Kuidas elektrisüsteem töötab

Sellest, kui esimene Niagara juga vahelduvvooluelektrijaam võrku tuli, on möödunud rohkem kui 100 aastat. Sellest ajast alates on Ameerika Ühendriigid ja lõpuks ka maailm elektrivõrguga muutunud. Kõigi arenenud riikide maastikul domineerivad kõrgepingejuhtmeid ja elektripostisid kandvad tornid, mis jaotavad elektrit kodudele ja ettevõtetele. Igal regioonil on võrgu hooldamiseks ja remondiks oma elektriettevõte.

Igal kodul on aga oma elektrisüsteem ja kui seal tekivad probleemid, siis elektrifirma neid ei paranda. Et teada saada, kellele probleemide ilmnemisel helistada, peavad majaomanikud mõistma, kus lõpeb elektriettevõtte vastutus ja nende oma algab – samuti arusaamine sellest, kuidas jõud koju jõuab ja jaotub läbi kõigi ahelad.

Elekter on põnev, kuid elektrisüsteemid võivad olla keerulised ja selgitused nende toimimise kohta võivad takerduda tehnilistesse asjaoludesse. See kirjeldus (läbi ehitaja, mitte elektriku pilgu) püüab hoida asjad võimalikult lihtsana.

Liinitrafo roll

Perekonna meistrimees

Vaatamata päikeseenergia generaatoritele toidavad arenenud riikide elektrivõrke suures osas auru-, vee- või tuuleturbiinid. Need turbiinid toodavad vahelduvvoolu (AC) - mis muudab suunda 60 korda sekundis (60 hertsi või 60 Hz.) Põhja-Ameerikas – ja toidavad seda läbi ülekandeliinide, mida toetavad hiiglaslikud tornid ja toide poolused.

Mõelge pingele kui jõule, mis juhib elektrit läbi juhtmete. Pinge peab olema väga kõrge (suurusjärgus mitusada tuhat volti), et võimaldada tõhusalt ja madalaima võimaliku kuluga edastada pikki vahemaid. See pinge on praktiliseks kasutamiseks liiga kõrge, nii et liinitrafo peab pinget alandama (seda vähendama) kasutatava väärtuseni.

Kui vaatate elektriposti, näete selle ülaosas suurt metallsilindrit. See on liinitrafo ja see alandab pinge majapidamises kasutamiseks umbes 120/240 voltini. See on Põhja-Ameerika ühe- ja kahepereelamute standardpinge. Äri- ja tööstushoonete jaoks kasutatakse muid pingekonfiguratsioone.

Paljudes piirkondades, ütleb meisterelektrik John Williamson, on kohalik kommunaalteenuste jaotussüsteem maetud maa all, nii et kommunaaltranspordi trafod asuvad tuttavates padjale paigaldatud rohelistes kastides, mida näete mõnes elamus naabruskonnad.

"Piirkondlikud elektrivõrgu operaatorid töötavad väsimatult ja vaikselt ööpäevaringselt, et tagada võrgu pinge ja 60 Hz sageduse stabiilne ja ühtlane," ütleb ta. "See on midagi, mida me kõik peame iseenesestmõistetavaks."

Trafost arvestini

Tüüpiline õhuliini teenus, mis jookseb trafost koju, kannab kolme juhtmest: kaks kuuma juhet ja üks nulljuhe. Mõõdetud pinge on 240 volti kuumast kuumani ja 120 volti nulli ja iga kuuma juhtme vahel. Maa-alustes paigaldistes leiate sama kolme isoleeritud juhtme põhikonfiguratsiooni.

Esiteks läbivad nad ilmastikupea, mis on katuse või vooderdise küljes kindlalt kinnitatud toru, millel on hanekelaga ava, et vihma välja ei satuks. Siis on teenindus-sissepääsu juhtmete järgmine peatus elektriarvesti, mis tavaliselt kinnitatakse maja küljele kohe ilmapea alla. Juhtmed ühendatakse arvesti Line klemmidega, mis võimaldab arvestil jälgida voolu voolu majja.

Enamik arvestiid on tänapäeval nutikad arvestid ja edastavad selle teabe automaatselt elektriettevõttele traadita raadiosignaalide kaudu. See välistab vajaduse kommunaalteenuste arvestite lugejate järele igas kodus külastada. Klaasist vatt-tunni arvesti kuulub elektrifirmale, arvesti pistikupesa ja kõik sellele järgnevad ruumide elektrisüsteemi komponendid aga majaomanikule.

Arvestist hoolduspaneelini

Laadimisklemmidest, mis asuvad arvesti vastasküljel liiniklemmidest, lähevad teenindus-sissepääsu juhtmed seejärel põhiteeninduspaneelile. Enne sinna jõudmist peavad nad tavaliselt läbima seina. Sel hetkel on tavaliselt maja küljele kinnitatud harukarp või toruliitmik (eemaldatava kattega). Need võivad läbida ka välise teenuse lahtiühendamise lüliti, mida riiklik elektriseadustik (NEC) nõuab alates 2023. aastast, kuid vanematel majadel ei pruugi see olla.

"NEC nõuab nüüd esmareageerijate jaoks välist hädaseiskamislülitit," selgitab Williamson, "kuid välist Teenuse katkestamine suudab korraga täita kahte koodireeglit: see toimib nii hädaseiskamise kui ka teenusena Katkesta ühendus. Kiirabi saavad enne sisenemist kasutada välist eralduslülitit, et enne sisenemist majja toide välja lülitada.

Peamine teeninduspaneel asub siseruumides, tavaliselt keldris, majapidamisruumis või garaažis. Juhtmed tulevad läbi seina ja sisenevad läbi paneeli ülemise või alumise osa. Iga juhe ühendatakse peakaitselülitiga ja seejärel vasest või sulamist siinivardadega, mis on ette nähtud kaitselülititega ühendamiseks. The kaitselülitid lihtsalt "ühendage" paneeli siiniribadega.

MAIN kaitselülitit, nagu seda sageli märgitakse, saab kasutada ka pealüliti 2023. aastale eelnevates kodudes. See on ette nähtud nii, et see avaneks ja lülitub välja, kui praegune koormus ületab selle nimiväärtuse. Uue ehituse jaoks nõuab NEC eluruumi jaoks minimaalset võimsust 100 amprit, kuid suuremad kodud võivad vajada 200 amprit või rohkem.

Paneeli sees

Perekonna meistrimees

Kaks vasest või sulamist siinilatti on tuntud kui "kuumad siinivardad" ja nende vaheline pinge on 240 volti. Peale nende on veel kaks klemmilatti, neutraalvarras ja seadme maanduslatt.

Neutraalne klemmiriba

Neutraalne klemmivarras on tavaliselt nikeldatud ja selle eristamiseks hõbedase värvusega vask kuumad bussibaarid. 120-voldiste haruahelate valged nulljuhtmed lõpevad nullklemmliibaga, mis omakorda ühendub trafoga valge neutraalse teeninduse sisendjuhtme kaudu. See annab võimaluse mõlemast kuumast siinist pärinev elekter naasmiseks trafosse ja moodustada terviklik vooluring.

Seadmete maandusriba

Enamikul paneelidel on lisaklemmliist, mis ühendub otse maandusega (maaga), sageli maandusvarda abil, mis on maasse löödud just väljaspool kodu, kuid NEC-l on selleks mitu võimalust. need "maanduselektroodid". Neid saab ühendada maa-aluste munitsipaalmetallist veetorudega, mis varustavad maja, või – uues ehituses – armatuurteraga kodus betoonis. alused.

Kõigil kodus asuvatel haruahela kaablitel on tühi (või roheline) seadme maandusjuhe, mis ühendub selle klemmiribaga. Maandusjuhe tagab otsese madala takistusega tee maandusrikevoolule tagasi elektrikilbi, kus see läbib kaitsme või käivitab kaitselüliti. Maandusjuhe jookseb pidevalt läbi vooluahela, ühendudes iga pistikupesa, valguslüliti ja -seadmega ning iga metallist elektrikilbiga.

Kaitselülitid ja haruahelad

Kogu vooluring juhtmed mis toidavad kodus olevaid elektriseadmeid, nagu valgustid, pistikupesad ja seadmed, pärinevad peamisest teeninduspaneelist. Kuigi on erandeid, on vooluahela kaablitel valge juhe, mis ühendub nullvardaga, paljas või roheline maandusjuhe, mis ühendub maandusriba ja ühe või kahe kuuma juhtmega (must ja/või punane), olenevalt sellest, kas vooluahel töötab 120 või 240 juures volti.

Selle asemel, et ühendada otse kuuma siiniga, ühendub iga haruahela kuum juhe vooluringiga katkestaja mis lülitub välja ja katkestab vooluahela voolu, kui voolutarve ületab selle nimiväärtust. Ühepooluselised kaitselülitid, mis juhivad 120-voldist vooluahelaid, on tavaliselt arvestatud 15 või 20 amprini ja igaüks neist klõpsab pessa, mis ühendab selle automaatselt ühe siinivardaga. 240-voldiste vooluahelate kahepooluselised kaitselülitid peavad kokku puutuma mõlema siinivardaga.

Kogu paneeli juhtmestik on peidetud ukse ja selle taga surnud esikaanega, mis kruvitakse paneeli esiküljele ja jätab ainult kaitselülitid välja. Metallpaneeliga korpus on konstrueeritud nii, et see hoiab ära juhusliku kaare või sädemete tekke ning hoiab inimesi oma käsi ja sõrmi toppimast sinna, kuhu nad ei kuulu. Sildid või paneeli indeks uksel või kaanel näitavad, millist vooluahelat majas iga kaitselüliti juhib.

Chris Deziel on ehitussektoris tegutsenud enam kui 30 aastat. Ta aitas algusest peale üles ehitada Oregoni kõrbe väikelinna ja asutada kahte haljastusfirmat. Ta on töötanud puusepana, torumehena ja mööbli viimistlejana. Deziel on kirjutanud isetegemise artikleid alates 2010. aastast ja töötanud veebikonsultandina, viimati Home Depoti Pro Referral teenusega. Tema tööd on avaldatud saidil Landlordology, Apartments.com ja Hunker. Deziel on avaldanud ka teaduslikku sisu ja on innukas muusik.