Cosa c'è che non va nei conduttori paralleli?

Per quanto riguarda i sistemi CA (come per le case e simili), un percorso circolare è chiamato conduttore parallelo. È illegale (secondo la sezione NEC 310) tranne in determinate circostanze. Ma ho notato che con i circuiti CC, anche i conduttori circolari sono ... tabù (per mancanza di una parola migliore). Vedi l'immagine qui sotto, solo per esempio (ci sono probabilmente esempi migliori, quindi se un altro esempio è migliore per illustrare il problema o la risposta, per favore, mostra e racconta).

Le mie domande sono fondamentalmente, cosa c'è di sbagliato in un conduttore circolare / parallelo?

Inoltre, solo per chiarezza, ecco una foto di un circuito illegale (per NEC):

Modifica - come seguito di alcuni dei commenti qui sotto, mi è capitato di aver visto il circuito LED sopra menzionato. Al momento ho un PCB simile (una specie di esempio scarso, nella foto sotto, perché la scusa per non collegare gli anelli potrebbe essere che c'è un conduttore sulla strada) ma ho visto un altro PCB senza alcuna scusa per non completare l'anello, quindi mi chiedevo perché non fosse collegato.

Entrambe le configurazioni condurranno energia ai carichi.

Quando si cerca di capire cosa sia "illegale" e perché, è necessario capire quali condizioni di errore le autorità stanno cercando di prevenire. Se sei fortunato, potrebbe esserci un commento negli standard pertinenti.

Nel Regno Unito, una tale disposizione di un conduttore circolare è chiamata 'Ring Main', ed è stata attivamente promossa per il ricablaggio domestico dalla fine degli anni '40 in poi, a causa della carenza di rame e alti tassi di costruzione di case dopo la seconda guerra mondiale. Avere due percorsi di ritorno alla scatola di distribuzione consente ai conduttori più leggeri di servire la stessa area di quella che potrebbe essere servita dagli speroni.

Le regole sono che un conduttore da 2,5 mm ² serve un'area fino a 1000 piedi quadrati e ha entrambe le estremità restituite al pannello di distribuzione, protetto da un fusibile da 30A. Ogni presa sul muro che fa parte dell'anello ha un anello in entrata e in uscita di 2,5 mm ² , collegato ai terminali della presa. Si noti che uno sperone di 2,5 mm ² userebbe un fusibile da 22A.

Il problema si presenta se qualcuno sostituisce una presa senza mettere entrambi i conduttori nei terminali o se un conduttore si rompe in qualche modo. Il loop ora è interrotto e ora abbiamo due speroni da 2,5 mm ² , che necessitano di un fusibile da ^{22 A} per la protezione, ma con un fusibile da 30 A, senza apparente fallimento per avvisare nessuno .

Qualsiasi parallelo dei cavi consente questo tipo di potenziale errore di sovraccarico non rilevabile. Alcune autorità di regolamentazione vietano la pratica, altre lo consentono.

A proposito, quell'illustrazione è terribile. Sta mostrando un circuito intrinsecamente CC , con carichi CC a assorbimento costante, ad es. LED. E questo è un caso particolare in cui i circuiti ad anello sono totalmente OK . Con alimentazione CA, tuttavia ...

È principalmente perché il percorso dei circuiti complessi rende i circuiti non mantenibili . Il neutro deve essere proprio accanto al suo partner caldo, principalmente in modo da poter trovare la dannata cosa . E se rimuovi un conduttore, la cosa a valle non può essere energizzata da qualche altra parte, perché questo è un pericolo per la sicurezza.

Correlati, i GFCI non possono funzionare se caldo o neutro ha un modo per bypassare GFCI.

Un altro grande fattore sono le correnti parassite . Ovunque hots e neutrali dei loro partner si diffondono, si crea un campo magnetico tra loro e riscalda induttivamente qualsiasi cosa metallica al suo interno. La nostra tensione più bassa lo rende più un fattore poiché con metà della tensione abbiamo il doppio della corrente e la corrente è ciò che causa questo. Ad esempio, dobbiamo "intagliare" i pannelli di servizio in cui un circuito entra in due condotti diversi, per fungere da laminazione (poiché i nuclei del trasformatore sono laminati).

Ora in generale, i percorsi ridondanti si bilanciano. Il riscaldamento induttivo non è gratuito, aggiunge impedenza a quel percorso, quindi l'elettricità favorirà il percorso che non lo crea.

Non abbiamo circuiti di loop in stile UK che ritornano al pannello principale, perché inevitabilmente, una testa di montone puncherebbe ogni gamba del loop in un interruttore diverso . E questo è particolarmente un problema a causa del nostro sistema a fase divisa 120/240. Il neutro è nel mezzo e se quei due interruttori sono su poli opposti, speri che la protezione del circuito funzioni! Anche se si trovano sullo stesso polo, gli interruttori consentiranno ai 40A di essere inseriti in contenitori elencati solo per 20A. I cavi possono essere in grado di gestirlo, ma le prese non possono - non hanno singoli fusibili o interruttori on / off come nel Regno Unito.

Lascia che ti mostri uno dei possibili percorsi che una corrente può percorrere quando il diodo superiore è acceso: qui, le linee rosse rappresentano il percorso corrente e il brutto rosa copre l'area che irradierà l'IME.

Se le resistenze dei fili che formano il circuito sono sbilanciate (questo è spesso il caso, specialmente alle alte frequenze), lo schema a circuito ha il potenziale di formare enormi antenne a circuito, che irradieranno ordini di grandezza più interferenze rispetto ai conduttori che garantiscono che i percorsi attuali siano chiudere insieme.

Quando si afferma che qualcosa è "illegale", si deve identificare la giurisdizione in discussione. Sembra molto probabile che questa pratica sia "illegale" in Nord America, dove vengono utilizzati (e si prevede che vengano trovati solo "circuiti di diramazione").

Tuttavia, in altri luoghi (in particolare la Gran Bretagna) i "circuiti ad anello" sono abbastanza comuni e previsti.

Il motivo per cui "conduttori paralleli" o "circuiti ad anello" sono contrari al National Electrical Code è perché presenta un rischio di elettrocuzione per chiunque lavori sul circuito. Potevano disconnettere un giunto nel circuito pensando che tutto "a valle" fosse sicuro. Ma se c'è un circuito parallelo da qualche altra parte, allora non c'è modo di vedere se il circuito è stato veramente disconnesso e reso sicuro. Non esiste un SINGOLO percorso "downstream" per la corrente.

Lo stesso principio si applica se si parla di CA o CC.

Sospetto che sia una misura di sicurezza. Nel Regno Unito con la rete ad anello comune nei cablaggi residenziali gli elettricisti e altre persone che potrebbero aver bisogno di andare a cercare dietro le loro prese probabilmente lo capiscono.

In Nord America sarebbe strano trovare una casa cablata in questo modo, e quindi sarebbe anche inaspettata. Le persone che lavorano con il cablaggio domestico possono pensare di aver interrotto l'alimentazione scollegando un lato del circuito dimenticando o non sapendo che esiste un altro percorso e quindi essere fulminati. Qui la seconda connessione imprevista diventa un pericolo per la sicurezza.

Per i circuiti CC che non hanno correnti o tensioni variabili sono più sensibili all'IME, poiché potrebbero formare un'antenna sostanziale o un circuito induttivo, ma non rischiano di irradiarsi molto se sono corrente e tensione costanti, quindi stabiliscono solo un campo magnetico statico. La quantità di accoppiamento induttivo o EMI è correlata all'area racchiusa dall'anello.

I circuiti paralleli offrono resistenza e ridondanza del percorso inferiori.

Per i circuiti protetti ad alta corrente, dovrebbe essere utilizzato solo per ridondanza e non dipendenza per condividere la corrente poiché un guasto in un percorso non verrebbe rilevato e potrebbe superare la corrente nominale.

Per i circuiti non protetti a bassa tensione, un circuito è abbastanza OK a meno che il controllo dell'impedenza non sia un fattore, quindi si utilizza il disaccoppiamento locale su un piano di massa per prevenire lo spostamento di massa e l'induttanza della traccia di potenza.

Nella figura 1 un anello aperto può essere dimmerato alla fine in caso di caduta di tensione significativa sui conduttori, altrimenti nessuna differenza.

Nella fig. 2 si applicano le norme di sicurezza locali

modifica La Figura 1 dipende molto dalla corrente totale e dalla resistenza del cavo. Ad esempio, se la corrente totale era di 5 A attorno a un edificio, con Vs ~ = 12V e tutti gli array di LED in parallelo, la scelta del calibro del cavo pesa pesantemente sulla tolleranza di tensione attorno al circuito. Pertanto, la soluzione con il percorso più breve potrebbe essere la migliore (circuito chiuso). Il circuito dovrebbe anche essere protetto dalla tensione inversa.

Per quanto riguarda il circuito nella seconda figura, se ogni filo nello schema è abbastanza grande da trasportare in modo sicuro l'intera corrente richiesta dal carico, il circuito non presenta rischi di incendio o sovraccarico.

Considera questo circuito (1):

Dove il filo 1 è adeguato per illuminare la lampada senza surriscaldare.

Considerare separatamente questo circuito (2):

Dove il filo 2 è anche adeguato per illuminare la lampada senza problemi.

Ora, a partire dal circuito 2, aggiungi il filo dal circuito 1:

Cosa succede alla corrente nel filo 2?

La corrente nel filo 2 non può aumentare, poiché non viene aggiunto alcun percorso aggiuntivo tra LINEA e A, né tra B e LOAD. In effetti, la corrente diminuirà, sebbene non sia probabile che diminuisca della metà, a meno che la resistenza dei due fili non coincida accidentalmente.

Ora, a partire dal circuito 1, aggiungi il filo dal circuito 2. Cosa succede alla corrente nel filo 1? Diminuirà, anche se - di nuovo - non è probabile che diminuirà della metà.

Tutta la corrente richiesta dal carico si divide tra i fili 1 e 2, a seconda della loro resistenza comparativa, ma nessuno dei due fili sarà chiamato a trasportare più di tutta la corrente. Poiché entrambi i fili possono trasportare in sicurezza tutta la corrente, non vi è alcun rischio di sovraccarico.

Come altro esperimento mentale, inizia con entrambi i fili collegati e aumenta gradualmente la resistenza del filo 2. Cosa succede alla corrente nel filo 1? Si avvicina gradualmente, ma non supera mai, la corrente a pieno carico. Aumentare la resistenza del filo 2 all'infinito, tagliandolo o rimuovendolo, e la corrente nel filo 1 raggiunge esattamente la corrente a pieno carico.

Finché sussiste la condizione che il filo 1 o il filo 2 possa alimentare in sicurezza il carico, non vi è alcuna combinazione di resistenza asimmetrica che provocherà un sovraccarico di corrente in qualsiasi parte del circuito. Questo è il motivo per cui il circuito nella figura 2 non rappresenta un rischio di surriscaldamento.