Εξισορρόπηση ηλεκτρικών φορτίων

Η εξισορρόπηση των ηλεκτρικών φορτίων είναι ένα σημαντικό μέρος της τοποθέτησης των κυκλωμάτων σε ένα οικιακό καλωδιακό σύστημα . Συνήθως γίνεται από ηλεκτρολόγους κατά την εγκατάσταση ενός νέου πίνακα υπηρεσιών (κουτί διακόπτη), την επανασύνδεση ενός σπιτιού ή την προσθήκη πολλαπλών κυκλωμάτων κατά τη διάρκεια μιας αναδιαμόρφωσης. Με απλά λόγια, ένα πάνελ ηλεκτρικής υπηρεσίας έχει δύο πλευρές και η εξισορρόπηση του φορτίου είναι θέμα διαίρεσης των κυκλωμάτων ομοιόμορφα μεταξύ των δύο πλευρών έτσι ώστε το φορτίο ή η έλξη ισχύος να είναι περίπου το ίδιο στις δύο πλευρές.

Ένα μη ισορροπημένο φορτίο εμφανίζεται όταν υπάρχει πολύ περισσότερη δύναμη που τραβιέται από τη μια πλευρά του πίνακα από την άλλη. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση των ηλεκτρικών εξαρτημάτων και ενδεχομένως στην υπερφόρτωση του πίνακα.

Βασικά στοιχεία ηλεκτρικής υπηρεσίας

Τα περισσότερα σπίτια έχουν ένα είδος ηλεκτρικής υπηρεσίας που ονομάζεται μονοφασική, τριών καλωδίων . Η υπηρεσία προέρχεται από το βοηθητικό πρόγραμμα μέσω δύο μη καλυμμένων ("θερμών") συρμάτων που φέρουν 120 βολτ η κάθε μία, συν ένα μόνο γειωμένο ("ουδέτερο") σύρμα. Τα καλώδια συνδέονται με τον πίνακα σέρβις του σπιτιού και κάθε ζεστό καλώδιο παρέχει ισχύ 120 βολτ σε μία από τις δύο γραμμές ζεστού λεωφορείου στον πίνακα. Οι διακόπτες κυκλώματος για τα διάφορα κυκλώματα οικιακής χρήσης (καλούμενα κυκλώματα διακλάδωσης ) μπαίνουν στον πίνακα και συνδέονται ηλεκτρικά με τη μία ή και τις δύο ράβδους ζεστού λεωφορείου. Ένας μονοπολικός διακόπτης συνδέεται με μία μόνο ράβδο διαύλου και παρέχει 120 βολτ σε ένα κύκλωμα. Ένας διπλός πόλος διακόπτης συνδέεται με τις δύο ράβδους διαύλου και παρέχει 240 βολτ σε ένα κύκλωμα.

Όπως τα καλώδια υπηρεσίας κοινής ωφέλειας, κάθε κύκλωμα κλάδου έχει ένα ή δύο θερμά καλώδια και ένα ουδέτερο σύρμα. Η ηλεκτρική ενέργεια εγκαταλείπει το πάνελ κατά μήκος των θερμών συρμάτων και επιστρέφει στον πίνακα στο ουδέτερο. Από εκεί, η ισχύς επιστρέφει στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της ουδέτερης υπηρεσίας κοινής ωφέλειας.

Πυκνότητα κυκλώματος

Κάθε διακόπτης έχει ονομαστική ένταση που δείχνει το μέγιστο φορτίο που μπορεί να χειριστεί το κύκλωμα πριν κλείσει ο διακόπτης για να αποφευχθεί η ζημιά από υπερφόρτωση.

Οι μονοπολικοί διακόπτες συνήθως βαθμολογούνται για 15 ή 20 αμπέρ. Οι διπολικοί διακόπτες τυπικά κυμαίνονται από 30 έως 50 αμπέρ ή περισσότερο. Η ονομαστική ένταση είναι ο κύριος παράγοντας που χρησιμοποιείται για την εξισορρόπηση των φορτίων στον πίνακα εξυπηρέτησης. Ένας άλλος παράγοντας είναι ο τύπος ηλεκτρικού εξοπλισμού (συσκευή, πρίζες, φωτισμός κ.λπ.) που εξυπηρετούνται από τα κυκλώματα και όταν χρησιμοποιείται συνήθως αυτός ο εξοπλισμός. Για παράδειγμα, ένα ψυγείο λειτουργεί 24 ώρες την ημέρα, 365 μέρες το χρόνο και χρειάζεται την περισσότερη ενέργεια για να κοιτάξει τον κινητήρα του συμπιεστή του. Αντίθετα, ένας ανεμιστήρας ολόκληρου του σπιτιού (οπαδός του σπιτιού) έχει σχετικά σταθερή ισχύ και χρησιμοποιείται μόνο κατά τη διάρκεια του θερμού καιρού και συνήθως τη νύχτα ή νωρίς το πρωί.

Ισορροπία κυκλώματος

Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί η εξισορρόπηση, φανταστείτε ότι έχετε δύο κυκλώματα 120 βολτ με μονοπολικούς διακόπτες. Ένα κύκλωμα παρέχει ένα ψυγείο που αντλεί 8 ενισχυτές. το άλλο κύκλωμα παρέχει ένα καταψύκτη στο στήθος που αντλεί 7 ενισχυτές. Και οι δύο συσκευές λειτουργούν όλο το χρόνο, όλο το χρόνο. Για να εξισορροπηθεί το φορτίο των δύο κυκλωμάτων, οι διακόπτες θα πρέπει να βρίσκονται σε διαφορετικές γραμμές ζυγών ζυγών, ή "πόδια", του πίνακα ελέγχου. Με αυτόν τον τρόπο, η ένταση των δύο κυκλωμάτων ακυρώνεται ο ένας τον άλλον όταν η ισχύς επιστρέφει στο βοηθητικό πρόγραμμα στο ουδέτερο. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα στο ουδέτερο θα είναι 1 amp: 8 - 7 = 1.

Εάν και οι δύο συσκευές τραβούν 8 ενισχυτές, το ρεύμα στο ουδέτερο θα είναι 0. Ο στόχος είναι να έχει το ρεύμα στο ουδέτερο όσο το δυνατόν χαμηλότερο - για ασφάλεια, ενεργειακή απόδοση και άλλους λόγους (αυτό είναι ένα μεγάλο θέμα για ένα άλλο άρθρο ).

Από την άλλη πλευρά, εάν τοποθετήσατε και τα δύο κυκλώματα στο ίδιο πόδι του πίνακα, τα φορτία των συσκευών θα συνέδεαν, με αποτέλεσμα 15 αμπέρ ρεύματος να επιστρέφουν στο ουδέτερο. Αυτό θα ήταν ένα μη ισορροπημένο φορτίο και κατά προτίμηση θα αποφευχθεί.

Διασύνδεση τοποθέτησης

Το πόδι ή τα πόδια από τα οποία αντλείται κάθε κύκλωμα εξαρτάται από το πού βρίσκεται ο διακόπτης στον πίνακα. Στα περισσότερα πάνελ, οι σχισμές διακόπτη σε κάθε πλευρά του πίνακα εναλλάσσονται μεταξύ των θερμών ράβδων διαύλου (πόδια). Εάν δύο μονοπολικοί διακόπτες βρίσκονται στην ίδια πλευρά και στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο, θα συνδεθούν με διαφορετικά σκέλη.

Αν είναι στην ίδια πλευρά αλλά έχουν μια θέση μεταξύ τους, θα συνδεθούν με το ίδιο πόδι. Οι διπολικοί διακόπτες καταλαμβάνουν δύο γειτονικές θυρίδες και συνδέονται με τα δύο πόδια. Κάθε πόδι παρέχει 120 βολτ για ένα σύνολο 240 για το κύκλωμα. Εξαιτίας αυτού, οι διπλοπολικοί διακόπτες αντισταθμίζονται αυτόματα, ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται στον πίνακα. Επομένως, όταν σχεδιάζετε κυκλώματα για το σπίτι, ο στόχος είναι να έχετε περίπου ίση ένταση αντίστασης και στα δύο πόδια του πίνακα.