Quel est le problème avec les conducteurs parallèles?

En ce qui concerne les systèmes à courant alternatif (comme pour les maisons et autres), un chemin circulaire est appelé conducteur parallèle. C'est illégal (selon la section 310 du NEC) sauf dans certaines circonstances. Mais j'ai remarqué qu'avec les circuits DC, les conducteurs circulaires sont aussi ... tabous (faute d'un meilleur mot). Voir l'image ci-dessous - juste à titre d'exemple (il y a probablement de meilleurs exemples, donc si un autre exemple est meilleur pour illustrer le problème ou répondre, veuillez le montrer et le dire).

Ma (mes) question (s) est fondamentalement, qu'est-ce qui ne va pas avec un conducteur circulaire / parallèle?

Aussi, juste pour plus de clarté, voici une photo d'un circuit illégal (par NEC):

Edit- comme suite à certains des commentaires ci-dessous, il se trouve que j'ai vu le circuit LED mentionné ci-dessus. J'ai actuellement un PCB similaire (une sorte de mauvais exemple, illustré ci-dessous, car l'excuse pour ne pas connecter les anneaux pourrait être qu'il y a un conducteur sur le chemin) mais j'ai vu un autre PCB sans aucune excuse pour ne pas terminer l'anneau, alors je me suis demandé pourquoi il n'était pas connecté.

Les deux configurations conduiront l'alimentation aux charges.

Lorsque vous essayez de comprendre ce qui est «illégal» et pourquoi, vous devez comprendre quelles conditions de faute les autorités tentent de prévenir. Il peut y avoir un commentaire dans les normes pertinentes si vous avez de la chance.

Au Royaume-Uni, un tel arrangement d'un conducteur circulaire est appelé `` Ring Main '' et a été activement promu pour le recâblage domestique à partir de la fin des années 1940, en raison d'une pénurie de cuivre et de taux élevés de construction de maisons après la Seconde Guerre mondiale. Le fait d'avoir deux chemins de retour vers la boîte de distribution permet aux conducteurs plus légers de desservir la même zone que les éperons.

Les règles sont qu'un 2,5 mm conducteur de ² dessert une superficie allant jusqu'à 1 000 pieds carrés et que ses deux extrémités sont renvoyées au panneau de distribution, protégées par un fusible de 30 A. Chaque prise sur le mur qui fait partie de l'anneau a une boucle d'entrée et de sortie de 2,5 mm ² , connectée aux bornes de la prise. Notez qu'un éperon de 2,5 mm ² utiliserait un fusible de ²² A.

Le problème survient si quelqu'un remplace une prise sans mettre les deux conducteurs dans les bornes, ou si un conducteur se casse. La boucle est maintenant rompue, et nous avons maintenant deux 2,5 mm éperons de ² , nécessitant un fusible de 22 A pour la protection, mais ayant un fusible de 30 A, sans échec apparent pour alerter qui que ce soit .

Toute mise en parallèle des fils permet à ce type d'erreur de surcharge potentielle indétectable de se produire. Certaines autorités réglementaires interdisent cette pratique, d'autres l'autorisent.

Soit dit en passant, cette illustration est terrible. Il montre un circuit intrinsèquement DC , avec des charges DC à tirage constant, par exemple des LED. Et c'est un cas d'utilisation particulier où les circuits en anneau sont totalement OK . Avec le secteur, cependant ...

C'est principalement parce que le cheminement des circuits complexes rend les circuits non maintenables . Le neutre doit être juste à côté de son partenaire chaud, principalement pour que vous puissiez trouver la fichue chose . Et si vous retirez un conducteur, la chose en aval ne peut pas être alimentée ailleurs, car c'est un danger pour la sécurité.

En relation, les GFCI ne peuvent pas fonctionner si chaud ou neutre ont un moyen de contourner le GFCI.

Un autre facteur important est les courants de Foucault . Partout où les points chauds et leurs partenaires neutres se dispersent, un champ magnétique s'installe entre eux et il chauffera par induction tout ce qui est métallique à l'intérieur. Notre tension plus faible en fait un facteur plus important, car avec la moitié de la tension, nous avons le double du courant, et c'est le courant qui en est la cause. Par exemple, nous devons "encocher" les panneaux de service où un circuit entre sur deux conduits différents, pour agir comme un laminage (car les noyaux des transformateurs sont laminés).

Maintenant, généralement, les chemins redondants s'équilibreront. Le chauffage inductif n'est pas gratuit, il ajoute de l'impédance à cet itinéraire, donc l'électricité favorisera l'itinéraire qui ne le crée pas.

Nous n'avons pas de circuits de boucle de style britannique revenant au panneau principal, car inévitablement, une tête de mouton frapperait chaque jambe de la boucle dans un disjoncteur différent . Et c'est particulièrement un problème en raison de notre système à phases divisées 120/240. Le neutre est au milieu et si ces deux disjoncteurs sont sur des pôles opposés, vous espérez que la protection du circuit fonctionne! Même s'ils sont sur le même pôle, les disjoncteurs autoriseront 40 A dans des prises répertoriées uniquement pour 20 A. Les fils peuvent être en mesure de le gérer, mais les prises ne le peuvent pas - elles n'ont pas de fusibles individuels ou d'interrupteurs marche / arrêt comme au Royaume-Uni.

Permettez-moi de vous montrer l'un des chemins possibles qu'un courant peut prendre lorsque la diode supérieure est allumée: ici, les lignes rouges représentent le chemin du courant et le laid rose couvre la zone qui rayonnera l'EMI.

Si les résistances des fils formant la boucle sont déséquilibrées (c'est souvent le cas, en particulier aux hautes fréquences), le schéma en boucle a le potentiel de former d'énormes antennes en boucle, qui rayonneront des ordres de grandeur plus d'interférences que les conducteurs qui garantissent que les chemins de courant sont rapprochées.

Lorsqu'on prétend que quelque chose est "illégal", il faut identifier de quelle juridiction il s'agit. Il semble très probable que cette pratique soit "illégale" en Amérique du Nord où seuls des "circuits de dérivation" sont utilisés (et devraient être trouvés.

Cependant, dans d'autres endroits (notamment en Grande-Bretagne), les "circuits en anneau" sont assez courants et attendus.

La raison pour laquelle les "conducteurs parallèles" ou les "circuits en anneau" sont contraires au Code national de l'électricité est qu'il présente un risque d'électrocution pour toute personne travaillant sur le circuit. Ils pouvaient déconnecter un joint du circuit en pensant que tout «en aval» était sûr. Mais s'il y a un circuit parallèle ailleurs, il n'y a aucun moyen de voir si le circuit a été vraiment déconnecté et sécurisé. Il n'y a pas un seul chemin "en aval" pour le courant.

Le même principe s'applique que vous parliez de CA ou de CC.

Je soupçonne que c'est une mesure de sécurité. Au Royaume-Uni, les réseaux électriques étant courants dans le câblage résidentiel, les électriciens et les autres personnes qui pourraient avoir besoin de fouiller derrière leurs prises comprennent probablement cela.

En Amérique du Nord, il serait bizarre de trouver une maison câblée de cette manière et serait donc également inattendu. Les personnes travaillant avec le câblage domestique peuvent penser qu'elles ont coupé l'alimentation en déconnectant un côté du circuit tout en oubliant ou en ne sachant pas qu'il y a un autre chemin et en étant ensuite électrocutées. Ici, la deuxième connexion inattendue devient un danger pour la sécurité.

Pour les circuits CC qui n'ont pas de courants ou de tensions changeants, ils sont plus sensibles aux interférences électromagnétiques, car ils pourraient former une antenne importante ou une boucle inductive, mais ne sont pas susceptibles de rayonner beaucoup s'ils sont à courant et tension constants, ils établissent donc uniquement un champ magnétique statique. La quantité de couplage inductif ou EMI est liée à la zone que la boucle renferme.

Les circuits parallèles offrent une résistance de chemin et une redondance inférieures.

Pour les circuits protégés à courant élevé, il ne doit être utilisé que pour la redondance et non pour la dépendance à partager le courant car un défaut sur un chemin ne serait pas détecté et pourrait dépasser le courant nominal.

Pour les circuits non protégés à basse tension, une boucle est tout à fait OK, sauf si le contrôle de l'impédance est un facteur, puis un découplage local vers un plan de masse est utilisé pour empêcher le décalage de masse et l'inductance de trace de puissance.

Sur la figure 1, une boucle ouverte peut être plus sombre à la fin s'il y a une chute de tension importante sur les conducteurs, sinon aucune différence.

Dans la figure 2, les règles de sécurité locales s'appliquent

modifier La figure 1 dépend fortement du courant total et de la résistance du câble. Par exemple, si le courant total était de 5 A autour d'un bâtiment, avec Vs ~ = 12V et tous les réseaux de LED en parallèle, le choix de la jauge de câble pèse fortement sur la tolérance de tension autour de la boucle. Ainsi, la solution de chemin le plus court peut être la meilleure (boucle fermée). La boucle doit également être protégée contre les inversions de tension.

En ce qui concerne le circuit de votre deuxième figure, si chaque fil dans le diagramme est suffisamment grand pour transporter en toute sécurité le plein courant demandé par la charge, le circuit ne pose aucun risque d'incendie ou de surcharge.

Considérez ce circuit (1):

Lorsque le fil 1 est suffisant pour allumer la lampe sans surchauffer.

Considérez séparément ce circuit (2):

Lorsque le fil 2 est également suffisant pour allumer la lampe sans problème.

Maintenant, en commençant par le circuit 2, ajoutez le fil du circuit 1:

Qu'arrive-t-il au courant dans le fil 2?

Le courant dans le fil 2 ne peut pas augmenter, car aucun chemin supplémentaire n'est ajouté entre LINE et A, ni entre B et LOAD. En fait, le courant diminuera, bien qu'il ne soit pas probable qu'il diminue de moitié, sauf si la résistance des deux fils correspond accidentellement.

Maintenant, en commençant par le circuit 1, ajoutez le fil du circuit 2. Qu'advient-il du courant dans le fil 1? Il diminuera, mais - encore une fois - il est peu probable qu'il diminue de moitié.

Tout le courant requis par la charge se divisera entre les fils 1 et 2, en fonction de leur résistance comparative, mais aucun des fils ne sera appelé à transporter plus que tout le courant. Étant donné que chaque fil peut transporter en toute sécurité tout le courant, il n'y a aucun risque de surcharge.

Comme autre expérience de pensée, commencez par connecter les deux fils et augmentez progressivement la résistance du fil 2. Qu'arrive-t-il au courant dans le fil 1? Il s'approche progressivement, mais ne dépasse jamais, le courant à pleine charge. Augmentez la résistance du fil 2 à l'infini, en le coupant ou en le supprimant, et le courant dans le fil 1 atteint exactement le courant à pleine charge.

Tant que la condition que le fil 1 ou le fil 2 puisse alimenter la charge en toute sécurité, il n'y a pas de combinaison de résistance asymétrique qui entraînera une surcharge de courant dans aucune partie du circuit. C'est pourquoi le circuit de votre figure 2 ne présente pas de risque de surchauffe.