Apa yang salah dengan konduktor paralel?

Mengenai sistem AC (seperti untuk rumah dan semacamnya), jalur melingkar disebut konduktor paralel. Itu ilegal (menurut bagian NEC 310) kecuali dalam keadaan tertentu. Tapi saya perhatikan bahwa dengan sirkuit DC, konduktor sirkular juga ... tabu (karena tidak ada kata yang lebih baik). Lihat gambar di bawah ini - hanya untuk contoh (mungkin ada contoh yang lebih baik, jadi jika contoh lain lebih baik untuk menggambarkan masalah atau jawabannya, tolong, tunjukkan dan beri tahu).

Pertanyaan saya pada dasarnya adalah, apa yang salah dengan konduktor bundar / paralel?

Juga, hanya untuk kejelasan, inilah gambar sirkuit ilegal (per NEC):

Sunting- sebagai tindak lanjut dari beberapa komentar di bawah ini, kebetulan saya telah melihat rangkaian LED yang disebutkan di atas. Saat ini saya memiliki satu PCB serupa (semacam contoh yang buruk, digambarkan di bawah, karena alasan untuk tidak menghubungkan cincin mungkin karena ada konduktor di jalan) tetapi saya telah melihat PCB lain tanpa alasan untuk tidak menyelesaikan cincin, jadi saya bertanya-tanya mengapa itu tidak terhubung.

Kedua konfigurasi akan menghantarkan daya ke beban.

Saat mencoba mencari tahu apa yang 'ilegal', dan mengapa, Anda perlu memahami kondisi kesalahan apa yang coba dicegah oleh pihak berwenang. Mungkin ada komentar dalam standar yang relevan jika Anda beruntung.

Di Inggris, pengaturan konduktor bundar seperti itu disebut 'Ring Main', dan secara aktif dipromosikan untuk pemasangan ulang domestik dari akhir 1940-an dan seterusnya, karena kekurangan tembaga dan tingginya tingkat pembangunan rumah setelah Perang Dunia II. Memiliki dua jalur kembali ke kotak distribusi memungkinkan konduktor yang lebih ringan untuk melayani area yang sama daripada yang bisa dilayani oleh taji.

Aturannya adalah konduktor 2,5mm ² melayani area hingga 1000 kaki persegi, dan kedua ujungnya dikembalikan ke panel distribusi, dilindungi oleh sekering 30A. Setiap soket di dinding yang merupakan bagian dari cincin memiliki loop in dan loop out of 2.5mm ² , terhubung di terminal socket. Perhatikan bahwa taji 2,5mm ² akan menggunakan sekering 22A.

Masalahnya muncul jika seseorang mengganti soket tanpa memasukkan kedua konduktor ke terminal, atau entah bagaimana konduktor rusak. Loop sekarang rusak, dan kami sekarang memiliki dua taji 2,5mm ² , membutuhkan sekering 22A untuk perlindungan, tetapi memiliki sekering 30A, tanpa kegagalan nyata untuk memperingatkan siapa pun .

Setiap penyejajaran kabel memungkinkan terjadinya kesalahan kelebihan potensial yang tidak terdeteksi ini. Beberapa otoritas regulasi melarang praktik ini, beberapa mengizinkannya.

Omong-omong, ilustrasi itu mengerikan. Ini menunjukkan sirkuit DC yang inheren , dengan beban DC draw konstan, mis. LED. Dan itu adalah kasus penggunaan khusus di mana sirkuit cincin benar - benar OK . Dengan listrik AC, namun ...

Ini terutama karena lintasan sirkuit yang kompleks membuat sirkuit tidak dapat dipelihara . Yang netral harus tepat di sebelah pasangannya panas, terutama sehingga Anda dapat menemukan benda sialan itu . Dan jika Anda melepas konduktor, benda hilir tidak bisa mendapatkan energi dari tempat lain, karena itu bahaya keamanan.

Terkait, GFCI tidak dapat berfungsi jika panas atau netral memiliki cara untuk memotong GFCI.

Faktor besar lainnya adalah arus eddy . Di mana saja panas dan pasangan netralnya menyebar terpisah, medan magnet dipasang di antara mereka, dan itu akan secara panas memanaskan logam apa pun yang ada di dalamnya. Tegangan rendah kami menjadikannya lebih sebagai faktor karena dengan setengah usia volt kami memiliki arus dua kali lipat, dan arus inilah yang menyebabkan hal ini. Sebagai contoh, kita harus "membuat takik" panel layanan di mana satu rangkaian masuk pada dua saluran yang berbeda, untuk bertindak sebagai laminasi (seperti inti transformator dilaminasi).

Sekarang umumnya, jalur redundan akan menyeimbangkan diri. Pemanasan induktif tidak gratis, ini menambah impedansi pada rute itu, jadi listrik akan mendukung rute yang tidak membuatnya.

Kami tidak memiliki sirkuit loop gaya Inggris yang kembali ke panel utama, karena mau tidak mau, beberapa kepala kambing akan meninju setiap kaki loop ke pemutus yang berbeda . Dan ini khususnya masalah karena sistem fase-120 120/240 kami. Netral ada di tengah dan jika kedua pemutus berada di kutub yang berlawanan, Anda berharap perlindungan sirkuit bekerja! Bahkan jika mereka berada di kutub yang sama, pemutus akan memungkinkan 40A ke wadah hanya terdaftar untuk 20A. Kabel mungkin dapat menanganinya, tetapi wadah tidak bisa - mereka tidak memiliki sekering individu atau sakelar on / off seperti di Inggris.

Mari saya tunjukkan salah satu jalur yang mungkin diambil oleh arus saat dioda atas diaktifkan: Di sini, garis merah mewakili jalur saat ini, dan merah muda jelek menutupi area yang akan memancarkan EMI.

Jika resistansi kabel yang membentuk loop tidak seimbang (ini sering terjadi, terutama pada frekuensi tinggi), skematik loopy memiliki potensi untuk membentuk antena loop besar, yang akan memancarkan urutan besarnya lebih banyak gangguan daripada konduktor yang menjamin jalur saat ini adalah berdekatan.

Ketika mengklaim bahwa sesuatu itu "ilegal", seseorang harus mengidentifikasi yurisdiksi apa yang sedang dibahas. Tampaknya sangat mungkin bahwa praktik ini "ilegal" di Amerika Utara di mana hanya "sirkuit cabang" yang digunakan (dan diharapkan akan ditemukan.

Namun, di tempat lain (terutama Inggris) "sirkuit cincin" cukup umum dan diharapkan.

Alasan "konduktor paralel" atau "sirkuit cincin" bertentangan dengan Kode Kelistrikan Nasional adalah karena hal itu menimbulkan bahaya sengatan listrik bagi siapa pun yang bekerja di sirkuit. Mereka dapat memutuskan sambungan di sirkuit berpikir bahwa segala sesuatu "hilir" aman. Tetapi jika ada sirkuit paralel di tempat lain, maka tidak ada cara untuk melihat apakah sirkuit benar-benar terputus dan dibuat aman. Tidak ada jalur "hilir" TUNGGAL untuk arus.

Prinsip yang sama berlaku apakah Anda berbicara tentang AC atau DC.

Saya curiga ini adalah ukuran keamanan. Di Inggris dengan kabel listrik yang umum di perumahan kabel listrik dan orang lain yang mungkin perlu mencari-cari di balik soket mereka mungkin mengerti itu.

Di Amerika Utara akan aneh menemukan rumah yang disambung sedemikian rupa, dan karenanya juga tidak terduga. Orang-orang yang bekerja dengan kabel rumah mungkin berpikir bahwa mereka telah memutus daya dengan memutus satu sisi sirkuit sementara lupa atau tidak tahu bahwa ada jalan lain dan kemudian disetrum. Di sini koneksi kedua yang tak terduga menjadi bahaya keamanan.

Untuk sirkuit DC yang tidak memiliki perubahan arus atau voltase, mereka lebih rentan terhadap EMI, karena dapat membentuk antena substansial atau loop induktif, tetapi tidak cenderung memancarkan banyak jika mereka adalah arus dan tegangan konstan, sehingga mereka hanya membentuk medan magnet statis. Jumlah kopling induktif atau EMI terkait dengan area yang melingkupi loop.

Sirkuit paralel menawarkan resistensi lintasan dan redundansi yang lebih rendah.

Untuk sirkuit terproteksi arus tinggi, sirkuit ini seharusnya hanya digunakan untuk redundansi dan tidak ketergantungan untuk berbagi arus karena gangguan pada satu jalur tidak terdeteksi dan mungkin melebihi peringkat saat ini.

Untuk sirkuit rendah yang tidak dilindungi tegangan, loop cukup OK kecuali kontrol impedansi merupakan faktor maka decoupling lokal ke pesawat tanah digunakan untuk mencegah pergeseran tanah dan induktansi jejak daya.

Dalam gambar 1 loop terbuka dapat redup pada akhirnya jika ada penurunan tegangan yang signifikan pada konduktor, jika tidak ada perbedaan.

Dalam gbr 2 berlaku aturan keamanan lokal

sunting Gambar 1 sangat tergantung pada resistansi arus dan kabel total. Sebagai contoh jika total arus 5A di sekitar gedung, dengan Vs ~ = 12V dan semua array LED secara paralel, pilihan pengukur kabel sangat membebani toleransi tegangan di sekitar loop. Dengan demikian solusi jalur terpendek mungkin yang terbaik (loop tertutup). Loop juga harus dilindungi tegangan balik.

Mengenai sirkuit pada gambar kedua Anda, jika setiap kawat dalam diagram cukup besar untuk membawa arus penuh yang aman dituntut oleh beban, maka sirkuit tersebut tidak menimbulkan bahaya kebakaran atau kelebihan beban.

Pertimbangkan rangkaian ini (1):

Di mana kawat 1 cukup untuk menyalakan lampu tanpa kepanasan.

Pertimbangkan secara terpisah sirkuit ini (2):

Di mana kawat 2 juga cukup untuk menyalakan lampu tanpa masalah.

Sekarang, dimulai dengan sirkuit 2, tambahkan kabel dari sirkuit 1:

Apa yang terjadi pada arus di kawat 2?

Arus di kawat 2 tidak dapat meningkat, karena tidak ada jalur tambahan yang ditambahkan antara LINE dan A, atau antara B dan LOAD. Faktanya, arus akan berkurang, meskipun kemungkinannya tidak akan berkurang hingga setengahnya, kecuali jika resistansi kedua kabel secara tidak sengaja cocok.

Sekarang, dimulai dengan sirkuit 1, tambahkan kawat dari sirkuit 2. Apa yang terjadi pada arus di kawat 1? Ini akan berkurang, meskipun - lagi - tidak mungkin berkurang setengahnya.

Semua arus yang dibutuhkan oleh beban akan membagi antara kawat 1 dan 2, tergantung pada resistensi komparatifnya, tetapi tidak ada kawat yang akan dipanggil untuk membawa lebih dari semua arus. Karena kedua kawat dapat dengan aman membawa semua arus, tidak ada bahaya kelebihan.

Sebagai eksperimen pemikiran lain, mulailah dengan kedua kabel terhubung, dan secara bertahap meningkatkan resistansi kawat 2. Apa yang terjadi pada arus pada kawat 1? Secara bertahap mendekati, tetapi tidak pernah melebihi, arus beban penuh. Tingkatkan resistansi kawat 2 hingga tak terbatas, dengan memotong atau melepasnya, dan arus pada kawat 1 mencapai persis arus beban penuh.

Selama kondisinya menyatakan bahwa baik kawat 1 atau kawat 2 dapat dengan aman memasok beban, tidak ada kombinasi resistansi asimetris yang akan menghasilkan kelebihan beban saat ini di bagian mana pun dari rangkaian. Inilah sebabnya mengapa sirkuit pada gambar 2 Anda tidak menimbulkan bahaya overheating.