Kaip veikia elektros sistema

Praėjo daugiau nei 100 metų nuo tada, kai pirmoji Niagaros krioklio kintamosios srovės elektrinė pasirodė internete. Nuo tada JAV ir galiausiai pasaulį pakeitė elektros tinklas. Kiekvienos išsivysčiusios šalies kraštovaizdyje dominuoja bokštai, nešantys aukštos įtampos laidus ir elektros stulpus, paskirstančius elektrą namams ir įmonėms. Kiekvienas regionas turi savo elektros įmonę, kuri prižiūri ir remontuoja tinklą.

Tačiau kiekvienas namas turi savo elektros sistemą, o iškilus problemoms elektros energijos įmonė jų neištaisys. Kad žinotų, kam skambinti iškilus problemoms, namų savininkai turi suprasti, kur baigiasi elektros energijos įmonės atsakomybė ir prasideda jų – taip pat supratimas, kaip galia patenka į namus ir pasiskirsto per visus grandinės.

Elektra žavi, bet elektros sistemos gali būti sudėtinga, o paaiškinimai, kaip jie veikia, gali įklimpti į techninius dalykus. Šiuo aprašymu (statytojo, o ne elektriko akimis) stengiamasi, kad viskas būtų kuo paprasčiau.

Linijos transformatoriaus vaidmuo

Šeimos meistras

Nepaisant saulės energijos generatorių, išsivysčiusių šalių elektros tinklai daugiausia maitinami garo, vandens ar vėjo varomomis turbinomis. Šios turbinos gamina kintamąją srovę (AC), kuri keičia kryptį 60 kartų per sekundę (60 hercų arba 60 Hz.) Šiaurės Amerikoje – ir tiekia jį perdavimo linijomis, kurias palaiko milžiniški bokštai ir galia polių.

Pagalvokite apie įtampą kaip jėgą, kuri varo elektrą per laidus. Įtampa turi būti labai aukšta (kelių šimtų tūkstančių voltų tvarka), kad būtų galima efektyviai ir mažiausiomis sąnaudomis perduoti dideliais atstumais. Ši įtampa yra per didelė praktiniam naudojimui, todėl linijos transformatorius turi sumažinti įtampą (ją sumažinti) iki naudingos vertės.

Jei pažvelgsite į elektros stulpą, viršuje pamatysite didelį metalinį cilindrą. Tai linijos transformatorius, kuris sumažina įtampą iki maždaug 120/240 voltų buitiniam naudojimui. Tai standartinė įtampa, tiekiama vienos ir dviejų šeimų namams Šiaurės Amerikoje. Kitos įtampos konfigūracijos naudojamos komerciniams ir pramoniniams pastatams.

Daugelyje sričių, sako meistras elektrikas Johnas Williamsonas, vietinė komunalinių paslaugų paskirstymo sistema yra palaidota po žeme, todėl komunaliniai transformatoriai yra žinomose ant padėklo sumontuotose žaliose dėžutėse, kurias matote kai kuriuose gyvenamuosiuose namuose apylinkes.

„Regioniniai elektros tinklų operatoriai nenuilstamai ir tyliai dirba visą parą, siekdami užtikrinti, kad tinklo įtampa ir 60 Hz dažnis būtų stabilūs ir nuoseklūs“, – sako jis. "Tai yra kažkas, ką mes visi laikome savaime suprantamu dalyku."

Nuo transformatoriaus iki skaitiklio

Įprastoje viršutinėje dalyje, kuri eina nuo transformatoriaus iki namų, yra trys laidai: du karšti laidai ir vienas neutralus laidas. Išmatuota įtampa yra 240 voltų nuo karštos iki karštos ir 120 voltų tarp neutralios ir kiekvieno karšto laido. Tą pačią pagrindinę trijų izoliuotų laidų konfigūraciją rasite požeminiuose įrenginiuose.

Pirmiausia jie praeina per oro galvutę, kuri yra vamzdžio ilgis, tvirtai pritvirtintas prie stogo arba dailylentės su anga su žąsų kakleliu, kad nepatektų lietus. Tada kita aptarnavimo-įėjimo laidų stotelė yra elektros skaitiklis, kuris dažniausiai tvirtinamas prie namo šono tiesiai po orų galvute. Laidai jungiami prie skaitiklio linijos gnybtų, todėl skaitiklis gali stebėti srovės tekėjimą į namą.

Dauguma skaitiklių šiandien yra išmanieji skaitikliai ir automatiškai perduoda šią informaciją elektros įmonei belaidžiu radijo signalu. Dėl to komunalinių paslaugų skaitiklių skaitytuvų nereikia lankytis kiekvienuose namuose. Stiklinis vatvalandės skaitiklis priklauso energetikos įmonei, o skaitiklio lizdo korpusas ir visi po jo ateinantys patalpų elektros sistemos komponentai priklauso namo savininkui.

Nuo skaitiklio iki aptarnavimo skydelio

Iš apkrovos gnybtų, kurie yra priešingoje skaitiklio pusėje nei linijos gnybtai, aptarnavimo įėjimo laidai eina į pagrindinį aptarnavimo skydelį. Prieš patekdami ten, jie paprastai turi praeiti pro sieną. Tuo metu paprastai prie namo šono pritvirtinama jungiamoji dėžutė arba vamzdžio jungiamoji detalė (su nuimamu dangteliu). Jie taip pat galėtų pereiti per išorinį aptarnavimo atjungimo jungiklį, kurio pagal Nacionalinį elektros kodeksą (NEC) reikalaujama nuo 2023 m., tačiau senesniuose namuose gali nebūti.

„Dabar NEC reikalingas išorinis avarinio išjungimo jungiklis, skirtas pirmiesiems gelbėtojams, – aiškina Williamsonas, – bet išorinis. Paslaugos atjungimas vienu metu gali atitikti dvi kodo taisykles: jis veikia ir kaip avarinis atjungimas, ir kaip paslauga. Atsijungti. Pirmieji gelbėtojai gali naudoti išorinį atjungimo jungiklį, kad prieš įeidami į namus atjungtų maitinimą.

Pagrindinis aptarnavimo skydas yra patalpoje, dažniausiai rūsyje, ūkinėje patalpoje arba garaže. Laidai ateina per sieną ir patenka per skydo viršų arba apačią. Kiekvienas laidas jungiamas prie pagrindinio grandinės pertraukiklio, o tada prie varinių arba lydinių šynų, kurios yra skirtos sujungti su grandinės pertraukikliais. The grandinės pertraukikliai tiesiog „prijunkite“ prie skydelio šynų.

PAGRINDINIS pertraukiklis, kaip dažnai pažymėtas, taip pat gali būti naudojamas kaip pagrindinis atjungiklis namuose, pagamintuose iki 2023 m. Jis sukurtas taip, kad atsidarytų ir išsijungtų, kai srovė viršija nominalią apkrovą. Naujai statybai NEC reikalauja minimalios 100 amperų būsto galios, tačiau didesniems namams gali prireikti 200 amperų ar daugiau.

Skydelio viduje

Šeimos meistras

Dvi vario arba lydinio šynos yra žinomos kaip „karštosios šynos“, o įtampa tarp jų yra 240 voltų. Be šių, yra dar dvi gnybtų juostos, neutrali juosta ir įrangos įžeminimo juosta.

Neutrali gnybtų juosta

Neutrali gnybtų juosta paprastai yra nikeliuota ir yra sidabrinės spalvos, kad būtų galima atskirti nuo vario karšti autobusų barai. 120 voltų šakų grandinių balti nuliniai laidai baigiasi nulinės gnybtų juostoje, kuri savo ruožtu jungiasi prie transformatoriaus baltu neutraliu aptarnavimo įėjimo laidu. Tai suteikia galimybę elektrai, gaunamai iš bet kurios karštos magistralės, grįžti į transformatorių ir sudaryti visą grandinę.

Įrangos įžeminimo juosta

Daugumoje plokščių yra papildoma gnybtų juosta, kuri jungiama tiesiai prie žemės (žemės), dažnai naudojant įžeminimo strypą, įmuštą į žemę šalia namo, tačiau NEC turi keletą galimybių. šie „įžeminimo elektrodai“. Jie gali jungtis prie požeminių komunalinių metalinių vandentiekio vamzdžių, kuriais tiekiamas namas, arba – naujos statybos atveju – prie armatūrinio plieno namo betone. pagrindai.

Visi atšakų grandinės kabeliai namuose turi pliką (arba žalią) įrangos įžeminimo laidą, kuris jungiasi prie šios gnybtų juostos. Įžeminimo laidininkas suteikia tiesioginį mažos varžos kelią įžeminimo srovei atgal į elektros skydelį, kur perdega saugiklis arba išjungia grandinės pertraukiklis. Įžeminimo laidininkas nenutrūkstamai eina per grandinę, jungiantis prie kiekvieno lizdo, šviesos jungiklio ir armatūros bei kiekvienos metalinės elektros dėžutės.

Grandinės pertraukikliai ir atšakos grandinės

Visa grandinė laidai kurie maitina namų elektros prietaisus, pvz., šviestuvus, talpyklas ir prietaisus, yra kilę iš pagrindinio aptarnavimo skydelio. Nors yra išimčių, grandinės kabeliai turi baltą laidą, kuris jungiasi prie neutralios juostos, plikas arba žalias įžeminimo laidas, kuris jungiasi prie įžeminimo juostos ir vieno ar dviejų karštų laidų (juodų ir (arba) raudonų), priklausomai nuo to, ar grandinė veikia esant 120 ar 240 voltų.

Užuot jungęs tiesiai prie karštosios magistralės, karštas laidas kiekvienai šakos grandinei jungiasi prie grandinės pertraukiklis kuris suveikia ir nutraukia maitinimą grandinėje, kai srovės suvartojimas viršija nominalią. Vieno poliaus pertraukikliai, valdantys 120 voltų grandines, paprastai yra skirti 15 arba 20 amperų, ​​ir kiekvienas iš jų užsifiksuoja į lizdą, kuris automatiškai prijungia jį prie vienos iš šynų. Dviejų polių pertraukikliai 240 voltų grandinėms turi liestis su abiem šynų juostomis.

Visi skydo laidai yra paslėpti durelėmis, o už jų - negyvas priekinis dangtelis, kuris prisukamas prie skydo priekio ir palieka tik grandinės pertraukiklius. Metalinės plokštės gaubtas sukurtas taip, kad apsaugotų nuo atsitiktinio lanko ar kibirkščių susidarymo, todėl žmonės nekištų rankų ir pirštų ten, kur jiems nereikia. Etiketės arba skydelio rodyklė ant durų ar dangčio nurodo, kurią namo grandinę valdo kiekvienas išjungiklis.

Chrisas Dezielis statybų srityje dirba daugiau nei 30 metų. Jis padėjo nuo pat pradžių sukurti nedidelį miestą Oregono dykumoje ir padėjo įkurti dvi kraštovaizdžio tvarkymo įmones. Dirbo staliumi, santechniku ​​ir baldų apdailininku. Deziel rašė „pasidaryk pats“ straipsnius nuo 2010 m. ir dirbo konsultantu internetu, pastaruoju metu su „Home Depot“ „Pro Referral“ paslauga. Jo darbai buvo paskelbti Landlordology, Apartments.com ir Hunker. Deziel taip pat paskelbė mokslinį turinį ir yra aistringas muzikantas.