Usted está de pie en el sótano de tu casa viendo a su electricista de trabajo. El panel principal está abierto en vivo, lleno de energía, 200 amperios de muerte potencial a pocos centímetros de distancia. Él llega con su mano desnuda y agarra el neutro de la barra de bus. Su corazón se detiene. Pero él ni se inmutó. Diez segundos más tarde, él es el par de apriete hacia abajo el tornillo del terminal en el mismo bar, el contacto con la piel todo el tiempo, a lo largo de zumbido como cambiar una bombilla.
Entonces, ¿qué está pasando aquí? Si el conductor neutro lleva la corriente de sus luces, electrodomésticos y motores para completar el circuito, ¿por qué no es que la barra de bus electrizante cualquiera que lo toque? Y lo que es más importante—cuando no es mortal?
La respuesta implica algunos en contra de la intuición física, un mito peligroso que ha sido repetida tan a menudo se ha convertido en "conocimiento común" y una crítica requisito de fianza que se interpone entre el mantenimiento de rutina y un fatal choque. Vamos a empezar con eso de tocar en vivo neutro barra generalmente no te va a matar.
El Cero Voltios de la Zona: por Qué no Se Puede Tocar un Vivo Neutro Bar
Aquí está la cosa que hace que su panel de neutro del bar tocar: es eléctricamente conectados a la misma tierra que está de pie en. Literalmente. En su entrada de servicio—donde el poder entra a su casa—el conductor neutro es conectado (conectado) al electrodo de puesta a tierra del sistema. Que sistema de puesta a tierra se conecta a tierra a través de varillas de tierra, metal, tuberías de agua, o de hormigón recubierto de electrodo. Usted está de pie en la misma tierra.
Esto crea lo que llamamos "El Cero Voltios De La Zona"—un plano equipotencial donde el neutro de la barra, la barra de tierra (que está unido a ella), los paneles de metal de la carcasa, y la tierra debajo de sus pies estén al mismo potencial eléctrico. No hay diferencia de voltaje significa que no hay flujo de corriente.
Pensar en el potencial eléctrico como de la elevación. Si usted está de pie en una superficie plana—un suelo perfectamente nivelado—no hay un "descenso" para que usted se caen. El agua no fluye, los objetos no se roll, y no caen sobre los. Voltaje funciona de la misma manera: corriente sólo fluye cuando hay una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, al igual que el agua sólo fluye cuando hay una diferencia en la elevación.
Cuando toque el neutro de la barra con una mano mientras está de pie sobre el suelo de hormigón, tanto en los puntos de contacto de su mano y de los pies) están al mismo potencial cero voltios relativa a la tierra. No va cuesta abajo, no hay flujo de corriente de descarga. El electricista casual de confianza no es valentía—es la física.
Pro-Tip #1: El neutro de la barra de bus es seguro tocar porque es conectado a tierra en la entrada de servicio—crear de cero la diferencia de potencial entre usted, el bar, y la tierra debajo de sus pies. Esta vinculación se produce en UN solo punto (el de la desconexión del servicio), nunca en la subpanels, como por NEC Artículo 250.24(A)(5) y IEC 60364-5-54.
Pero aquí es donde se pone interesante: no es corriente que fluye a través de esa barra de neutro. A veces significativa de corriente de 15 amperios, 30 amperios, incluso de 50 amperios en un panel principal del bus neutro. Así que ¿por qué no incluso una pequeña fracción de ir a través de su cuerpo? Que nos lleva a la más peligrosa de mito en trabajos eléctricos.
¿Por qué el "Camino de la menor Resistencia" Se Mató a los Electricistas
Has oído mil veces: "la Electricidad toma el camino de menor resistencia". Se repite en los foros, vídeos de YouTube, y por desgracia, por electricistas que debería saber mejor. Esto es lo que se enseña en todas las escuelas de comercio y recordado por casi nadie que se gradúa. Aquí está el problema: es completamente equivocado.
Bueno, no completamente. Técnicamente es cierto en el sentido de que un río "toma el camino de menor resistencia" cuesta abajo—, pero sólo como un río, la electricidad no se limita a UN solo camino. Toma de electricidad TODAS las rutas disponibles de regreso a su origen, dividiendo la corriente a través de cada ruta en proporción a la ruta de acceso de la conductancia (la inversa de la resistencia). Este es Kirchhoff de la Ley Actual, y que ha sido validado en la física desde 1845.
Vamos a poner números a esto, ya que es donde el "camino de la menor resistencia" mito se derrumba. Imagínese que usted está tocando un neutro barra de bus que lleva 20 amperios de vuelta a la entrada de servicio a través de un 10 AWG alambre de cobre. La resistencia de los que 10 AWG conductor neutro de más de 50 pies es de aproximadamente 0.05 ohms. Su resistencia del cuerpo, mano a los pies a través de la piel seca? Entre 1.000 y 100.000 ohmios, dependiendo de cómo el sudor de sus manos están y lo bien que su botas. Vamos a ser conservadores y que decir de 10.000 ohmios.
Ahora aquí está la crítica de la visión: corriente se divide inversamente proporcional a la resistencia. Que 10 AWG ha 1/200,000 ª de la resistencia de su cuerpo (0.05 Ω vs 10.000 Ω), de modo que el alambre lleva 200.000 veces más actual que la que hace el cuerpo. Si 20 amperios está fluyendo a través de la neutral, su cuerpo se acerca 0.0001 amperios—o 0.1 miliamperios. Ese es uno de los diez milésima parte de la actual. Usted no siente. El alambre se pone 19.9999 amperios, consigue 0.0001 amperios. Ambos caminos llevan la corriente, pero la diferencia es tan extrema que se percibe su camino como la realización de "ninguno".
Pro-Tip #2: La electricidad no "elige" el alambre en usted—toma TODOS los caminos proporcionalmente. Usted no consigue sorprendido por la resistencia de tu cuerpo es tan alta que su parte de la corriente se mide en microamperes, no la peligrosa miliamperios que causa la fibrilación ventricular (30-50mA a través del pecho).
Este es el motivo por el "camino de la menor resistencia" mito es tan peligroso: hace que la gente piense que si hay una baja resistencia a la ruta de acceso disponibles, son completamente seguros. No estamos seguros—que son más seguros, lo cual es muy diferente. Si usted completa un circuito a través de su pecho con las manos mojadas en una pieza defectuosa del equipo, incluso con una "mejor" ruta de acceso disponible a través del suelo, suficiente corriente puede fluir a través de tu corazón para detenerlo. El mito de la mata porque hace que la gente casual.
La Caída de Tensión Fantasma: ¿por Qué Hay Tensión (Pero no Lo Siento)
Ahora vamos a abordar un tema de la discusión técnica de revelado: en realidad hay una pequeña diferencia de voltaje a lo largo de ese bus neutro de la barra cuando la corriente está fluyendo. Vamos a llamar a este "La Caída De Tensión Fantasma"—está ahí, que se puede medir con un buen multímetro, pero no puede hacerte daño en condiciones normales.
He aquí por qué existe: todos los conductores tienen la resistencia, incluso de cobre barras de bus y de grueso calibre de cable. Cuando la corriente fluye a través de la resistencia, el voltaje cae. Vamos a calcularlo para un escenario real.
Imagina un 100 pies de ejecución de 12 AWG de cobre hilo neutro de la realización de 15 amperios de vuelta al panel de un circuito de carga (diez de 100 vatios de las bombillas incandescentes, por ejemplo). La resistencia de 12 AWG de cobre de 75°C es de aproximadamente 2.01 ohmios por cada 1.000 pies, o 0.201 ohmios por cada 100 pies. Usando la Ley de Ohm (V = I × R): V = 15 × 0.201 Ω = 3.02 voltios. Ese es el total de la caída de voltaje sobre todo, de 100 pies de neutro ejecutar.
Ahora, se centran en sólo el 3 pies de cable neutro en el interior del panel, desde donde se entra a donde termina en la barra de bus. La caída de voltaje a través de los 3 pies? 3 metros / 100 pies × 3.02 V = 0.09 voltios. Si te ha tocado el cable neutro, donde se introduce en el panel con una mano, y el bus neutro de la barra con la otra mano, hay una 0.09 voltios de diferencia entre sus manos. El 90 milivoltios.
Para poner esto en perspectiva: una pila AA de 1,5 voltios—alrededor de 17 veces más voltaje que esta. Puedes sentir una batería AA en su piel seca? No. Tampoco se puede sentir 0.09 voltios. La piel actúa como un aislante con una sensación umbral de aproximadamente 30 a 50 voltios para la piel seca (mucho menor si humedecimiento de 10 a 20 voltios con las manos sudorosas). Por debajo de este umbral, casi ninguna corriente penetra en su piel la capa exterior.
Si usted tenía una lo suficientemente sensible como voltímetro y bastante estable manos, se podrían asignar el gradiente de voltaje a través de la barra de bus como un mapa topográfico. Pero incluso el más alto "pico" no sería suficiente para sentir. Esta es la razón por la La Caída De Tensión Fantasma persigue tu neutral bar, pero no te lastiman.
Pro-Tip #3: Hay tensión en que el neutro de la barra—normalmente 0.02-0.10 V por pie de cable bajo carga, pero muy por debajo de los 30-50V necesarios para superar su piel seca de la resistencia. Esta es también la razón por Interruptores de Falla a Tierra (Gfci) no viaje normal neutral caída de tensión; están monitoreo de desequilibrio de corriente (mayor que 5), no de tensión.
Hasta aquí, todo suena bastante fuerte, ¿verdad? La barra de neutro está conectado a tierra, la creación de un cero voltios de la zona. Su cuerpo de alta resistencia significa que casi no hay corriente pasa a través de usted. La pequeña caída de tensión que existe es inofensivo. Pero ahora es hora de conocer los escenarios en los que matan a la gente.
El Abierto Neutral Asesino: Cuando Ese "Seguro" De Alambre Se Vuelve Mortal
Aquí es lo que separa a la rutina de trabajo eléctrico de accidentes mortales: contexto. Toque neutral en la barra de un bien en régimen de servidumbre en el panel, mientras que de pie sobre un piso de concreto? Seguro. Toque un cable neutro, que está abierto arriba bajo carga? Estás muerto. Déjame mostrarte cuando El Abierto Neutral Asesino las huelgas.
Escenario 1: La Conexión Suelta Bajo Carga
Su lavadora, secadora y calentador de agua eléctrico se ejecutan—tirar de, digamos, 35 amperios combinado a través de sus compartido neutral de la ruta de retorno. En algún lugar aguas arriba—tal vez en una caja de conexiones, tal vez en un interruptor terminal, tal vez en el panel de la barra de neutro en sí mismo—una conexión suelta. Ha sido flojo durante meses, poco a poco calentando, oxidantes, incrementando su resistencia. Un día, que la conexión se abre bajo carga. El circuito está roto.
Pero aquí está la parte crítica: el conductor neutro en el lado de la carga de rotura es de ahora en pleno voltaje de la línea. Por qué? Debido a que la actual está tratando de flujo desde el lado caliente de sus aparatos, a través de sus cargas, y hasta donde el neutro debe conectarse—pero no puede llegar. Los aparatos se vuelven divisores de voltaje, y el cable neutro de los flotadores a aproximadamente 120 (en un circuito de 120V) o 230V (en un Europeo de 230 v circuito) en relación a la tierra.
El tacto que "neutral" de alambre de ahora? Usted se convierte en la ruta de acceso a la tierra. Completa la corriente fluye a través de su cuerpo. Esta es la forma en electricistas experimentados se matan haciendo "rutina" de trabajo. Se desconecte un cable neutro para desviar de ella, sin darse cuenta de que hay una carga en el circuito, y en el instante en que toque el cable pelado, 120 unidades de corriente a través de su cuerpo a la tierra.
Pro-Tip #4: Nunca desconecte un conductor neutro mientras el circuito está energizado, incluso si se ha apagado el interruptor. Multi-alambre de circuitos (MWBC) puede devolverse el voltaje a través de la neutral si sólo uno interruptor está apagado, la creación de una situación mortal donde los "muertos" neutro es en realidad a 120 relativa a tierra.
Escenario 2: El Multi-Alambre Del Circuito De La Rama De La Trampa
Hablando de MWBCs, he aquí un específico modo de falla que mata el Bricolaje y profesionales. Un multi-alambre circuito utiliza una compartido neutral para servir a dos 120V caliente conductores en contrario de las fases. En virtud de equilibrado de carga, el neutro lleva sólo a la diferencia entre las dos cargas calientes. Pero esto es lo que sucede cuando usted abra que compartió neutral en el panel:
El circuito 1 es la alimentación de su sala de estar luces (200W, cerca de 1.7 A). El circuito 2 es la alimentación de su ventana unidad de aire acondicionado (de 1.500 W, alrededor de 12,5 A). Voltear a ambos interruptores de apagado. Los circuitos están "muertos", ¿verdad? Mal. Desconecte el cable neutro de la barra de bus para su ubicación. En el instante en que el neutro se abre, los dos circuitos se conectados en serie a través de 240V (en América del Norte de split-sistemas de fase).
Su 200W de las luces son ahora de serie con más de 1.500 W de la carga de CA a través de 240V. El voltaje se divide proporcionalmente a las cargas de impedancias. Las luces consulte acerca de 28V. El cable neutro—el que usted está sosteniendo—ahora está en 212V relativa a tierra. Su probador de voltaje lee cero en caliente de los cables. Estás seguro. Usted está equivocado. Tocarlo? Más de juego.
Este escenario ha matado a varios electricistas que pensaban que estaban trabajando en "muertos" los cables porque iba a apagar los interruptores.
Escenario 3: la pérdida de Neutro en la Entrada de Servicio
El escenario de pesadilla: la utilidad de conexión de neutro en su entrada de servicio falla. Esto puede ocurrir a partir de la corrosión, daño físico, o un mal realizado la conexión en el clima de la cabeza. Cuando el neutro se abre mientras que las cargas están en operación, todos sus circuitos de 120 v convertido conectados en serie a través de 240V. Luces en una fase de ver sobretensión y explotar. Electrónica en la otra fase véase baja tensión y morir. Y cada conductor neutro en su casa salta a alguna fracción de 240V, dependiendo de equilibrio de carga y la fase de configuración.
Tocar cualquier cable neutro—cualquier "suelo" de alambre, metal aparato de marco y está completando un 240V circuito a tierra a través de su cuerpo. Que la única conexión en la entrada de servicio? Es absolutamente no-negociable.
Por Qué Neutro Conexión A Tierra No Es Negociable
Todo lo que hemos discutido—El Cero Voltios Zonael equipotenciales plano, la razón no quedas impresionado de tocar un bien en régimen de servidumbre neutral bar—bisagras en uno de los críticos de conexión: el neutro a tierra de los bonos en la entrada de servicio. Esto no es una sugerencia. No se trata de "mejor práctica". Es un requisito del código con la fuerza de la ley.
NEC Artículo 250.24(A)(5) (2023 edición) requiere que "el conductor neutro deberá estar conectado a tierra" en la desconexión del servicio, y sólo en la desconexión del servicio. A nivel internacional, IEC 60364-5-54 establece el mismo principio: uno de los principales punto de puesta a tierra, normalmente en el origen de la instalación.
He aquí por qué este único punto de unión de la materia: (1) Se establece el potencial de referencia para todo el sistema eléctrico. Sin él, "neutral" y "la tierra" flotan en relación el uno al otro, y la diferencia de tensión puede llegar a ser letal. (2) Se asegura de la corriente de falla tiene una baja impedancia camino de regreso a la fuente. Cuando un alambre caliente se pone en contacto un metal con toma de tierra del recinto, la resultante de la corriente de falla debe ser lo suficientemente alta para activar el interruptor de tiempo, idealmente dentro de 0.1 segundos. Que requiere de una conexión a tierra sólida. (3) evita Que las condiciones de sobretensión durante la pérdida de neutro. Si la utilidad neutral se abre y su sistema de conexión a tierra no está en condiciones de servidumbre, toda la casa puede flotar a voltajes peligrosos. (4) Que proporciona un lugar seguro-cero de referencia para el contacto humano. El neutro de la barra, la barra de tierra, el panel de cerramiento, y la tierra se vuelven todos equipotenciales—la creación de los Cero Voltios Zona discutimos anteriormente.
¿Qué sucede si usted vínculo neutro y la tierra en un subpanel, la violación de la "una unión única" regla? Crear paralelo caminos a tierra, lo que significa neutro corriente comienza a fluir a través de tu conexión a tierra de los conductores de metal y los caminos de rodadura. Los caminos no fueron diseñadas para llevar a corriente continua. Se calientan. Conexiones resistente a la corrosión. Y de repente, de la "tierra" de alambre que se debe proteger es la realización de suficiente corriente de choque que cuando toca un metal aparato marco. Un bono es un diagrama de circuito. Dos de los bonos es una demanda que espera para suceder.
Esta es la razón por la NEC 250.142(B) se prohíbe explícitamente la conexión a tierra del neutro en cualquier punto aguas abajo de la desconexión del servicio. Uno de los bonos. En la entrada de servicio. En ningún otro lugar.
Pro-Tip #5 (Seguridad Esencial): El neutro a tierra de los bonos debe existir en exactamente UN punto: el de la desconexión del servicio o panel principal. Nunca fianza de neutro a tierra en subpanels (250.32 excepción), nunca en aparatos, nunca en las cajas de empalme. Este único punto de unión garantiza la corriente de falla fluye correctamente y evita la corriente neutral de viajar a través de caminos de tierra.
VIOX Neutral del Bloque de Terminales
La Línea De Base: Cuando El "Seguro" Se Convierte En "Mortal"
Así que aquí está lo que hemos aprendido acerca de cuando neutral barras de bus están a salvo frente mortal:
El neutro de la barra de bus no te va a matar cuando: Está correctamente conectado a tierra en la entrada de servicio; usted está de pie sobre una superficie conectada a tierra (hormigón, tierra, no de goma de la estera); el circuito está en funcionamiento normal (no se abre, en ausencia de fallos, no MWBCs con una pierna); y su piel es seca e intacta (1,000+ ohmios de resistencia).
El neutro de la barra de bus te VA a matar cuando: La conexión de neutro se abre arriba bajo carga completa (tensión de línea en el "neutro"); usted está trabajando en un multi-alambre de circuito con interruptores de apagado, pero neutro desconectado; la entrada de servicio neutral ha fallado (sobretensión a través de todo el sistema); o está mojado, sudor, o tiene cortes en sus manos (la resistencia de la piel se cae a 100-500Ω).
La diferencia entre estos escenarios es el contexto y el contexto es invisible. No se puede mirar a un conductor de neutro y saber si es seguro. Usted no puede sentir la tensión hasta que ya está fluyendo a través de ustedes. Usted no puede oír el zumbido de la open neutral a la espera de aguas arriba. La única cosa entre usted y 120V a través de su pecho al contexto y los cambios en el contexto en milisegundos.
Esta es la razón por la que cada código eléctrico, cada estándar de seguridad, cada programa de formación hace hincapié en el mismo principio: tratar a cada conductor energizado hasta que se demuestre lo contrario. El uso de un voltaje sin contacto probador. El uso de un multímetro. Prueba de caliente a tierra, caliente a neutro, neutro a tierra. Y si no eres un electricista calificado familiarizado con el Artículo 250 del NEC, NFPA 70E arco de los requisitos y los procedimientos de bloqueo/etiquetado? No abra el panel.
El neutro de la barra no te va a matar—hasta que se hace. Y cuando lo hace, no da advertencias.
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