平行导体怎么了?


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对于交流系统(如家用等),圆形路径称为平行导体。除非在某些情况下,否则它是非法的(根据NEC第310条)。但是我已经注意到,对于直流电路,圆形导体也是...禁忌(因为缺少更好的词)。请看下面的图片-仅作为示例(可能有更好的示例,因此,如果有另一个示例可以更好地说明问题或回答,请显示并告知)。

我的问题基本上是,圆形/平行导体怎么了?

在此处输入图片说明

另外,为清楚起见,这是一张非法电路的图片(每个NEC):

在此处输入图片说明

编辑-作为下面一些评论的后续内容,我碰巧看到上述LED电路。我目前有一个类似的PCB(一个很差的例子,如下图所示,因为未连接环的借口可能是有一个导体),但是我看到另一块PCB没有任何借口未完成环,所以我想知道为什么它没有连接。

在此处输入图片说明


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在左侧,您有一个接地回路。不好 而且,这些不是严格平行的,因为内部的较短。
尤金(Eugene Sh)。

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在英国,将插座设置为“环形主”配置是标准的:en.wikipedia.org/wiki/Ring_circuit
pjc50 '16

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@ pjc50:是的,总是有一个怪人在做事时有别于其他人,这是有问题的原因……就像那些测量身体部位距离的人一样。
PlasmaHH

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@BenWelborn因为对噪声敏感的信号(例如音频)通常使用地面作为参考。
德米特里·格里戈里耶夫

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@harper我正在/一直在寻找解释/理论,而不是代码和DIY方法。我确实在那儿问了几个相关的问题(将子面板接地并切换计时器)...但是您知道DIY论坛...他们并不真正了解或关心它是否非法,当然也不知道为什么是非法的。还是没有问题。我很高兴地说,我今天从中学到了一些东西。
本韦尔伯恩

Answers:


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两种配置都会为负载供电。

当试图弄清什么是“非法”以及为什么时,您需要了解当局试图防止的故障情况。如果幸运的话,相关标准中可能会有评论。

在英国,这种圆形导体的布置被称为“环形主线”,由于第二次世界大战后铜的短缺和房屋建造的高速率,从1940年代后期起,它被积极推广用于国内布线。具有两条返回配电箱的路径,可以使较轻的导体在与杂散区相同的区域中使用。

规则是,一根2.5mm 2的导体的最大面积为1000平方英尺,两端都返回配电盘,并由30A保险丝保护。属于环的一部分的墙壁上的每个插座都有一个2.5mm 2的环形进线和环形出线,连接在插座端子上。请注意,2.5mm 2的支线将使用22A保险丝。

如果有人在没有将两个导体都插入端子的情况下更换插座,或者导体以某种方式折断,就会出现问题。环路现在已断开,我们现在有两个2.5mm 2的杂散,需要22A的保险丝进行保护,但需要30A的保险丝,没有明显的故障可以提醒任何人

导线的任何并联都会导致这种不可检测的潜在过载错误发生。一些监管机构禁止这种做法,有些则允许这样做。


从我的第二张图片(AC)中,我有点想,可能是相位不平衡,或者仅仅是电阻差异,导致较长的导体(或电阻较高的导体)过热。听起来合理还是愚蠢(由于电线足够重,所以任何一根电线都可以承受灯泡的全部负载)?
本·韦尔伯恩

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如果……导体以某种方式折断,并且基本上所有负载都在折断的一侧,就会出现问题。大多数中断仍将得到充分保护-尽管不是全部。节省铜的方法更糟,可以说是包括铝电缆(AFAIK在英国从未合法使用)
Brian Drummond

@BrianDrummond是的,铝在美国是合法的……这完全有火灾隐患。
本·韦尔伯恩

@BrianDrummond,您认为第二张照片中的接线应该很好,因为这些电线能够处理灯泡的所有电流?如果一根电线长50英尺怎么办?当然,两条线之间会有电压差。
Ben Welborn,

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在北美,您必须为电路中最细的导体对电路进行熔断,因此2.5mm => 22A熔断器毫无争议。
哈珀-恢复莫妮卡

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顺便说一句,那个例证是可怕的。它显示了一个固有的直流电路,具有恒定的直流负载,例如LED。这是一个特殊的用例,其中环形电路完全可以使用。但是,使用交流电源...

这主要是因为复杂的电路路径使电路 无法维护。中立者必须紧挨其伙伴,主要是这样,以便您可以找到该死的东西。而且,如果您拆除导体,则下游的物体也不会从其他地方通电,因为这是安全隐患。

相关的是,如果高温或中性有办法绕过GFCI,则GFCI将无法工作。

另一个重要因素是涡流。任何地方的热点和它们的伙伴中性点分散开来,它们之间都会建立一个磁场,它将感应加热其中的任何金属。我们较低的电压使其成为一个重要因素,因为在一半的电压下,我们拥有的电流是电流的两倍,而电流正是导致这种情况的原因。例如,我们必须在一条电路进入两条不同导管的地方“刻痕”服务面板,以充当层压板(因为变压器芯是层压的)。

现在,通常来说,冗余路径会平衡自己。感应加热不是免费的,它会增加该路径的阻抗,因此电会偏向于不会产生该热量的路径。

我们没有英国式回路电路返回主面板,因为不可避免地,一些羊肉头会把回路的每条腿打成不同的断路器。由于我们的120/240分相系统,这尤其成为问题。中性点在中间,如果这两个断路器位于相反的极点,则您希望电路保护起作用!即使它们位于同一极,断路器也会允许40A进入仅列出20A的插座。电线也许可以处理它,但是插座却不能,例如英国,它们没有单独的保险丝或开/关开关。


美国通常使用120V / 240V分相系统。英国的民用房屋通常使用230V单端单相。英国的商业建筑通常使用230V / 400V三相。
彼得·格林

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同样,该磁场会在暴露于其的齿轮中引起干扰(CRT偏转,嗡嗡声,也许还有其他影响)。
ThreePhaseEel

不好意思的插图,很抱歉...正如我在问题中说的那样,可能有更好的例子,因此,如果有另一个例子可以更好地说明问题或回答,请展示并讲述。我添加了图片来帮助(也许)。
本·韦尔伯恩

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为什么在这里假设一个恒定的直流电路?LED通常采用PWM控制亮度,频率高达50-100 kHz,以避免可听范围。而且LED本身是非线性的,因此即使您向其馈入平滑信号,它们也会产生谐波。
德米特里·格里戈里耶夫

@DmitryGrigoryev我在看示例电路,那里肯定没有PWM发生。它是尽可能的静态DC。我不相信这种电路会产生谐波。就是说,我明白你的意思:PWM引入了重要的交流成分,因此它必须是一个设计因素。
哈珀-恢复莫妮卡

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让我告诉您,当上部二极管接通时,电流可能采取的路径之一: 在此处输入图片说明 在这里,红线表示电流路径,而难看的粉红色覆盖了会辐射EMI的区域。

如果形成环路的导线的电阻不平衡(通常是这种情况,尤其是在高频情况下),则环路示意图可能会形成巨大的环路天线,与确保电流路径畅通的导体相比,它将辐射出更多数量级的干扰。紧靠在一起。


1
这听起来很合理。对于120真空系统也可能是一个问题吗?您是否认为EMI是避免环路的主要原因?
Ben Welborn,

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您可能会考虑这样一个事实,即英国几乎没有房屋(除了在美国甚至宣布独立之前建造的房屋)就没有木结构。过载的电线很难使砖块和混凝土着火。OP中的第二个“非法”电路存在一个明显的问题,即如果没有人知道平行线存在,那么有人会断开其中一根线,并且会大吃一惊。在英国,您希望所有房屋布线都将使用环形干线。
alephzero

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@alephzero我一直在阅读和学习有关英国的布线...我也不认为它们也会允许第二张图中的电路。
本韦尔伯恩

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您的答案只有一个小问题。它显示了一个环形电路,该环形电路在所有方面都为直流电并驱动非EMI产生的负载。DC没有这个问题。
哈珀-恢复莫妮卡

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@BenWelborn循环是一个电感器。电感器可抵抗电流变化。没有变化,没有阻力,没有热量。那里有一个静磁场,但冰箱磁铁也是如此。那些不热。
哈珀-恢复莫妮卡

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当声称某事是“非法的”时,必须确定正在讨论什么管辖权。在北美,仅使用“分支电路”(并且有望被发现),这种做法很可能是“非法的”。

但是,在其他地方(尤其是英国),“环形电路”是相当普遍且可以预期的。

之所以将“平行导体”或“环形电路”与《国家电气规范》相违背,是因为它会对电路上的任何工作人员造成触电危险。他们认为“下游”的一切都是安全的,因此可以断开电路中的关节。但是,如果其他地方有并联电路,则无法查看该电路是否真正断开连接并变得安全。当前没有单“下游”路径。

无论您谈论的是交流还是直流,都适用相同的原理。


实际上,我会毫不犹豫地说,《任择议定书》图2中的布线在任何司法管辖区都是合法的(无规定)。如果导线的长度相同,具有相同的屏蔽层,具有相同的直径(最小直径-1/0)并且使用相同的端子连接,则平行导体在美国是合法的。尽管环网系统在英国是合法的,但并不是故意的。我对BS 7671(英国规例)不熟悉,但我会怀疑图2所示的接线在那儿是可以的(但如果可能,请作其他说明)。
本韦尔伯恩

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我怀疑这是安全措施。在英国,环形电线在住宅布线中很常见,电工和其他可能需要在插座后面戳戳的人可能知道这一点。

在北美,找到以这种方式布线的房屋将很奇怪,因此也是意外的。进行家庭布线的人们可能会认为他们已经通过断开电路的一侧断开了电源,而忘记或不知道存在另一条路径,然后被电死。在此,意外的第二连接成为安全隐患。

对于没有变化的电流或电压的DC电路,它们更容易受到EMI的干扰,因为它可能形成坚固的天线或电感性环路,但是如果它们在恒定的电流和电压下不可能辐射太多,因此它们只能建立一个静磁场。电感耦合或EMI的量与环路所包围的面积有关。


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并联电路具有较低的路径电阻和冗余度。

对于高电流保护电路,仅应将其用于冗余,而不必依赖于共享电流,因为一条路径中的故障将不会被发现并且可能会超过额定电流。

对于低压无保护电路,除非阻抗控制是一个因素,否则环路就可以了,除非使用局部去耦至接地平面的方式来防止接地偏移和电源走线电感。

在图1中,如果导体上存在明显的电压降,则开环末端可能会变暗,否则就没有区别。

在图2中,适用本地安全规则

编辑图1很大程度上取决于总电流和电缆电阻。例如,如果建筑物周围的总电流为5A,Vs〜= 12V,并且所有LED阵列并联,则电缆规格的选择会严重影响环路周围的电压容限。因此,最短路径的解决方案可能是最好的(闭环)。该环路也应提供反向电压保护。


您将低电压定义为什么?在24V以下?600V以下?
Ben Welborn,

UL / IEC / CSA将其定义为<= 50V
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 '16

NFPA对此还有其他观点。我记得在30V左右。
哈珀-恢复莫妮卡

您到底要在电源和环路之间或串联在每个环路中的什么地方放置反向电流保护?什么是保护装置?二极管?
本·韦尔伯恩

1

关于第二个图中的电路,如果图中的每根电线都足够大,可以安全地承受负载所需的全部电流,则该电路不会引起火灾或过载危险。

考虑以下电路(1):

电路1

电线1足以点亮灯而不会过热的地方。

单独考虑以下电路(2):

电路2

如果电线2也足以点亮灯而没有问题。

现在,从电路2开始,添加电路1中的导线:

同时进行电路1和2

导线2中的电流会怎样?

导线2中的电流不能增加,因为在LINE和A之间没有增加任何路径,在B和LOAD之间没有增加任何路径。实际上,电流将减小,尽管它不可​​能减小一半,除非两根导线的电阻意外匹配。

现在,从电路1开始,添加来自电路2的导线。导线1中的电流会怎样?它会减少,尽管-再说一次-它不可能减少一半。

负载所需的所有电流都将在导线1和2之间分配,具体取决于它们的比较电阻,但是两条导线都不会被要求承载比所有电流更多的电流。由于任一根导线都能安全地承载所有电流,因此没有过载危险。

作为另一个思想实验,请先连接两根导线,然后逐渐增加导线2的电阻。导线1中的电流会发生什么?它逐渐接近但从未超过满负载电流。通过切割或移除导线2将电阻2增大到无穷大,导线1中的电流恰好达到满载电流。

只要保持导线1或导线2可以安全地提供负载的条件,就不会存在不对称电阻的组合,否则会导致电路任何部分的电流过载。这就是为什么图2中的电路不会造成过热的危险。

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