Równoważenie obciążeń elektrycznych jest ważną częścią układania obwodów w domowych systemach okablowania . Zwykle robią to elektrycy podczas instalowania nowego panelu serwisowego (skrzynka z wyłącznikami), zmiany okablowania domu lub dodawania wielu obwodów podczas przebudowy. Mówiąc prościej, elektryczny panel serwisowy ma dwie strony, a zrównoważenie obciążenia polega na równomiernym podzieleniu obwodów między dwiema stronami, tak aby obciążenie lub pobór mocy były z grubsza takie same po obu stronach.
Niesymetryczne obciążenie występuje, gdy jest znacznie więcej mocy pobieranej po jednej stronie panelu niż druga. Może to doprowadzić do przegrzania elementów elektrycznych i ewentualnie przeciążenia panelu.
Podstawy usług elektrycznych
Większość domów ma typ usług elektrycznych zwanych jednofazowymi, trójprzewodowymi . Usługa pochodzi z narzędzia poprzez dwa nieuziemione ("gorące") przewody, które przenoszą 120 woltów każdy, plus jeden uziemiony ("neutralny") przewód. Przewody łączą się z domowym panelem serwisowym , a każdy gorący przewód dostarcza 120-woltowe zasilanie do jednego z dwóch gorących pasków magistrali w panelu. Wyłączniki obwodu dla różnych obwodów domowych (zwane obwodami odgałęźnymi ) wskakują do panelu i łączą się elektrycznie z jednym lub dwoma gorącymi szynami. Wyłącznik jednobiegunowy łączy się tylko z jedną szyną i dostarcza 120 woltów do obwodu. Dwubiegunowy wyłącznik łączy się z obydwoma szynami i dostarcza 240 woltów do obwodu.
Podobnie jak przewody serwisowe, każdy obwód odgałęziony ma jeden lub dwa gorące przewody i neutralny przewód. Energia elektryczna opuszcza panel wzdłuż gorących przewodów i powraca do panelu na neutralnym. Stamtąd moc wraca do sieci elektroenergetycznej za pośrednictwem neutralnego serwisu narzędziowego.
Natężenie prądu w obwodzie
Każdy wyłącznik ma współczynnik natężenia prądu, który wskazuje maksymalne obciążenie, które obwód może wytrzymać, zanim wyłącznik zostanie wyłączony, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym przeciążeniem.
Wyłączniki jednobiegunowe są zwykle oceniane na 15 lub 20 amperów. Wyłączniki dwubiegunowe zazwyczaj mieszczą się w zakresie od 30 do 50 amperów lub więcej. Wskaźnik natężenia prądu jest głównym czynnikiem równoważącym obciążenia w panelu serwisowym. Innym czynnikiem jest rodzaj sprzętu elektrycznego (urządzenia, gniazdka, oświetlenie itp.) Obsługiwanego przez obwody i kiedy to urządzenie jest zwykle używane. Na przykład lodówka działa 24 godziny na dobę, 365 dni w roku i potrzebuje największej mocy, aby spojrzeć na silnik sprężarki. W przeciwieństwie do tego, wentylator całego domu (wentylator na poddaszu) ma stosunkowo stałą moc pobieraną i jest używany tylko podczas ciepłej pogody i zwykle w nocy lub wczesnym rankiem.
Bilans obwodu
Aby zrozumieć, jak działa wyważanie, wyobraź sobie, że masz dwa obwody 120-woltowe z wyłącznikami jednobiegunowymi. Jeden obwód zasila lodówkę, która pobiera 8 amperów; drugi obwód dostarcza zamrażarkę skrzyniową, która pobiera 7 amperów. Oba urządzenia działają cały czas, przez cały rok. Aby zrównoważyć obciążenie obu obwodów, wyłączniki powinny znajdować się na różnych gorących szynach lub "nogach" panelu serwisowego. W ten sposób natężenie dwóch obwodów znoszą się wzajemnie, gdy moc powróci do narzędzia na neutralnym. W tym przypadku prąd neutralny będzie wynosił 1 amper: 8 - 7 = 1.
Jeśli oba urządzenia pobierają 8 amperów, prąd na neutralnym będzie wynosił 0. Celem jest, aby prąd na neutralnym był jak najniższy - dla bezpieczeństwa, wydajności energetycznej i innych powodów (to jest duży temat dla innego artykułu ).
Z drugiej strony, jeśli umieścisz oba obwody na tej samej nóżce panelu, obciążenia urządzeń będą sumowały się, w wyniku czego 15 amperów prądu powróci do neutralnego. Byłoby to obciążenie niezrównoważone, a najlepiej unikane.
Lokalizacja Breaker
Noga lub nogi, z których każdy obwód czerpie, zależą od tego, gdzie znajduje się łamacz w panelu. W większości paneli szczeliny po obu stronach panelu zmieniają się między gorącymi szynami (nogami). Jeśli dwa jednobiegunowe wyłączniki znajdują się po tej samej stronie i są ułożone jeden na drugim, połączą się z różnymi nogami.
Jeśli są po tej samej stronie, ale mają między nimi szczelinę, połączą się z tą samą nogą. Dwubiegunowe łamacze chwytają dwa sąsiednie gniazda i łączą się z obydwoma nogami. Każda noga dostarcza 120 woltów, łącznie 240 dla obwodu. Dzięki temu dwubiegunowe wyłączniki są automatycznie wyważane, bez względu na to, gdzie znajdują się na panelu. Dlatego, kiedy układasz obwody do domu, celem jest uzyskanie równego natężenia prądu na obu nogach panelu.