Sähkökuormitusten tasapainottaminen

sähkökuormitusten tasapainottaminen on tärkeä osa virtapiirien asettamista kotitalouksien johdotusjärjestelmään. Sähköasentajat tekevät sen yleensä asentaessaan uuden huoltopaneelin (katkaisijalaatikon), johtaessaan talon uudelleen tai lisätessään useita piirejä remontin aikana. Yksinkertaisesti sanottuna sähköisessä huoltopaneelissa on kaksi puolta, ja kuormituksen tasapainottamisessa on kyse piirien jakamisesta tasaisesti kahden sivun välille niin, että kuormitus eli tehoveto on suurin piirtein sama molemmin puolin. Epätasapainoinen kuormitus syntyy, kun paneelin toiselle puolelle on vedetty huomattavasti enemmän tehoa kuin toiselle puolelle. Tämä voi johtaa sähkökomponenttien ylikuumenemiseen ja mahdollisesti paneelin ylikuormittumiseen.

Sähköpalvelun perusteet

useimmissa kodeissa on käytössä yksivaiheinen, kolmilankainen sähköhuolto. Palvelu tulee apuohjelmasta kahden maadoittamattoman “kuuman” johdon kautta, jotka kuljettavat kukin 120 volttia, sekä yhden maadoitetun “neutraalin” johdon. Johdot kytkeytyvät kodin huoltopaneeliin, ja jokainen kuuma johto antaa 120 voltin tehon yhdelle paneelin kahdesta kuumaväyläpalkista. Katkaisijat eri kotitalouksien piirejä (kutsutaan haara piirit) snap paneelin ja kytkeä sähköisesti yhteen tai molempiin kuuma linja baareja. Yksinapainen katkaisija kytkeytyy vain yhteen väyläpalkkiin ja tuottaa 120 volttia virtapiiriin. Kaksinapainen katkaisija kytkeytyy molempiin väylätankoihin ja syöttää 240 volttia virtapiiriin. Kuten yleishyödylliset palvelulangat, jokaisessa haarapiirissä on yksi tai kaksi kuumaa johtoa ja neutraali johto. Sähkövoima lähtee paneelista kuumia johtoja pitkin ja palaa paneeliin neutraalilla. Sieltä virta menee takaisin sähköverkkoon utility service Neutralin kautta.

piirin ampeeriluku

jokaisella katkaisijalla on ampeeriluku, joka ilmaisee suurimman kuormituksen, jonka piiri pystyy käsittelemään ennen kuin katkaisija sammuu ylikuormituksen estämiseksi. Yksilapaiset katkaisijat on yleensä mitoitettu 15 tai 20 ampeeria. Kaksinapaiset katkaisijat vaihtelevat tyypillisesti 20-50 ampeeria tai enemmän. Ampeerin luokitus on tärkein tekijä, jota käytetään huoltopaneelin kuormien tasapainottamiseen. Toinen tekijä on sähkölaitteiden tyyppi (laite, pistorasiat, valaistus jne.) palvelee piirejä ja kun kyseistä laitetta tyypillisesti käytetään. Esimerkiksi jääkaappi toimii 24 tuntia vuorokaudessa, 365 päivää vuodessa ja tarvitsee eniten virtaa kompressorimoottorinsa käynnistämiseen. Sen sijaan koko talon tuulettimessa tai ullakolla olevassa tuulettimessa on suhteellisen tasainen tehoveto, ja sitä käytetään vain lämpimällä säällä ja yleensä yöllä tai varhain aamulla.

Piiritasapaino

jotta ymmärtäisit, miten tasapainotus toimii, kuvittele, että sinulla on kaksi 120 voltin piiriä, joissa on yksinapainen katkaisija. Yksi piiri toimittaa jääkaappi, joka vetää 8 ampeeria; toinen piiri toimittaa arkkupakastimen, joka vetää 7 ampeeria. Molemmat laitteet toimivat koko ajan, ympäri vuoden. Kahden piirin kuormituksen tasapainottamiseksi katkaisimien tulisi olla eri kuumaväylätangoissa eli huoltopaneelin” jaloissa”. Siten kahden piirin ampeeriarvot kumoavat toisensa, kun virta palaa neutraalilla olevaan apuohjelmaan. Tällöin virta neutraalilla olisi 1 amp: 8-7 = 1. Jos molemmat laitteet vetäisivät 8 ampeeria, virta neutraalilla olisi 0. Tavoitteena on, että virta neutraalilla olisi mahdollisimman alhainen—turvallisuuden, energiatehokkuuden ja muiden syiden vuoksi.

toisaalta, jos molemmat piirit asetettaisiin samalle jalalle paneelissa, laitteiden kuormat laskisivat yhteen, jolloin 15 ampeeria virtaa palaisi neutraalilla. Se olisi epätasapainoista kuormaa ja mieluiten vältettäisiin.

katkaisijan sijoitus

kunkin piirin vetämä jalka tai jalat riippuu siitä, missä katkaisija istuu paneelissa. Useimmissa paneeleissa levyn kummallakin puolella olevat katkaisijapaikat vuorottelevat kuumaväylätankojen (jalkojen) välillä. Jos kaksi yksinapaista katkaisijaa on samalla puolella ja ne on pinottu päällekkäin, ne kytkeytyvät eri jalkoihin. Jos ne ovat samalla puolella, mutta niiden välissä on rako, ne yhdistyvät samaan jalkaan. Kaksinapaiset katkaisijat vievät kaksi vierekkäistä paikkaa ja kytkeytyvät molempiin jalkoihin. Jokainen jalka tarjoaa 120 volttia yhteensä 240 piiri. Tämän vuoksi kaksinapaiset katkaisijat ovat automaattisesti tasapainossa riippumatta siitä, missä ne ovat paneelissa. Siksi, kun asetat piirejä talon, tavoitteena on olla suurin piirtein yhtä ampeeriluku vetää molemmilla jaloilla paneelin.