For meget spænding i dit hus?

Høj spænding giver høje elregninger

Spændingen i mit hus

For høj spænding i dit hus?

Dette er en lang side, så den følgende oversigt kan være nyttig.

Oversigt –

1. Hvad skal spændingen være?
2. Sådan kan du se, om du har for meget spænding
3. Hvordan for meget spænding vil øge din elregning
4. Thermodynamik
5. Hvorfor gør Hydro One dette?
6. Det er lidt som …
7. En ekstrem situation og min klage
8. Beskyldninger fra Hydro One
9. Bottom line

1. Hvad skal spændingen være?

Spændingen ved dine stikkontakter bør ligge inden for et par volt fra 120 VAC, f.eks. 118-122 VAC, afhængigt af “belastningen”, dvs. afhængigt af, hvor mange og hvilken type apparater du og dine naboer bruger, samt hvor langt du er fra den sidste transformer.

Dertil kommer, at den gennemsnitlige spænding over perioder på flere dage eller mere bør ligge meget tæt på 120 VAC, og at spændingen bør ligge over 120 VAC ca. halvdelen af tiden og under 120 VAC den anden halvdel af tiden. I perioder med ekstraordinært høj belastning, f.eks. i meget varmt eller meget koldt vejr, har mange elproduktionsvirksomheder imidlertid svært ved at levere denne nominelle 120 VAC til deres kunder.

Alle almindelige husholdningsapparater, der er godkendt til salg i Canada af Canadian Standards Association (CSA), er normeret til at fungere ved 120 VAC (undtagen naturligvis dem, der er normeret til 240 VAC). Mit elselskab er Hydro One, som leverer elektricitet direkte til de fleste kunder i landdistrikterne og nogle forstæder i provinsen Ontario, Canada, men mange elforsyningsvirksomheder fungerer på samme måde som Hydro One.

Den gule zone i ovenstående diagram er det spændingsområde, der er målt ved min bopæl i december 2015 og januar og februar 2016 og igen for nylig i 2019 og 2020.

De grønne og røde zoner ovenfor er som defineret i Canadian Standards Association-dokumentet CAN3-235-83 Table 3, “Recommended Voltage Variation Limits for Circuits up to 1000 volt at the Service Entrance” (anbefalede spændingsvariationsgrænser for kredsløb på op til 1000 volt ved serviceindgangen). (Se især “Spændingsretningslinjer” på side 35-36 i dokumentet fra Ontario Energy Board). Ontario Energy Board angiver klart, at

Hydro One kun leverer standardspændinger. Disse spændinger vil være i overensstemmelse med Canadian Standards Association (“CSA”) standarder.

Disse samme standarder gentages faktisk i Hydro Ones “endelige udkast” til erklæring om servicevilkårene for Hydro Ones kunder (se især tabel 2, “Recommended Voltage Variation Limits”). Så vi ved, at denne standard anvendes af Hydro One, og at spændingen altid bør ligge i det grønne område og aldrig bør ligge i nogen af de røde områder i ovenstående skema.

CSA’s anbefaling for spænding under normale driftsforhold er 110-125 VAC, men som enhver elektriker vil fortælle dig, kan det være farligt at operere i lange perioder i den øvre ende af dette område. Faktisk definerer den samme CSA-anbefaling 127 VAC som en “ekstrem driftsbetingelse”, blot to volt højere end den øverste ende af det “normale” driftsområde.

Aktuel situation i mit hus – I januar måned var den gennemsnitlige spænding i mit hus 122,50 VAC, og den var højere end den nominelle spænding 94,5 procent af tiden. Gennemsnitsspændingen har været snigende langsomt stigende siden sommeren 2020. Se detaljer om mine spændingsmålinger.

2. Sådan kan du se, om du har for meget spænding

Hvis du har et digitalt multimeter eller et andet egnet instrument, der kan måle det relevante spændingsområde, skal du kontrollere den spænding, der vises ved de elektriske stikkontakter i dit hus. Husk, at du har med vekselstrøm (AC) og ikke jævnstrøm (DC) at gøre, så vælg den passende indstilling på dit voltmeter. Den målte spænding skal ligge inden for ganske få volt fra 120 VAC. Dette er en acceptabel spænding. Kontroller den på forskellige tidspunkter af dagen og natten i flere dage for at finde et rimeligt gennemsnit. Hvis du finder ud af, at spændingen ved dine stikkontakter konstant er omkring 124 VAC eller højere, har du for meget elektricitet i dit hus, og du bruger og betaler for betydeligt mere energi, end dine apparater har brug for at bruge.

Bemærk venligst – Du har at gøre med en potentielt dødelig spænding, så hvis du ikke selv kan kontrollere spændingen sikkert, skal du få en kvalificeret elektriker, tekniker, tekniker eller ingeniør til at gøre det for dig. Der er ingen skam i at bede en anden om at gøre det, og det kan måske redde dit liv.

3. Hvordan for meget spænding vil øge din elregning

Hvis din elregning er for høj, kan en af årsagerne være, at dit elselskab leverer for meget elektricitet, det vil sige for høj spænding, til dit hus. I Nordamerika er de fleste af dine elektriske apparater beregnet til at fungere med en spænding på 120 volt vekselstrøm (VAC), og der tillades plus eller minus et par volt for variationer i belastning og modstandstab i de elektriske ledninger. Hvis dit elselskab, som f.eks. Hydro One, leverer spændinger, der konstant er højere end 120 VAC, vil dine apparater konstant bruge mere strøm, end de har brug for, og du skal betale for mere energi, end du havde brug for.

Du husker måske fra fysiktimerne i gymnasiet, at en glødepære på 100 watt ved 120 volt afgiver 100 watt strøm i form af lys og varme (mest varme). Det er normalt, og det er det, vi forventer at betale for, når vi tænder for lyskontakten.

Men med 124 VAC vil den samme pære udlede næsten 107 watt i stedet for 100 watt, og du vil betale næsten 7 % mere for din elektricitet. Ved 126 VAC vil pæren udlede lidt over 110 watt, og du vil betale 10,2 % mere for din elektricitet. Dit køleskab, din fryser, dit komfur, din varmluftovn, din elvarmeovn, din brødrister, din sumppumpe, din brøndvandspumpe, din vaskemaskine, din tørretumbler, din kaffemaskine, mange pærer – alle disse apparater vil blive påvirket på samme måde af den højere spænding, der leveres. Og du kommer til at betale for den ekstra energi. Hele den tid, de er tændt.

Note til læserne – Du vinder ekstra point, hvis du har bemærket i skemaet ovenfor, at effekt og spænding ikke har en “lineær sammenhæng”. Bortset fra de “switching-mode strømforsyninger”, der er nævnt nedenfor, er effekten og energien proportional med kvadratet på spændingen, så når spændingen øges, vil effekten og energien stige lidt hurtigere end spændingen. Det nøjagtige forhold er meget præcist beskrevet af Ohm’s lov. Spørg enhver ingeniør.

Udnyttet effekt = (Anvendt spænding)² / (Belastningsmodstand)
eller, P = E² / R

De eneste undtagelser fra alt dette er elektroniske apparater, der anvender switching-mode strømforsyninger, som ikke har transformatorer og er specielt designet til at fungere over et stort spændingsområde, f.eks. 100-250 VAC. Inden for deres designområde for indgangsspænding følger disse ikke-lineære strømforsyninger ikke Ohm’s lov, når vi forsøger at beregne deres strømforbrug. Din mobiltelefons oplader er sandsynligvis af denne type.

4. Termodynamik

Hvad har termodynamikken med dette at gøre? Jo, man kunne tro, at den højere spænding ville opvarme tingene hurtigere eller gøre andre ting hurtigere og dermed kompensere med kortere tider for de ekstra omkostninger ved den høje spænding. En resistiv belastning som f.eks. en brødrister eller en varmtvandsvarmer vil ganske vist varme hurtigere op og derefter slukke hurtigere med den højere spænding, men der er stadig tab på grund af lækage af varmen, og disse tab kan aldrig indhentes. På grund af disse tab kan den kortere opvarmningstid ved den højere spænding ikke helt kompensere for de ekstra omkostninger ved drift ved en højere spænding. Så selv om en brødrister (f.eks.) med en højere spænding end den nominelle spænding vil riste dit brød hurtigere end en brødrister, der drives ved den nominelle spænding (120 VAC), koster det stadig mindre at drive brødristeren med den nominelle spænding end en brødrister med en højere spænding end den nominelle spænding. Som i den mytiske søgen efter den evige bevægelse vil termodynamikken altid få os i sidste ende.

5. Hvorfor gør Hydro One dette?

Hvorfor leverer Hydro One mere spænding, end du egentlig har brug for? For at tjene flere penge, selvfølgelig. Hydro One har ofte et overskud af energi at sælge, især om vinteren, og de leverer de højere spændinger til vores hjem for at kunne sælge den ekstra energi til os.

Når en grundmængde energi er blevet produceret og solgt, er enhver ekstra energi meget billigere at producere, så fortjenesten er højere, når Hydro One kan sælge deres overskydende energi. Som kunder er det dig og mig, der er købere af dette overskud.

Det er mærkeligt, at Hydro One på den ene side altid understreger vigtigheden af at spare på energien ved at bruge programmerbare termostater, kompaktlysstofrør (CFL), EnergyStar-apparater og være opmærksom på Time of Use-skemaet, mens man på den anden side leverer et spændingsniveau, der ophæver enhver besparelse fra disse besparelsesbestræbelser.

6. Det er lidt som …

• at tage din familie med på en dyr restaurant, hvor portionerne er enorme, og ingen kan spise alt det, der blev lagt på deres tallerkener, men restauranten tilbyder ikke en hundeposeservice, så du er nødt til at betale for al maden, selv om det hele ikke kunne blive spist;
• at skulle købe benzin ved en pumpe, der bevidst overfylder din tank, og du skal betale for al den benzin, der er spildt på jorden, selv om du ikke kan bruge den;
• at skulle betale for et ekstra sæde (tomt!), hver gang du tager din familie med i biografen.

7. En ekstrem situation og min klage

Spændingen i mit hus

Vinteren 2015/16 medførte en ekstrem situation, da spændingen i mit hus i gennemsnit lå mellem 124 og 125 VAC og var højere end CSA’s anbefalede grønne zone ca. halvdelen af tiden og af og til grænsede til den øverste ekstreme røde zone på 127 VAC. Det er ikke underligt, at mine pærer brændte ud den vinter, selv de dyre CFL-pærer, og den høje spænding kan måske forklare, hvorfor vores dyre HD-tv-modtager “frøs” i flere timer ad gangen på trods af, at vi modtog stærke tv-signaler.

Faktisk fortsætter Hydro One med at levere spændinger, der næsten altid er højere end de nominelle 120 VAC. Se her for en oversigt over de spændinger, der blev leveret til mit hus af Hydro One i løbet af de måneder, der begyndte i december 2015. Selv om disse højere spændinger ikke er ekstreme, får de alle mine apparater til at bruge mere energi, end de behøver for at fungere normalt. Detaljer om de månedlige målinger er vist i arkivet.

8. Undskyldninger fra Hydro One

I de seneste år, hvor jeg har klaget til Ontario Hydro, nu Hydro One, over den høje spænding i mit hjem, har de givet flere forskellige “grunde”, men ingen af disse grunde er logiske eller gyldige.

• “Men vi ville også være nødt til at reducere spændingen hos dine naboer”. – Doh! Selvfølgelig ville I det. Alle mine naboers spændinger er for høje, ligesom min, og derfor skal den sænkes.
• “Vi kan godt lide at levere en højere spænding, så motorerne lettere kan starte.” – Undskyld mig, men jeg bor i et villakvarter, IKKE i et industriområde, og jeg kan tælle på én hånd antallet af væsentlige motorer i mit hjem. De er alle normeret til 120 VAC, og de fungerer fint ved den spænding.
• “Men spændingen varierer, og den er ikke høj hele tiden.” – Ja, spændingen varierer godt nok, og det er de gange, hvor den er for høj, som jeg klager over. I løbet af december 2015 målte jeg spændingen 135 forskellige gange, mere eller mindre tilfældigt i løbet af dagene og nætterne (jeg er lidt af en søvnløs), og spændingen var aldrig mindre end 121,0 VAC (allerede højere end de nominelle 120 volt) og så høj som 127,2 VAC. Gennemsnittet af mine målinger i løbet af måneden var 124,25 VAC, så mine naboer og jeg brugte ca. 8 % mere energi end nødvendigt. Og ja, spændingen var stadig for høj det meste af tiden i resten af vinteren. (Se diagrammerne over mine målinger for flere detaljer.)
• “Men du har det helt forkert! Strømmen falder, når spændingen stiger, så effekten forbliver den samme.” – Denne “replik” blev forsøgt over for mig af flere personer (en af dem en professionel, der arbejder i elindustrien). Det er en fuldstændig forkert fremstilling af Ohm’s lov, hvilket kan verificeres ved at henvise til en hvilken som helst fysik- eller elektroteknisk lærebog. Det generelle princip om, at “strømmen forbliver den samme” gælder kun for elektriske transmissionsledninger, der tilføres en konstant mængde strøm fra en produktionsstation til en transformerstation. Dit hjem er ikke en transformerstation, men er i stedet en “variabel belastning”, som kræver en konstant spænding. Se flere oplysninger her. At påstå, at “strømmen forbliver den samme” er en løgn, der er i strid med fysikkens love, og er et fint stykke propaganda, der bruges til at skjule sig for saglig kritik af elindustrien. Denne replik virker måske på politikere og nogle journalister, men den virker ikke på mig, og den bør heller ikke virke på dig.

Alt dette fra Hydro One og elindustrien, der gerne fremstiller sig selv som vogtere af besparelser og energieffektivitet.

9. Bottom line

Den gennemsnitlige spænding over en 24-timers periode bør i princippet være 120,0 VAC og variere mellem f.eks. 117 og 123 volt, eller bedre mellem 118 og 122 volt, afhængigt af forsynings- og belastningsforhold. Spændingen bør altså ligge over 120 volt ca. halvdelen af tiden og under 120 volt den anden halvdel af tiden. Hydro One bør stræbe efter at opnå dette forsyningsniveau for alle boligkvarterer. Det er retfærdigt og korrekt og medfører ikke, at vores apparater bruger mere strøm og energi, end de skal, eller at de koster os flere penge, end vi burde betale. I mit hjem har mine målinger imidlertid vist, at spændingen generelt er over 120,0 VAC mere end 80 % af tiden siden i hvert fald begyndelsen af 2018 og indtil juni 2020. Man kan håbe, at spændingssituationen siden begyndelsen af juni 2020 vil blive reglen snarere end undtagelsen.

Med intelligente målere og andre telemetrisystemer ved Hydro One præcis, hvor meget spænding de leverer, og de har ingen undskyldning for ikke at være opmærksomme på de overskydende og dyre spændinger, som jeg har beskrevet ovenfor.

Resultaterne af mange målinger i mit eget hjem er opsummeret her. Det er nødvendigt at foretage et stort antal målinger hver måned (nu ca. 4.000 automatiske målinger hver måned) for at sikre nøjagtighed og for at overvinde virkningerne af variationer fra time til time og fra dag til dag i belastningen og i forsyningskapaciteten.

Spændingsmålingerne for sidste måned er opsummeret her. Se også arkivet med målinger for tidligere måneder (tilbage til december 2015).