Was ist los mit parallelen Leitern?

In Bezug auf Wechselstromsysteme (wie für Haushalte und dergleichen) wird eine Kreisbahn als Parallelleiter bezeichnet. Es ist illegal (gemäß NEC-Abschnitt 310), außer unter bestimmten Umständen. Mir ist aber aufgefallen, dass bei Gleichstromkreisen auch Rundleiter ... tabu sind (mangels eines besseren Wortes). Siehe das Bild unten - nur zum Beispiel (es gibt wahrscheinlich bessere Beispiele, wenn also ein anderes Beispiel besser zur Veranschaulichung des Problems oder zur Beantwortung geeignet ist, zeigen Sie es und sagen Sie es).

Meine Frage (n) ist (sind), was ist mit einem Rund- / Parallelleiter los?

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sehen Sie hier ein Bild eines illegalen Stromkreises (gemäß NEC):

Als Reaktion auf einige der folgenden Kommentare habe ich zufällig die oben erwähnte LED-Schaltung gesehen. Ich habe derzeit eine ähnliche Platine (ein schlechtes Beispiel, siehe Abbildung unten, da die Entschuldigung für das Nichtanschließen der Ringe darin bestehen könnte, dass ein Leiter im Weg ist). deshalb fragte ich mich, warum es nicht verbunden war.

Beide Konfigurationen leiten Strom an die Lasten.

Wenn Sie herausfinden möchten, was „illegal“ ist und warum, müssen Sie verstehen, welche Fehlerbedingungen die Behörden zu verhindern versuchen. Wenn Sie Glück haben, finden Sie möglicherweise einen Kommentar in den relevanten Normen.

In Großbritannien wird eine solche Anordnung eines kreisförmigen Leiters als "Ring Main" bezeichnet und wurde ab Ende der 1940er Jahre wegen des Kupfermangels und der hohen Wohnungsbauraten nach dem Zweiten Weltkrieg aktiv für eine Neuverkabelung in den Haushalten gefördert. Wenn Sie zwei Wege zurück zum Verteilerkasten haben, können leichtere Leiter den gleichen Bereich bedienen, der von Stichleitungen bedient werden könnte.

Die Regeln sind , dass ein 2,5 mm ² Leiter eine Fläche von bis zu 1000 sq ft dient, und hat beide Ende mit der Verteilertafel zurück, 30A durch eine Sicherung geschützt. Jede Buchse an der Wand, die Teil des Rings ist, verfügt über eine 2,5 mm ^{2 große Ein-} und Aus-Schleife , die an den Buchsenklemmen angeschlossen wird. Beachten Sie, dass bei einer Stichleitung von 2,5 mm ² eine 22-A-Sicherung verwendet wird.

Das Problem tritt auf, wenn jemand eine Steckdose ersetzt, ohne beide Leiter in die Klemmen zu stecken, oder ein Leiter bricht. Die Schleife ist jetzt unterbrochen, und wir haben jetzt zwei 2,5-mm- ^2- Stichleitungen , die zum Schutz eine 22-A-Sicherung benötigen, aber eine 30-A-Sicherung haben, ohne dass es offensichtlich fehlschlägt, jemanden zu alarmieren .

Durch Parallelschalten der Drähte kann ein solcher nicht erkennbarer potentieller Überlastungsfehler auftreten. Einige Aufsichtsbehörden verbieten die Praxis, andere erlauben sie.

Diese Illustration ist übrigens schrecklich. Es zeigt einen inhärenten Gleichstromkreis mit Gleichstromlasten mit konstantem Stromverbrauch, z. B. LEDs. Und das ist ein besonderer Anwendungsfall, bei dem Ringleitungen völlig in Ordnung sind . Mit Wechselstrom jedoch ...

Dies liegt hauptsächlich daran, dass komplexe Schaltungspfade Schaltungen unerreichbar machen . Der Neutrale muss direkt neben seinem Partner heiß sein, hauptsächlich damit du das verdammte Ding finden kannst . Und wenn Sie einen Leiter entfernen, kann das nachgeschaltete Gerät nicht von einem anderen Ort mit Strom versorgt werden, da dies ein Sicherheitsrisiko darstellt.

Im Zusammenhang damit kann der Fehlerstromschutzschalter nicht funktionieren, wenn entweder heiß oder neutral die Möglichkeit hat, den Fehlerstromschutzschalter zu umgehen.

Ein weiterer wichtiger Faktor sind Wirbelströme . Überall dort, wo sich Hots und ihre neutralen Partner ausbreiten, wird ein Magnetfeld zwischen ihnen aufgebaut, das alles Metallische in sich induktiv erwärmt . Unsere niedrigere Spannung macht es mehr zu einem Faktor, da wir mit der Hälfte der Spannung den doppelten Strom haben und dies durch Strom verursacht wird. Zum Beispiel müssen wir Service-Panels "einkerben", bei denen ein Stromkreis auf zwei verschiedenen Leitungen eintritt, um als Laminierung zu fungieren (da die Transformatorkerne laminiert sind).

Generell gleichen sich redundante Pfade aus. Induktive Erwärmung ist nicht kostenlos, sie erhöht die Impedanz dieser Route, sodass Strom die Route bevorzugt, auf der sie nicht erstellt wird.

Wir haben keine britischen Loop-Schaltkreise, die zum Hauptpanel zurückkehren, da zwangsläufig ein Hammelkopf jedes Bein des Loops in einen anderen Breaker stanzen würde . Dies ist insbesondere aufgrund unseres 120/240 Split-Phase-Systems ein Problem. Neutral ist in der Mitte und wenn diese beiden Schalter auf entgegengesetzten Polen sind, hoffen Sie, dass der Stromkreisschutz funktioniert! Selbst wenn sie sich an derselben Stange befinden, erlauben die Schalter 40 A in Steckdosen, die nur für 20 A aufgelistet sind. Die Kabel sind möglicherweise in der Lage, damit umzugehen, die Steckdosen jedoch nicht - sie haben keine einzelnen Sicherungen oder Ein- / Ausschalter wie in Großbritannien.

Lassen Sie mich Ihnen einen der möglichen Wege zeigen, den ein Strom einschlagen kann, wenn die obere Diode eingeschaltet ist: Hier stehen rote Linien für den Strompfad, und hässliches Rosa bedeckt den Bereich, der die EMI ausstrahlt.

Wenn die Widerstände der Drähte, die die Schleife bilden, unsymmetrisch sind (dies ist häufig der Fall, insbesondere bei hohen Frequenzen), kann das Schleifenschema große Schleifenantennen bilden, die um Größenordnungen mehr Interferenzen abstrahlen als Leiter, die Strompfade garantieren nah zusammen.

Wenn man behauptet, etwas sei "illegal", muss man angeben, über welche Gerichtsbarkeit diskutiert wird. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Praxis in Nordamerika "illegal" ist, wo nur "Zweigleitungen" verwendet werden (und erwartet wird, dass sie gefunden werden).

An anderen Orten (insbesondere in Großbritannien) sind "Ringkreise" jedoch weit verbreitet und werden erwartet.

Der Grund, warum "parallele Leiter" oder "Ringkreise" dem National Electrical Code zuwiderlaufen, besteht darin, dass für alle Personen, die an dem Stromkreis arbeiten, die Gefahr eines Stromschlags besteht. Sie konnten eine Verbindung im Stromkreis trennen, weil sie dachten, dass alles "stromabwärts" sicher sei. Aber wenn es irgendwo anders eine Parallelschaltung gibt, gibt es keine Möglichkeit festzustellen, ob die Schaltung wirklich getrennt und sicher gemacht wurde. Es gibt keinen EINZELNEN "Downstream" -Pfad für Strom.

Das gleiche Prinzip gilt, ob Sie über AC oder DC sprechen.

Ich vermute, dass es eine Sicherheitsmaßnahme ist. In Großbritannien, wo Ringleitungen in Wohngebieten üblich sind, haben die Elektriker und andere Leute, die möglicherweise hinter ihren Steckdosen stöbern müssen, wahrscheinlich Verständnis dafür.

In Nordamerika wäre es bizarr, ein so verdrahtetes Haus zu finden, und damit auch unerwartet. Leute, die mit Heimkabeln arbeiten, denken möglicherweise, dass sie die Stromversorgung unterbrochen haben, indem sie eine Seite des Stromkreises abgetrennt haben, während sie vergessen oder nicht gewusst haben, dass es einen anderen Pfad gibt, und dann einen Stromschlag erleiden. Hier wird die unerwartete zweite Verbindung zu einem Sicherheitsrisiko.

Für Gleichstromkreise, die keine sich ändernden Ströme oder Spannungen aufweisen, sind sie anfälliger für elektromagnetische Störungen, da sie eine erhebliche Antenne oder Induktionsschleife bilden können, aber bei konstanten Strömen und Spannungen wahrscheinlich nicht viel abstrahlen statisches Magnetfeld. Das Ausmaß der induktiven Kopplung oder EMI hängt von der Fläche ab, die die Schleife einschließt.

Parallelschaltungen bieten einen geringeren Pfadwiderstand und Redundanz.

Bei hochstromgeschützten Schaltkreisen sollte dies nur aus Gründen der Redundanz und nicht zur Aufteilung des Stroms verwendet werden, da ein Fehler auf einem Pfad unerkannt bleiben und die Nennstromstärke überschreiten kann.

Bei ungeschützten Niederspannungsschaltkreisen ist eine Schleife in Ordnung, es sei denn, die Impedanzsteuerung ist ein Faktor, dann wird eine lokale Entkopplung zu einer Masseebene verwendet, um eine Erdverschiebung und eine Leistungsspureninduktivität zu verhindern.

In Abb. 1 kann eine offene Schleife am Ende gedimmt sein, wenn an den Leitern ein erheblicher Spannungsabfall auftritt, andernfalls kein Unterschied.

In Abb. 2 gelten die örtlichen Sicherheitsvorschriften

Abbildung 1 hängt stark vom Gesamtstrom und vom Kabelwiderstand ab. Wenn zum Beispiel der Gesamtstrom in einem Gebäude 5 A betrug, mit Vs ~ = 12 V und allen LED-Arrays parallel, wirkt sich die Wahl der Kabelstärke stark auf die Spannungstoleranz im Bereich der Schleife aus. Daher ist die Lösung mit dem kürzesten Weg möglicherweise die beste (geschlossene Schleife). Die Schleife sollte auch gegen Verpolung geschützt sein.

Bezüglich der Schaltung in Ihrer zweiten Abbildung besteht keine Brand- oder Überlastungsgefahr, wenn jede Leitung im Diagramm groß genug ist, um den von der Last geforderten vollen Strom sicher zu führen.

Betrachten Sie diese Schaltung (1):

Wo Draht 1 ausreicht, um die Lampe ohne Überhitzung zu zünden.

Betrachten Sie diese Schaltung (2) separat:

Wo Draht 2 auch ausreicht, um die Lampe problemlos zu zünden.

Fügen Sie nun, beginnend mit Kreis 2, den Draht aus Kreis 1 hinzu:

Was passiert mit dem Strom in Leitung 2?

Der Strom in Leitung 2 kann nicht ansteigen, da weder zwischen LINE und A noch zwischen B und LOAD ein zusätzlicher Pfad hinzugefügt wird. Tatsächlich nimmt der Strom ab, obwohl es unwahrscheinlich ist, dass er um die Hälfte abnimmt, es sei denn, der Widerstand der beiden Drähte stimmt versehentlich überein.

Fügen Sie nun, beginnend mit Stromkreis 1, den Draht aus Stromkreis 2 hinzu. Was passiert mit dem Strom in Draht 1? Es wird abnehmen, obwohl es - wieder - nicht wahrscheinlich ist, dass es um die Hälfte abnehmen wird.

Der gesamte Strom, der von der Last benötigt wird, teilt sich in Abhängigkeit von ihrem Vergleichswiderstand auf die Drähte 1 und 2 auf, aber keiner der Drähte muss mehr als den gesamten Strom führen. Da jeder Draht sicher den gesamten Strom führen kann, besteht keine Überlastungsgefahr.

Beginnen Sie als weiteres Gedankenexperiment mit beiden verbundenen Drähten und erhöhen Sie allmählich den Widerstand von Draht 2. Was passiert mit dem Strom in Draht 1? Sie nähert sich allmählich dem Volllaststrom, übersteigt ihn jedoch nie. Erhöhen Sie den Widerstand von Draht 2 gegen unendlich, indem Sie ihn abschneiden oder entfernen, und der Strom in Draht 1 erreicht genau den Volllaststrom.

Solange die Bedingung erfüllt ist, dass entweder Draht 1 oder Draht 2 die Last sicher versorgen können, gibt es keine Kombination aus asymmetrischem Widerstand, die zu einer Stromüberlastung in einem Teil des Stromkreises führt. Aus diesem Grund besteht bei der Schaltung in Abbildung 2 keine Überhitzungsgefahr.