprowadzanym do odbiorców końcowych, wykorzystuje się napięcie średnie (SN). Występuje w sieciach elektroenergetycznych, w których napięcie międzyfazowe wynosi od 1 kV do maksymalnie 60 kV. Możemy wyróżnić także sieci o najwyższym napięciu oznaczane jako NN, bazując na Polsce są to głównie linie o napięciu znamionowym 220kV oraz 400kV.

Napięcia robocze i znamionowe

Rodzaje napięć elektrycznych rozróżniane są także z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej. Napięciem występującym między częściami przewodzącymi obwodu a ziemią, bądź też częściami przewodzącymi należącymi do różnych biegunów obwodu jest tzw. napięcie robocze. Jego wartość jest zbliżona do napięcia znamionowego i może utrzymywać się stale, albo dorywczo. Mianem napięcia znamionowego określa się natomiast napięcie, na które dane instalacje lub urządzenia elektryczne zostały zaprojektowane oraz zbudowane. Napięcia te można dodatkowo podzielić na wartości pośrednie, dotyczące szczególnych przypadków oraz uzależnione od warunków środowiskowych – np. kwalifikacji osób pracujących w danym środowisku, ich kontaktu z potencjałem ziemi oraz rezystencji ciała ludzkiego.

Napięcia dotykowe i krokowe

W przypadku uszkodzenia izolacji może dojść do przepływu przez uziemione urządzenie prądu zwarciowego na ziemi, co prowadzi do pojawienia się na powierzchni wokół tego urządzenia napięcia o wartości zmniejszającej się w miarę wzrostu odległości. W takiej sytuacji wystąpić mogą napięcia dotykowe i krokowe o niebezpiecznych wartościach. Napięcie dotykowe pojawia się między częściami dostępnymi jednocześnie, a jego wartość zależy od wartości napięcia roboczego oraz poziomu rezystencji między obudową urządzenia a ziemią. Z reguły napięcie dotykowe jest niższe od napięcia roboczego, jednak w przypadku odizolowania urządzenia z uszkodzoną izolacją od ziemi może osiągnąć wartość równą roboczemu. Napięcie krokowe występuje natomiast między dwoma punktami na powierzchni stanowiska lub gruntu, odległymi o 1 m. W zależności od jego wartości, wyróżnić można napięcie krokowe rażeniowe, spodziewane oraz dopuszczalne.