Ändringskablar eller ringledningar (informellt kallas även ringhuvud eller helt enkelt ring (ring) ) är en ledningsprincip utvecklad och används huvudsakligen i Storbritannien , som tillhandahåller två oberoende ledare för fas, noll och skyddsjord i en byggnad för varje ansluten last eller uttag.
Detta schema tillåter användning av tunnare ledningar än radiella ledningar för samma totala ström. Helst fungerar ringen som två radiella armar som arbetar mot varandra; punkten för deras separation beror på fördelningen av lasten i ringen. Om belastningen är jämnt fördelad i två riktningar, kommer strömmen i varje riktning att vara lika med hälften av den totala kraften, vilket tillåter användning av tråd med halva tvärsnittet än vad som behövs för maximal ström. I praktiken är belastningen inte alltid jämnt fördelad, så en tjockare tråd används.
I ett enfassystem utgår ringen från lägenhetscentralen ( konsumentenhet ( konsumentenhet), även säkringsdosa (dosa med smältinsatser ) eller brytarbox (box med AB )), passerar genom varje uttag i tur och ordning och går sedan tillbaka. till skölden. I ett trefassystem drivs ringen (som nästan alltid är enfasig) av en enpolig strömbrytare i distributionskortet ( fördelningskort , i motsats till konsumentenhet ).
Ringkretsar används ofta i brittiska ledningar med 13 amp BS 1363 säkrade pluggar. De drivs vanligtvis av en 2,5 mm² kabel och är skyddade av 30 amp säkringar, gamla 30 amp brytare eller europeiska harmoniserade 32 amp brytare. Ibland används en 4 mm² kabel om kabeln är mycket lång (för att minska spänningsfallet) eller det finns faktorer som försämrar kabelns prestanda, såsom värmeisolering . Mineralisolerad kopparmantlad kabel med 1,5 mm² kärnor (känd som pyro ) kan också användas eftersom mineralisolerad kabel tål värme mer effektivt än vanlig PVC; den måste dock väljas med större omsorg, med hänsyn till spänningsfallet under långa körningar.
Många icke-professionella i Storbritannien hänvisar till alla ledningar som ringar ; från den oinvigde kan man ofta höra termen belysningsring . Det händer att bland hemgjorda ledningar kan du se ett belysningsnätverk, kopplat i form av en kabelring (dock med en automatisk enhet under kabelns märkström).
Ringledningar och det tillhörande BS 1363 plug-and-socket-systemet utvecklades i Storbritannien mellan 1942 och 1947. [1] De används i stor utsträckning i Storbritannien och, i mindre utsträckning, i Republiken Irland. Används även lokalt i länderna i Commonwealth of Nations , där Storbritannien tidigare hade stort inflytande.
Ringledningar uppstod eftersom Storbritannien tvingades gå in i ett massivt bostadsomvandlingsprogram orsakat av andra världskrigets förödelse [2] . Då var det en allvarlig brist på koppar, så det var nödvändigt att utveckla en krets som använder minst mängd koppar. Det specificerades att kretsen skulle använda 13-amp säkringsuttag, vilket resulterade i flera utföranden för stickproppar och uttag. Endast det rektangulära kontaktsystemet (BS 1363) överlevde, men Dormond & Smiths runda kontaktsystem fortsatte att användas in på 1980-talet på många ställen. Denna plugg hade en karakteristisk egenskap: säkringen fungerade också som ett fasstift och skruvades loss från pluggkroppen.
Ringledningar utvecklades under kopparbristen för att tillåta två 3-kilowatt-värmare att anslutas vid varje punkt, ge lite ström för lågeffektsenheter och minska kopparförbrukningen. Det har förblivit den vanligaste ledningskonfigurationen i Storbritannien, även om 20 amp radiella ledningar vinner popularitet (i huvudsak genom att bryta varje ring i halvor och mata halvorna från separata strömbrytare). Att dela ringen i två halvor på 20 ampere kan hjälpa när ett ben på ringen är skadat och inte enkelt kan bytas ut.
En annan fördel med ringledningar var kabel- och arbetsbesparingar, eftersom två befintliga radiellt anslutna 15 A-uttag kunde kopplas samman för att göra en 30 A-ring och sedan lägga till så många uttag som behövs. Detta var ett viktigt ögonblick i de asketiska förhållandena på 1940-talet. Med denna metod matades ringen genom två 15-amps säkringar, vilket fungerade bra i praktiken även om det var ovanligt.
Många förkrigsinstallationer med runda kontakter använde säkringar på båda polerna. När 15-amp radialerna omvandlades till en ring i dem matades den genom minst 4 säkringar. Sådana system är för närvarande sällsynta.
Reglerna för slingledningar säger att kabelns nuvarande klassificering måste vara minst två tredjedelar av skyddsanordningens klassificering. Detta gör att risken för långvarig kabelöverbelastning kan anses vara minimal. I praktiken är det dock mycket sällsynt att hitta en ring med annan skyddsanordning än en 30 A säkring, en 30 A brytare eller en 32 A brytare och en kabel med ett annat tvärsnitt än det som nämns ovan.
IEE Wiring Rules ( BS 7671 ) tillåter ett obegränsat antal uttag i en ringkrets så länge som det betjänade området inte överstiger 100 m². I praktiken har de flesta små och medelstora hus en ring per våning. I större fastigheter finns det fler av dem.
Konstruktören kan genom erfarenhet och beräkning avgöra om ytterligare ringar behövs för platser där behovet av el är stort; till exempel är det ganska vanligt att mata kök från en separat ring eller från en ring med ett grovkök för att förhindra att en kraftfull last ansluter till en enda punkt i en gemensam ring på nedre våningen. Koncentrationen av belastning vid en punkt av ringkretsen, nära en av dess ändar, kan orsaka en lätt överbelastning av en av kablarna, så kök bör inte anslutas i änden av ringen.
Det är tillåtet att göra grenar från ringen, inte skyddade av säkringar, gjorda med samma kabel som ringen, för att driva ett enkel- eller dubbeluttag (användning av två singlar var tidigare tillåten, men är nu förbjuden eftersom personer bytt ut var och en av dem med en dubbel) eller en anslutande enheter med en säkring (säkrad anslutningsenhet, FCU). Avgreningar kan antingen starta från ett uttag eller anslutas till ringkabeln med en kopplingsdosa eller annan godkänd kabelanslutningsmetod. Trippel eller större uttag är vanligtvis säkrade, så de kan även anslutas till kranen.
Det är inte tillåtet att ha fler kranar än uttag i ringen. De flesta elektriker anser att det är dålig sed att ha kranar på nya system (en del av dem anser att det är dålig sed i alla fall).
När andra belastningar än BS 1363-uttag ansluts till ringledningarna, eller det är önskvärt att ha mer än ett uttag för lågeffektsutrustning på en gren, används en säkringsanslutningsenhet (FCU) enligt BS 1363. I fallet av fasta enheter kommer detta att vara en switchad fused anslutningsenhet (SFCU) för att skapa en isoleringspunkt (avstängningspunkt) för enheten, men i andra fall, som att strömförsörja flera belysningspunkter (genom anslutning av belysning till en ring är ogynnsam i nya installationer, men sker ofta i praktiken när man lägger till belysning i ett befintligt system) eller flera uttag, helst med hjälp av en enhet utan strömbrytare.
Stationära enheter med en effekt som är större än 3 kW (t.ex. snabbvattenberedare och vissa elektriska spisar) eller med ovanligt hög strömförbrukning under en lång period (t.ex. elpatron) rekommenderas inte längre att anslutas till ringen; istället är de anslutna till sin egen dedikerade filial. Samtidigt finns det många äldre system med liknande belastningar kopplade till ringen.
Den slutliga versionen av idén om ringledningar kritiseras från många håll. Några av bristerna kan förklara den dåliga distributionen av ringledningar utanför Storbritannien.
Det enda sättet att se fördelarna och nackdelarna med ringmönster är att jämföra dem med en annan sort: den radiella.
Ringkretsar fortsätter att fungera medan användaren inte är medveten om att ett av felen har inträffat som gör ledningarna osäker: [3] [4]
Testprocedurer för ringledningar kan ta 5-6 gånger längre tid än testning av radiella kretsar [4] så installatörer och elektriker som är kvalificerade i andra länder kanske inte känner till dem.
BS 7671 instruktion 433-02-04 kräver att belastningen fördelas runt ringen så att ingen kabelbit drivs med strömmar som överstiger dess märkström. Detta krav är svårt att uppfylla; det ignoreras mest i praktiken eftersom lasterna ofta är koncentrerade till ett ställe (tvättmaskin, torktumlare, diskmaskiner, allt nära avlopp och vattenledningar) och inte nödvändigtvis nära ringens centrala punkt. [fyra]
Ringledningar kan skapa starka oönskade magnetfält. I en konventionell (icke-ring, radiell) krets måste strömmen som flyter genom ledningarna återvända nästan längs samma väg som den kom, speciellt om fas- och nollledarna är placerade nära varandra och bildar en lång linje . Detta förhindrar bildandet av en stor magnetisk spole (slingantenn) i kretsen, som annars skulle skapa ett magnetfält med en växelströmsfrekvens (50 eller 60 Hz).
I en ringkrets är det å andra sidan möjligt att fas- och nollledarnas strömmar inte är lika på var sida om ringen. Strömmar med nätfrekvens följer minsta motståndets väg, så det är möjligt, speciellt med gamla oxiderade kontakter, att från sockeln kommer banan med minst motstånd för fasen att vara på vänster sida av ringen, och för neutral på den rätta. Som ett resultat flyter strömmen i serie genom hela ringen och skapar ett magnetfält. I det extrema fallet, när ringen är skadad, kan fastråden avbrytas på ena sidan och nollan på den andra; med detta alternativ kommer hela strömmen att investeras i bildandet av ett magnetfält. Detta kan resultera i betydande elektromagnetiska störningar som orsakar AC-brum i ljudenheter, oavsiktlig utlösning av larm och skyddsanordningar (inbrottslarm, jordfelsbrytare , etc.), fel på hemelektronik och medicinsk utrustning, spänningsuppbyggnad i jordade ledare, etc. d.
Ringkretsar kanske inte alltid är tillräckligt skyddade mot överströmmar, speciellt som ofta är fallet om det finns ett oupptäckt fel och ledningarna inte har tillräckligt tvärsnitt för drift i radiellt uttagsläge, inte motsvarar strömmärket för skyddet. enheten i detta läge. Ringledningarnas uppgift är att tillhandahålla ett stort antal uttag, så det skyddas endast av högströmsbrytare (vanligtvis 32 A). Jämfört med ringkretsar stöder radiella kretsar som används i andra länder vanligtvis ett litet antal uttag i varje gren och skyddas därför av strömbrytare för mindre ström (vanligtvis 10-20 A). Som ett resultat har länder som använder ringledningar funnit det nödvändigt att lägga till ytterligare lägre strömsäkringar till kontakterna på varje enhet. Detta erbjuder en potentiell ökning av säkerheten, eftersom en enhet med en trasig säkring inte kommer att strömförsörjas om den ansluts igen (åtminstone förrän säkringen har bytts ut), medan med en osäkrad kontakt förblir den trasiga enheten potentiellt farlig när den ansluts, även om i de flesta fall fungerar en svagströmsmaskin när den är ansluten.
Denna inkompatibilitet hos enhetens överströmsskydd är en enorm stötesten mellan ring- och radiella ledningsländer på vägen mot en världsomspännande standardisering av hushållskontakter och uttag . Även om stickproppssäkringar, med tanke på deras variation, helst skulle kunna vara mer exakta i förhållande till den maximala ström som krävs för att driva enheten, måste i praktiken vissa stickproppar i Storbritannien vara avsäkrade med en maximal strömstyrka på 13 A eftersom en lågströmsenhet kan fungera intermittent , med höga inkopplingsströmmar (om du t.ex. sätter in en 3A BS1362-säkring i kylkontakten, går säkringen ofta). Detta är inget problem, eftersom alla enheter måste vara säkra med en 13 A säkring (i alla fall, i andra EU-länder är enheter skyddade av 16 A eller 20 A brytare), men det betyder att den potentiella säkerhetsfördelen bara är delvis realiserat, och att en stickpropp med säkring endast ger en liten fördel jämfört med en stickpropp utan säkring som används i en radiell krets, med en brytare högst 13 A, eller med en B16-brytare eller mindre. Införandet av bestämmelser i Storbritannien - Plugs and Sockets (Safety) Regulations - som kräver att nya enheter säljs med kontakter utrustade med rätt säkringar, förbättrar situationen.
En teoretisk fördel med individuellt säkrade kontakter är att en felaktig enhet eller nätsladd är mer benägen att spränga säkringen medan andra enheter i samma ring fortsätter att fungera. Införandet av EN60898-brytare och det ökande antalet jordfelsbrytare för allmänna uttag i Storbritannien (för BS7671:2008 och tidigare utgåvor av samma standard) betyder dock att det är troligt att skyddsanordningen löser ut innan säkringen i plugg.