एक विद्युत प्रणाली कैसे काम करती है

नियाग्रा फॉल्स में पहला प्रत्यावर्ती धारा विद्युत स्टेशन ऑनलाइन आए 100 वर्ष से अधिक समय हो गया है। तब से, संयुक्त राज्य अमेरिका और अंततः दुनिया इलेक्ट्रिक ग्रिड द्वारा बदल दी गई है। उच्च-वोल्टेज तारों वाले टावर और बिजली के खंभे जो घरों और व्यवसायों को बिजली वितरित करते हैं, हर विकसित देश में परिदृश्य पर हावी हैं। नेटवर्क के रखरखाव और मरम्मत के लिए हर क्षेत्र की अपनी बिजली कंपनी होती है।

हालाँकि, प्रत्येक घर की अपनी विद्युत प्रणाली होती है, और जब वहाँ समस्याएँ होती हैं, तो बिजली कंपनी उन्हें ठीक नहीं करती है। यह जानने के लिए कि समस्याएँ आने पर किसे कॉल करना है, घर के मालिकों को यह समझने की ज़रूरत है कि बिजली कंपनी की ज़िम्मेदारी कहाँ समाप्त होती है और उनकी शुरुआत होती है - साथ ही यह समझ भी आती है कि बिजली घर में कैसे आती है और सभी में कैसे वितरित होती है सर्किट.

बिजली आकर्षक है, लेकिन बिजली की व्यवस्था जटिल हो सकते हैं, और वे कैसे काम करते हैं इसके बारे में स्पष्टीकरण तकनीकी जटिलताओं में फंस सकते हैं। यह विवरण (बिल्डर की नजर से, इलेक्ट्रीशियन की नहीं) चीजों को यथासंभव सरल रखने की कोशिश करता है।

लाइन ट्रांसफार्मर की भूमिका

पारिवारिक सहायक

सौर ऊर्जा जनरेटर के बावजूद, विकसित देशों में विद्युत ग्रिड बड़े पैमाने पर भाप, पानी या हवा से चलने वाले टर्बाइनों द्वारा संचालित होते हैं। ये टर्बाइन प्रत्यावर्ती धारा (एसी) उत्पन्न करते हैं - जो प्रति सेकंड 60 बार (60 हर्ट्ज़ या) दिशा बदलता है 60 हर्ट्ज़) उत्तरी अमेरिका में - और इसे विशाल टावरों और बिजली द्वारा समर्थित ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से फ़ीड करें डंडे.

वोल्टेज को उस बल के रूप में सोचें जो तारों के माध्यम से बिजली को चलाता है। लंबी दूरी तक कुशलतापूर्वक और न्यूनतम संभव लागत पर संचरण सक्षम करने के लिए वोल्टेज बहुत अधिक (कई सौ हजार वोल्ट के क्रम में) होना चाहिए। यह वोल्टेज व्यावहारिक उपयोग के लिए बहुत अधिक है, इसलिए एक लाइन ट्रांसफार्मर को वोल्टेज को प्रयोग करने योग्य मूल्य तक कम करना होगा (इसे कम करना होगा)।

यदि आप बिजली के खंभे को देखें, तो आपको शीर्ष पर एक बड़ा धातु सिलेंडर दिखाई देगा। यह लाइन ट्रांसफार्मर है, और यह घरेलू उपयोग के लिए वोल्टेज को लगभग 120/240 -वोल्ट तक कम कर देता है। यह उत्तरी अमेरिका में एक और दो-परिवार के घरों को आपूर्ति किया जाने वाला मानक वोल्टेज है। अन्य वोल्टेज कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग वाणिज्यिक और औद्योगिक भवनों के लिए किया जाता है।

मास्टर इलेक्ट्रीशियन जॉन विलियमसन कहते हैं, कई क्षेत्रों में, स्थानीय उपयोगिता वितरण प्रणाली दफन हो गई है भूमिगत, इसलिए उपयोगिता ट्रांसफार्मर परिचित पैड-माउंटेड हरे बक्से में हैं जिन्हें आप कुछ आवासीय में देखते हैं पड़ोस.

वे कहते हैं, "क्षेत्रीय पावर ग्रिड ऑपरेटर यह सुनिश्चित करने के लिए चौबीसों घंटे अथक और चुपचाप काम करते हैं कि ग्रिड का वोल्टेज और 60-हर्ट्ज आवृत्ति स्थिर और सुसंगत है।" "यह कुछ ऐसा है जिसे हम सभी हल्के में लेते हैं।"

ट्रांसफार्मर से मीटर तक

ट्रांसफार्मर से घर तक चलने वाली सामान्य ओवरहेड सर्विस ड्रॉप में तीन तार होते हैं: दो गर्म तार और एक तटस्थ तार। मापा गया वोल्टेज गर्म से गर्म तक 240 वोल्ट है, और तटस्थ और प्रत्येक गर्म तार के बीच 120 वोल्ट है। आपको भूमिगत प्रतिष्ठानों में तीन इंसुलेटेड तारों का समान बुनियादी विन्यास मिलता है।

सबसे पहले, वे वेदर हेड से होकर गुजरते हैं, जो बारिश से बचने के लिए छत या साइडिंग से मजबूती से जुड़ी हुई नाली की लंबाई होती है, जिसमें हंस-गर्दन का उद्घाटन होता है। फिर सेवा-प्रवेश तारों का अगला पड़ाव बिजली का मीटर है, जो आमतौर पर मौसम विभाग के ठीक नीचे घर के किनारे से जुड़ा होता है। तार मीटर के लाइन टर्मिनलों से जुड़ते हैं, जो मीटर को घर में करंट के प्रवाह की निगरानी करने की अनुमति देता है।

आज अधिकांश मीटर स्मार्ट मीटर हैं और वायरलेस रेडियो सिग्नल के माध्यम से स्वचालित रूप से इस जानकारी को बिजली कंपनी तक पहुंचाते हैं। इससे उपयोगिता मीटर रीडरों को हर घर में जाने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। ग्लास वॉट-घंटे मीटर बिजली कंपनी का है, लेकिन मीटर सॉकेट संलग्नक और परिसर की विद्युत प्रणाली के सभी घटक जो इसके बाद आते हैं, गृहस्वामी के हैं।

मीटर से लेकर सर्विस पैनल तक

लोड टर्मिनलों से, जो लाइन टर्मिनलों से मीटर के विपरीत दिशा में होते हैं, सर्विस-प्रवेश तार फिर मुख्य सर्विस पैनल पर जाते हैं। वहां पहुंचने से पहले, उन्हें आम तौर पर एक दीवार से गुजरना पड़ता है। उस बिंदु पर, आमतौर पर घर के किनारे पर एक जंक्शन बॉक्स या नाली फिटिंग (हटाने योग्य कवर के साथ) लगी होती है। वे एक बाहरी सेवा डिस्कनेक्ट स्विच से भी गुजर सकते हैं, जिसकी नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड (एनईसी) को 2023 तक आवश्यकता होती है, लेकिन पुराने घरों में ऐसा नहीं हो सकता है।

विलियमसन बताते हैं, "एनईसी को अब पहले उत्तरदाताओं के लिए एक बाहरी आपातकालीन डिस्कनेक्ट स्विच की आवश्यकता है," लेकिन एक बाहरी सेवा डिस्कनेक्ट एक ही समय में दो कोड नियमों को पूरा कर सकती है: यह आपातकालीन डिस्कनेक्ट और सेवा दोनों के रूप में कार्य करती है डिस्कनेक्ट करें. आपातकालीन प्रथम प्रतिक्रियाकर्ता घर में प्रवेश करने से पहले बिजली काटने के लिए बाहरी डिस्कनेक्ट स्विच का उपयोग कर सकते हैं।

मुख्य सर्विस पैनल घर के अंदर, आमतौर पर बेसमेंट, उपयोगिता कक्ष या गैरेज में होता है। तार दीवार से होकर आते हैं और पैनल के ऊपर या नीचे से प्रवेश करते हैं। प्रत्येक तार एक मुख्य सर्किट ब्रेकर से जुड़ता है और फिर तांबे या मिश्र धातु बस बार से जुड़ता है, जिसे सर्किट ब्रेकर के साथ जुड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। परिपथ तोड़ने वाले बस पैनल के बस बार को "प्लग ऑन" करें।

मेन ब्रेकर, जैसा कि इसे अक्सर लेबल किया जाता है, का उपयोग 2023 से पहले के घरों में मुख्य डिस्कनेक्ट के रूप में भी किया जा सकता है। जब वर्तमान लोड इसकी रेटिंग से अधिक हो जाता है तो इसे खोलने और बंद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। नए निर्माण के लिए, एनईसी को एक आवासीय इकाई के लिए न्यूनतम 100 एम्पीयर रेटिंग की आवश्यकता होती है, लेकिन बड़े घरों को 200-एम्पीयर सेवा या अधिक की आवश्यकता हो सकती है।

पैनल के अंदर

पारिवारिक सहायक

दो तांबे या मिश्र धातु बस बार को "हॉट बस बार" के रूप में जाना जाता है, और उनके बीच वोल्टेज 240 वोल्ट है। इनके अलावा, दो अन्य टर्मिनल बार, न्यूट्रल बार और उपकरण ग्राउंडिंग बार हैं।

तटस्थ टर्मिनल बार

तटस्थ टर्मिनल बार आमतौर पर निकल-प्लेटेड होता है और इसे अलग करने के लिए इसमें चांदी का रंग होता है ताँबा गर्म बस बार. 120-वोल्ट शाखा सर्किट के लिए सफेद तटस्थ तार तटस्थ टर्मिनल बार पर समाप्त होते हैं, जो बदले में, एक सफेद तटस्थ सेवा-प्रवेश तार द्वारा ट्रांसफार्मर से जुड़ता है। यह हॉट बस से निकलने वाली बिजली को ट्रांसफार्मर पर लौटने और एक पूर्ण सर्किट बनाने का एक रास्ता प्रदान करता है।

उपकरण ग्राउंडिंग बार

अधिकांश पैनलों में एक अतिरिक्त टर्मिनल बार होता है जो सीधे पृथ्वी (जमीन) से जुड़ता है, अक्सर घर के ठीक बाहर जमीन में धंसी हुई रॉड के माध्यम से, लेकिन एनईसी के पास इसके लिए कई विकल्प हैं ये "ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड।" वे भूमिगत नगरपालिका धातु जल सेवा पाइप से जुड़ सकते हैं जो घर की आपूर्ति करते हैं या - नए निर्माण में - घर के कंक्रीट में स्टील को मजबूत करने के लिए फ़ुटिंग्स.

घर के सभी शाखा सर्किट केबलों में एक नंगे (या हरे) उपकरण ग्राउंडिंग तार होते हैं जो इस टर्मिनल बार से जुड़ते हैं। ग्राउंडिंग कंडक्टर विद्युत पैनल में ग्राउंड-फ़ॉल्ट करंट के लिए एक सीधा कम-प्रतिरोध पथ प्रदान करता है, जहां यह फ़्यूज़ को उड़ा देता है या सर्किट ब्रेकर को ट्रिप कर देता है। ग्राउंडिंग कंडक्टर सर्किट के माध्यम से लगातार चलता रहता है, जो प्रत्येक रिसेप्टेकल, लाइट स्विच और फिक्स्चर और प्रत्येक धातु विद्युत बॉक्स से जुड़ता है।

सर्किट ब्रेकर और शाखा सर्किट

सभी सर्किट तारों जो घर में बिजली के उपकरणों, जैसे रोशनी, रिसेप्टेकल्स और उपकरणों को खिलाते हैं, मुख्य सेवा पैनल में उत्पन्न होते हैं। हालांकि कुछ अपवाद भी हैं, सर्किट केबल में एक सफेद तार होता है जो न्यूट्रल बार से जुड़ता है, एक नंगे या हरे रंग का ग्राउंड तार होता है जो ग्राउंडिंग बार और एक या दो गर्म तारों (काले और/या लाल) से जुड़ता है, यह इस पर निर्भर करता है कि सर्किट 120 या 240 पर संचालित होता है या नहीं वोल्ट.

हॉट बस से सीधे जुड़ने के बजाय, प्रत्येक शाखा सर्किट के लिए हॉट तार एक सर्किट से जुड़ता है तोड़ने वाला जब करंट उसकी रेटिंग से अधिक हो जाता है तो वह ट्रिप हो जाता है और सर्किट की बिजली काट देता है। 120-वोल्ट सर्किट को नियंत्रित करने वाले सिंगल-पोल ब्रेकर आमतौर पर 15 या 20 एम्प के लिए रेट किए जाते हैं, और प्रत्येक एक स्लॉट में स्नैप करता है जो स्वचालित रूप से इसे बस बार में से एक से जोड़ता है। 240-वोल्ट सर्किट के लिए दो-पोल ब्रेकरों को दोनों बस बार से संपर्क करना होगा।

सभी पैनल वायरिंग एक दरवाजे और - इसके पीछे - एक डेड-फ्रंट कवर द्वारा छिपी हुई है जो पैनल के सामने की तरफ स्क्रू करता है और केवल सर्किट ब्रेकर को खुला छोड़ देता है। धातु पैनल के घेरे को किसी भी आकस्मिक उभार या स्पार्किंग को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और यह लोगों को अपने हाथों और उंगलियों को वहां चिपकाने से रोकता है जहां वे नहीं हैं। दरवाजे या कवर पर लेबल या एक पैनल इंडेक्स इंगित करता है कि प्रत्येक ब्रेकर घर में किस सर्किट को नियंत्रित करता है।

क्रिस डेज़ील 30 से अधिक वर्षों से बिल्डिंग ट्रेड में सक्रिय हैं। उन्होंने ओरेगॉन रेगिस्तान में एक छोटा सा शहर बनाने में मदद की और दो भूनिर्माण कंपनियों की स्थापना में मदद की। उन्होंने बढ़ई, प्लंबर और फ़र्निचर रिफ़िनिशर के रूप में काम किया है। डेज़ील 2010 से DIY लेख लिख रहे हैं और हाल ही में होम डिपो की प्रो रेफरल सेवा के साथ एक ऑनलाइन सलाहकार के रूप में काम किया है। उनका काम लैंडलॉर्डोलॉजी, अपार्टमेंट्स.कॉम और हंकर पर प्रकाशित हुआ है। डेज़ील ने विज्ञान सामग्री भी प्रकाशित की है और वह एक उत्साही संगीतकार हैं।