Bekalan elektrik sesalur

Bekalan elektrik sesalur merujuk kepada bekalan elektrik arus ulang-alik (AC) serba guna di rumah.

Sistem bekalan elektrik sesalur

Terdapat beberapa piawaian sistem bekalan elektrik sesalur dunia yang berbeza bagi tujuan kegunaan peralatan elektrik rumah dan komersial ringan serta pencahayaan. Piawaian sistem yang berbeza pada asasnya mempunyai perwatakan berbeza dari segi:-

Voltan
Frekuensi
Plag dan soket
Sistem pembumian
Perlindungan daripada kerosakan akibat arus berlebihan (contohnya akibat litar pintas), kejutan elektrik serta bahaya kebakaran
Toleransi parameter

Kesemua parameter ini mungkin berbeza mengikut kawasan. Voltan yang dibekalkan adalah dalam lingkungan 100–240 V RMS. Dua frekuensi yang kerap digunakan ialah 50 Hz dan 60 Hz.

Sesetengah wilayah menggunakan piawaian yang berbeza dariapda negara asalnya (sperti Hong Kong di China). Bangunan asing seperti pangkalan tentera asing mungkin menggunakan piawaian voltan dan frekuensi yang berbeza daripada kawasan sekelilingnya. Sesetengah bandar raya mungkin menggunakan piawaian yang berbeza daripada kawasan kampung.

Kilang-kilang perindustrian dengan sistem bekalan elektrik berbilang fasa memgunakan voltan berbeza yang lebih tinggi untuk kegunaan peralatan besar (dengan plag dan soket yang berbeza), tetapi voltan lazim yang disenaraikan tetap digunakan untuk pencahayaan dan peralatan mudah alih.

Pendawaian elektrik

Di kebanyakan negara, kebanyakan rumah menggunakan sistem bekalan elektrik fasa tunggal, dengan dua atau tiga wayar yang digunakan pada setiap soket:-

Wayar hidup (juga dikenali sebagai wayar fasa) - membawa arus ulang-alik dari punca kuasa ke beban.
Wayar neutral - mengembalikan arus elektrik ke punca kuasa.
Wayar bumi - bertujuan hanya untuk mengangkut arus elektrik bocor ke bumi apabila berlaku kebocoran arus elektrik akibat kegagalan penebat; jika tiada kebocoran arus elektrik, wayar ini tidak membawa sebarang arus elektrik. Ia biasanya disambungkan ke bahagian bekas logam serta bahagian peralatan lain yang mungkin bersentuhan dengan manusia. Gangguan elektromagnetik serta pelindung kejutan elektrik membuang cas elektrik yang tidak dikehendaki melalui wayar bumi. Tidak semua sistem pendawaian elektrik dibumikan.

Pendawaian elektrik mestilah dibumikan bagi menyediakan perlindungan kepada pengguna daripada bahaya renjatan elektrik akibat kebocoran arus elektrik ke bumi dengan menyediakan laluan berintangan rendah ke bumi. Komponen utama pendawaian (yang tidak membawa arus, seperti pembuluh logam), rangka bumbung yang diperbuat daripada logam serta peralatan elektrik (terutamanya yang menggunakan motor elektrik serta unsur pemanas) adalah antara komponen yang wajib dibumikan.

Terdapat tiga bentuk perlindungan yang disediakan pada unit pengguna dalam sistem pendawaian elektrik daripada bahaya yang disebabkan oleh arus elektrik seperti litar pintas, kilat, arus berlebihan ataupun kebocoran arus elektrik, iaitu:-

Suis utama - Pensuisan serta perlindungan daripada arus berlebihan
Pemutus litar bocor ke bumi (ELCB) - Memutuskan litar jika berlaku kebocoran arus elektrik ke bumi
Fius elektrik / pemutus litar kecil (MCB) - Memutuskan litar sekiranya berlaku lebihan arus elektrik

Sebagai tambahan, peralatan elektrik yang menggunakan piawaian BS 1363 iaitu melalui plag piawaian 13 ampere turut dilindungi fius 13 A sebagai perlindungan tambahan daripada lebihan arus elektrik.

Paras voltan

Semua negara di Eropah serta kebanyakan negara di Asia dan Afrika menggunakan piawaian kadaran voltan sekitar 230 V dengan toleransi sekitar 10%, manakala Jepun, Amerika Utara serta beberapa negara di Amerika Selatan menggunakan kadaran voltan sekitar 100 hingga 127 V.

Secara umumnya, voltan penggunaan biasanya 3% hingga 5% lebih rendah daripada voltan nominal sistem (voltan bekalan); contohnya, bekalan nominal 208 V disambungkan ke motor elektrik dengan kadaran voltan "200 V" seperti yang tercapat pada labelnya. Ia membenarkan jatuhan voltan berlaku antara bekalan elektrik dan peralatan tersebut tanpa menjejaskan bekalan elektrik. Voltan yang diterangkan dalam rencana ini adalah vooltan nominal manakala voltan penggunaan pula lebih rendah sedikit.

Toleransi voltan diperlukan bagi membolehkan pengendalian yang lancar. Beban tinggi sementara, ataupun operasi pensuisan pada rangkaian grid pengagihan kuasa elektrik, mungkin menyebabkan voltan bekalan sedikit tersasar daripada lingkungan toleransi. Secara umumnya, bekalan elektrik daripada rangkaian pengagihan yang besar serta mempunyai banyak punca bekalan adalah lebih stabil daripada bekalan elektrik terpencil dengan hanya satu penjana elektrik.

Sejarah voltan dan frekuensi

Piawaian voltan dan frekuensi di serata dunia.

Meter frekuensi bekalan elektrik sesalur 50 Hz ±5 jenis reed bergetar untuk voltan 220 V
(buatan Czechoslovakia pada tahun 1967)

Sistem penjanaan, penghantaran dan pengagihan elektrik tiga fasa mula dibangunkan pada abad ke-19 oleh Nikola Tesla, George Westinghouse dan lain-lain. Thomas Edison membangunkan sistem arus terus (DC) 110 V yang didakwa lebih selamat. (Untuk butiran lanjut sila rujuk rencana Perang Arus Elektrik) Paras voltan 110 dipilih untuk menjadikan mentol lampu karbon berintangan tinggi lebih praktikal serta kompetitif secara ekonomi dengan lampu gas. Sementara voltan tinggi mengurangkan keperluan arus elektrk pada suatu bilangan lampu, jangka hayat filamen menjadi semakin pendek; oleh itu, Edison memilih 100 volt untuk menyeimbangkan antara kos pengagihan elektrik serta kos membuat lampu. Penjanaan dikekalkan pada 110 volt untuk membenarkan jatuhan voltan antara penjana dan lampu.

Pada dekad 1880an hanya mentol lampu berfilamen karbon sahaja yang didapati. Lama kemudian, filamen yang diperbuat daripada logam telah dicipta. Pada tahun 1899, Berliner Elektricitäts-Werke (BEW), sebuah syarikat pembekal elektrik Berlin, membuat keputusan untuk meningkatkan kapasiti pengagihan dengan menukar ke sistem bekalan elektrik nominal 220 volt, dengan memanfaatkan keupayaan voltan tinggi pada lampu filamen logam. Kos penukaran peralatan elektrik pengguna ditampung oleh penjimatan daripada kos pengalir sistem pengagihan. Ia menjadi model bagi sistem pengagihan elektrik di Jerman dan negara-negara lain di Eropah di mana sistem 220 volt menjadi lazim. Negara-negara Amerika Utara masih mengekalkan voltan 110 volt untuk lampu. ^[1]

Pada tahun 1883 Edison mempatenkan sistem pengagihan tiga wayar untuk membolehkan penjana DC untuk membekalkan elektrik ke kawasan yang lebih luas. Ia menjimatkan kos kuprum memandangkan lampu disambung pada satu siri sistem 220 volt, dengan wayar neutral membawa lebihan arus yang tidak seimbang antara dua sub-litar. Ia kemudiannya diguna pakai pada litar AC. Kebanyakan lampu dan peralatan kecil menggunakan 120 V, manakala peralatan lebih besar disambungkan ke 240 V. Sistem ini menjimatkan kuprum serta mempunyai keserasian terbalik dengan peralatan sedia ada. Juga, plag asal boleh digunakan pada sistem yang dipinda semula itu.

Pada penghujung abad ke-19, Westinghouse dari AS menetapkan frekuensi kepada 60 Hz manakala AEG dari Jerman menetapkan pada 50 Hz, membawa kepada dua sistem frekuensi utama di seluruh dunia. Kebanyakan sistem 60 Hz menggunakan voltan nominal 120 volt manakala sistem 50 Hz pula menggunakan 230 volt.

Lihat juga

Rujukan

^ Thomas P. Hughes, Networks of Power: Electrification in Western Society 1880-1930, The Johns Hopkins University Press,Baltimore 1983 ISBN 0-8018-2873-2 pg. 193

Pautan luar

Suruhanjaya Tenaga Malaysia Diarkibkan 2011-06-04 di Wayback Machine
Peralatan pemantau grid
Data masa nyata Diarkibkan 2009-02-01 di Wayback Machine daripada Majlis Reliabiliti Elektrik Texas (ERCOT)

[1] Thomas P. Hughes, Networks of Power: Electrification in Western Society 1880-1930, The Johns Hopkins University Press,Baltimore 1983 ISBN 0-8018-2873-2 pg. 193

[1]