شما در حال ایستاده در زیر زمین خود را به تماشای خود را از برق کار می کنند. پانل اصلی باز است—زندگی می کنند, انرژی, 200 آمپر از پتانسیل مرگ فقط اینچ دور. او می رسد با برهنه خود را در دست و کاغذ برداشته خنثی باس بار. قلب خود را متوقف می شود. اما او حتی نمی شانه خالی کردن. ده ثانیه بعد او را torquing پایین ترمینال پیچ در همان نوار تماس پوست با پوست تمام وقت زمزمه همراه مانند او را تغییر نور لامپ.
بنابراین در اینجا چه میگذرد ؟ اگر هادی خنثی حمل زمان به عقب از چراغ های خود را لوازم برقی و موتور برای تکمیل مدار چرا که اتوبوس نوار برق هر کسی که لمس آن ، و از همه مهمتر—هنگامی که آن را تبدیل به کشنده ؟
پاسخ این شامل برخی از عقل فیزیک یک اسطوره خطرناک است که تکرار شده است به طوری که اغلب آن را تبدیل به "دانش" و حیاتی پیوند نیاز است که می ایستد بین تعمیر و نگهداری روزمره و کشنده شوک. بیایید شروع با چرا با لمس کردن یک زندگی بی طرف نوار معمولا شما نمی کشتن.
صفر ولت منطقه: چرا شما می توانید با لمس یک زندگی بی طرف نوار
در اینجا چیزی است که باعث می شود شما پنل را خنثی نوار امن به لمس: این الکتریکی متصل به همان زمین شما در حال ایستاده بر روی. به معنای واقعی کلمه. در خدمت شما ورودی—که در آن قدرت وارد خانه خود را—به هادی خنثی است پیوند می خورند (متصل) به پایه الکترود سیستم. که سیستم پایه متصل به زمین از طریق زمین میله های فلزی لوله های آب و یا بتن-روکش الکترود. شما در حال ایستاده بر روی همین زمین است.
این باعث ایجاد آنچه ما تماس بگیرید "صفر ولت منطقه"—هم پتاسیل یک هواپیما که در آن خنثی نوار زمین نوار (که متصل به آن) فلزی پانل محوطه و زمین زیر پای خود را همه در همان پتانسیل الکتریکی. هیچ ولتاژ تفاوت معنی هیچ جریان.
فکر می کنم پتانسیل الکتریکی مانند ارتفاع. اگر شما در حال ایستاده بر روی یک سطح صاف و یک سطح کاملا طبقه—وجود ندارد "سراشیبی" برای شما به سقوط به سمت. آب نیست جریان اشیاء رول نیست و شما نمی جست و خیز کردن بیش از. ولتاژ کار می کند به همان شیوه: در حال حاضر تنها جریان هنگامی که وجود دارد یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه درست مثل آب تنها جریان وقتی که یک تفاوت وجود دارد و در ارتفاع.
هنگامی که شما را لمس خنثی نوار با یک دست در حالی که ایستاده در بتن کف هر دو نقاط تماس (دست و پا) در همان پتانسیل صفر ولت نسبت به زمین است. بدون شیب سراشیبی هیچ جریان و هیچ شوک. برق را گاه به گاه اعتماد به نفس نیست پهلوانان—این فیزیک است.
Pro-Tip #1: خنثی اتوبوس نوار امن است به لمس دلیل آن را متصل به زمین در خدمت ورودی—ایجاد پتانسیل صفر تفاوت بین شما و زمین زیر پای خود را. این پیوند رخ می دهد در یک نقطه تنها (سرویس قطع) هرگز در subpanels هر NEC مقاله 250.24(A)(5) و IEC 60364-5-54.
اما اینجا جایی است که آن را جالب می شود: وجود دارد این است که جریان را از طریق که خنثی نوار. گاهی اوقات قابل توجهی جریان 15 آمپر 30 آمپر, حتی 50+ آمپر در پنل اصلی را خنثی اتوبوس. پس چرا حتی بخش کوچکی از آن را از طریق بدن خود را? که ما به ارمغان می آورد به خطرناک ترین اسطوره برق کار می کنند.
چرا "راه مقاومت" می شود برق کشته شدند
شما شنیده ام این هزار بار: "برق طول می کشد مسیر کمترین مقاومت است." این تکرار در مرجع تخصصی فیلم های یوتیوب و متاسفانه توسط برق که باید بدانید بهتر است. این چیزی است که تدریس می شود در هر مدرسه تجارت و یاد تقریبا هیچ کس که فارغ التحصیلان. در اینجا مشکل این است: این کاملا اشتباه است.
نه به طور کامل. آن را از لحاظ فنی درست است به این معنا که یک رودخانه "طول می کشد مسیر کمترین مقاومت" در سراشیبی—اما فقط مانند یک رودخانه برق نیست و خود به خود محدود به فقط یک مسیر است. برق می گیرد تمام مسیرهای موجود به منبع آن تقسیم زمان در سراسر هر مسیر نسبت به مسیر رسانش (معکوس مقاومت). این است که روبرت کیرشهوف این قانون در حال حاضر و آن را تأیید فیزیک از سال 1845.
بیایید قرار دادن اعداد به این دلیل که در آن "راه مقاومت" اسطوره فرو می ریزد. تصور کنید که شما در حال دست زدن به یک خنثی باس بار که حامل 20 آمپر به سرویس ورودی از طریق 10 AWG سیم مسی. مقاومت که 10 AWG هادی خنثی بیش از 50 فوت در حدود 0.05 اهم. بدن خود را از مقاومت دست و پا از طریق پوست خشک شده است ؟ بین 1000 و 100 ، 000 اهم بسته به اینکه چگونه عرق دست شما هستند و شما چقدر خوب چکمه هستند. بیایید محافظه کار خواهد بود و می گویند 10,000 اهم.
در حال حاضر در اینجا انتقادی بینش: زمان تقسیم معکوس متناسب با مقاومت. که 10 سیم AWG دارای 1/200,000 هفتم مقاومت بدن خود را (0.05 Ω مقابل 10,000 Ω) بنابراین سیم حامل 200,000 برابر بیشتر زمان از بدن خود را می کند. اگر 20 آمپر جریان را از طریق خنثی بدن شما می شود در مورد 0.0001 آمپر—یا 0.1 میلی آمپر. که یک ده هزارم از زمان. شما نمی خواهد آن را احساس کنید. سیم می شود 19.9999 آمپر شما 0.0001 آمپر. هر دو مسیر حمل فعلی اما تفاوت آنقدر شدید است که شما را درک مسیر خود را به عنوان حمل "هیچ."
Pro-نکته #2: برق نیست "انتخاب" سیم بر شما—در آن طول می کشد تمام مسیرهای متناسب. شما نمی توانید شوکه کرد چرا که بدن شما مقاومت آنقدر زیاد است که سهم خود را از زمان اندازه گیری در microamps نه خطرناک میلی آمپر که باعث فیبریلاسیون بطنی (30-50mA از طریق قفسه سینه).
این است که چرا "راه مقاومت" اسطوره بسیار خطرناک است: این باعث می شود مردم فکر می کنم که اگر یک کم مقاومت مسیر در دسترس آنها به طور کامل امن است. آنها امن نیست—آنها امن تر است که بسیار متفاوت است. اگر شما کامل مدار در سراسر قفسه سینه خود را با دست مرطوب بر روی یک قطعه معیوب از تجهیزات و حتی با "بهتر" راه های در دسترس از طریق زمین به اندازه کافی زمان می تواند جریان از طریق قلب خود را به آن را متوقف کند. اسطوره کشته شدن به دلیل آن باعث می شود مردم گاه به گاه.
افت ولتاژ شبح: چرا وجود دارد ولتاژ (اما شما آن را احساس نمی)
در حال حاضر اجازه دهید آدرس چیزی از ویژگی های بحث نشان داد: وجود دارد در واقع یک ولتاژ تفاوت همراه است که خنثی باس بار زمانی که در حال حاضر روان است. ما تماس بگیرید این "افت ولتاژ شبح"—آن وجود دارد و قابل اندازه گیری با مولتی متر خوب است, اما آن را نمی تواند صدمه دیده است شما تحت شرایط عادی.
در اینجا به همین دلیل آن را وجود دارد: همه هادی مقاومت حتی اتوبوس مس میله و سنگین سنج سیم. زمانی که جریان از طریق مقاومت در برابر افت ولتاژ. بیایید محاسبه آن را برای یک سناریوی واقعی.
تصور کنید 100-پا اجرا از 12 AWG مس خنثی سیم حامل 15 آمپر بازگشت به پانل از یک لود مدار (ده 100 وات لامپ های رشته ای به عنوان مثال). مقاومت 12 AWG مس در 75°C حدود 2.01 اهم در هر 1000 پا یا 0.201 اهم در هر 100 فوت است. با استفاده از قانون اهم (V = I × R): V = 15A × 0.201 Ω = 3.02 ولت. که مجموع افت ولتاژ بیش از کل 100-پا خنثی اجرا شود.
در حال حاضر تمرکز بر روی فقط 3 فوت خنثی سیم داخل پنل از جایی که آن را وارد به آن خاتمه در اتوبوس نوار. افت ولتاژ در سراسر کسانی که 3 پا ؟ 3 فوت / 100 × 3.02 V = 0.09 ولت. اگر شما را لمس خنثی سیم که در آن وارد پنل با یک دست و خنثی باس بار با دست دیگر خود را وجود دارد 0.09 ولت تفاوت بین دست های خود را. که 90 millivolts.
برای قرار دادن این در چشم انداز: یک باتری قلمی 1.5 ولت—حدود 17 بار ولتاژ بیشتر از این. می تواند به شما احساس یک AA باتری خود را خشک پوست ؟ هیچ. نه می تواند به شما احساس 0.09 ولت است. پوست خود را به عنوان یک عایق با احساس آستانه حدود 30-50 ولت برای پوست های خشک (خیلی پایین تر اگر مرطوب—به 10-20 ولت با عرق دست). زیر آستانه است که تقریبا هیچ زمان نفوذ خود را در لایه بیرونی پوست.
اگر شما تا به حال به اندازه کافی حساس ولت متر و مداوم دست به اندازه کافی شما می توانید نقشه گرادیان ولتاژ در سراسر که اتوبوس نوار مانند یک نقشه توپوگرافی. اما حتی بالاترین "اوج" نمی خواهد به اندازه کافی به احساس. این است که چرا افت ولتاژ شبح ثابت شده خود را خنثی بار اما نمی شما صدمه دیده است.
Pro-نکته #3: وجود ولتاژ در آن خنثی نوار—به طور معمول 0.02-0.10 V در هر فوت از سیم تحت بار—اما آن را بسیار پایین تر از 30-50V مورد نیاز برای غلبه بر پوست خشک شما را مقاومت در برابر. این است که چرا گسل زمین مدار Interrupters (GFCIs) آیا سفر از حالت عادی خنثی افت ولتاژ; آنها در حال نظارت بر تعادل فعلی (بیشتر از 5mA) نه ولتاژ.
تا کنون همه چیز را برای تلفن های موبایل بسیار امن درست است ؟ خنثی نوار متصل به زمین و ایجاد یک صفر ولت منطقه. بدن خود را بالا مقاومت به معنی تقریبا هیچ زمان می رود از طریق شما. کوچک افت ولتاژ وجود دارد که بی ضرر است. اما در حال حاضر از آن زمان برای دیدار با حالات است که کشتن مردم است.
باز خنثی قاتل: وقتی که "امن" سیم کشنده می شود
در اینجا چیزی است که جدا روال کار برق از تصادفات منجر به مرگ: متن. لمس خنثی بار در درستی پیوند پانل در حالی که ایستاده در طبقه بتنی? امن است. تماس یک بی طرف سیم که باز بالادست تحت بار ؟ شما مرده است. اجازه دهید من به شما نشان می دهد زمانی که باز خنثی قاتل حملات.
سناریو 1: اتصال سست تحت بار
خود را در ماشین لباسشویی و خشک کن و آب گرم کن های الکتریکی هستند همه در حال اجرا—کشیدن بیایید می گویند 35 آمپر همراه از طریق اشتراک گذاشته شده خود را خنثی مسیر بازگشت. جایی بالادست—شاید در یک جعبه شاید در یک شکن ترمینال شاید در پنل خنثی نوار خود را—اتصال سست است. این شده است برای سست ماه به آرامی گرم کردن, اکسید کننده, افزایش مقاومت آن. یک روز که اتصال باز می شود تحت بارگذاری. مدار شکسته است.
اما در اینجا بخش مهمی: هادی های خنثی در بار جانبی که در حال حاضر در ولتاژ خط. چرا ؟ چرا که زمان در تلاش است تا جریان از سمت وسایل خود را از طریق بارهای خود را و پایین به جایی که باید خنثی اتصال—اما آن را نمی توانید وجود دارد. لوازم تبدیل به ولتاژ تقسیم و خنثی سیم شناور به حدود 120V (در یک 120V مدار) یا 230V (در اروپا 230V مدار) نسبت به زمین است.
لمسی است که "خنثی" سیم در حال حاضر ؟ شما را تبدیل به مسیر به زمین. تمام جریان را از طریق بدن خود را. این است چگونه تجربه برق کشته شدند انجام "روال" کار می کنند. آنها قطع خنثی سیم به تغییر مسیر آن را متوجه نیست که یک بار وجود دارد در مدار و فوری آنها را لمس لخت سیم 120V درایوهای فعلی از طریق بدن خود را به زمین.
Pro-نکته #4: هرگز قطع خنثی هادی در حالی که مدارهای انرژی حتی اگر شما خاموش شکن. چند سیم شاخه مدار (MWBC) می backfeed ولتاژ از طریق خنثی اگر تنها یک شکن خاموش است, ایجاد یک سناریوی مرگبار که در آن "مرده" خنثی سیم است که در واقع در 120V نسبت به زمین است.
سناریو 2: چند سیم شعبه مدار دام
صحبت از MWBCs در اینجا خاص شکست حالت است که جان هر دو DIYers و حرفه ای. چند سیم شعبه مدار با استفاده از یک مشترک خنثی به خدمت دو 120V داغ هادی در مقابل فاز. تحت متعادل بار خنثی حمل تنها تفاوت بین دو بار. اما در اینجا چیزی است که اتفاق می افتد زمانی که شما باز است که به اشتراک گذاشته خنثی در پنل:
مدار 1 است تغذیه خود را در اتاق نشیمن چراغ (200W حدود 1.7 A). مدار 2 است که تغذیه خود را از پنجره AC واحد (از 1500 W حدود 12.5). شما تلنگر هم قطع کردن. مدارهای هستند "مرده" درست است ؟ اشتباه است. شما قطع خنثی سیم از اتوبوس نوار به نقل مکان آن است. فوری است که خنثی باز می شود دو مدار تبدیل سری متصل در سراسر 240V (در آمریکای شمالی تک فاز سیستم).
خود را 200W چراغ در حال حاضر در مجموعه ای با از 1500 W AC بار در سراسر 240V. ولتاژ تقسیم نسبت به بارهای' امپدانس. چراغ ها را ببینید در مورد 28V. خنثی سیم—یکی از شما در حال برگزاری—در حال حاضر در 212V نسبت به زمین است. خود تستر ولتاژ خوانده شده صفر در هر دو داغ سیم. شما اعتماد به نفس. شما در اشتباه هستید. را لمس کند ؟ بازی بیش از.
این سناریو کشته شدن چندین برق که فکر می کردند که کار بر روی "مرده" سیم زیرا آنها می خواهم خاموش شکن.
سناریو 3: از دست بی طرف در ورودی
کابوس سناریو: ابزار خنثی اتصال در خدمت شما ورودی نتواند. این می تواند اتفاق می افتد از خوردگی آسیب فیزیکی و یا ضعیف ساخته شده اتصال در آب و هوا ، زمانی که اصلی خنثی باز می شود در حالی که بارهای عامل همه خود را 120V مدارهای تبدیل به سری متصل در سراسر 240V. چراغ در یک مرحله دیدن برابر شوكهاي الكتريكي و منفجر شود. الکترونیک در فاز دیگر دیدن undervoltage و می میرند. و هر هادی خنثی در خانه خود را جهش به برخی از کسری از 240V بسته به تعادل بار و فاز پیکربندی.
لمس هر خنثی سیم—هر "زمین" سیم هر فلزی لوازم خانگی قاب—و شما در حال تکمیل 240V مدار به زمین از طریق بدن خود را. که تنها اتصال در سرویس ورودی? آن را کاملا غیر قابل مذاکره است.
چرا خنثی-زمین پیوند غیر قابل مذاکره
همه چیز ما بحث شده—صفر ولت منطقهاین هم پتاسیل هواپیما دلیل شما نمی توانید شوکه دست زدن به درستی پیوند خنثی نوار—لولا در یکی از بحرانی اتصال: خنثی-زمین پیوند در خدمت ورودی. این یک پیشنهاد است. آن را "بهترین عمل است." آن را به یک کد نیاز با زور قانون در پشت آن.
NEC مقاله 250.24(A)(5) (2023 edition) نیاز دارد که "هادی خنثی باید مبتنی باشد" در این سرویس قطع و تنها در این سرویس قطع است. در سطح بین المللی کمیسیون مستقل انتخابات 60364-5-54 برقرار همان اصل: یکی اصلی و پایه نقطه به طور معمول در مبدا نصب و راه اندازی.
در اینجا به همین دلیل این تنها نقطه اتصال مهم: (1) آن را ایجاد مرجع بالقوه برای کل سیستم الکتریکی. بدون آن "خنثی" و "زمین" شناور نسبت به یکدیگر و اختلاف ولتاژ می تواند تبدیل به کشنده است. (2) آن را تضمین گسل زمان کم-امپدانس مسیر بازگشت به منبع. هنگامی که یک سیم داغ مخاطبین یک پایه فلزی محوطه و در نتیجه جریان خطا باید بالا به اندازه کافی برای سفر شکن سرعت—در حالت ایده آل در عرض 0.1 ثانیه است. که نیاز به یک جامد اتصال زمین است. (3) مانع از آن برابر شوكهاي الكتريكي شرایط در طول خنثی از دست دادن. اگر ابزار خنثی باز می شود و زمین خود را در سیستم نیست و باند تمام خانه خود را می تواند شناور به ولتاژهای خطرناک. (4) آن را فراهم می کند امن صفر-مرجع بشر تماس بگیرید. خنثی, بار, زمین, نوار پانل محوطه و زمین همه به هم پتاسیل—ایجاد صفر ولت منطقه ما قبلا مورد بحث است.
چه اتفاقی می افتد اگر شما پیوند خنثی و زمین در یک سایت می تواند به نقض "یک باند تنها" قانون ؟ شما ایجاد موازی زمین مسیرهای که به معنی خنثی زمان شروع به جریان از طریق پایه خود را هادی و فلز raceways. کسانی که مسیرهای نیست طراحی شده است برای حمل پیوسته جاری است. آنها گرما ، اتصالات زنگ زدن. و ناگهان "زمین" سیم که قرار است برای محافظت از شما را حمل به اندازه کافی زمان برای شوک به شما هنگامی که شما را لمس فلزی لوازم خانگی قاب. یک پیوند است که یک مدار. دو اوراق قرضه است که طرح دعوی در دادگاه در حال انتظار برای رخ می دهد.
این است که چرا NEC 250.142(B) به صراحت ممنوع پایه های خنثی در هر نقطه پایین دست از این سرویس قطع است. یک باند. در این سرویس ورودی. هیچ جای دیگری.
Pro-Tip #5 (ایمنی مهم): خنثی-زمین پیوند باید وجود داشته باشد دقیقا در یک نقطه: این سرویس قطع و یا پانل اصلی. هرگز پیوند خنثی به زمین در subpanels (250.32 استثنا) هرگز در لوازم هرگز در جعبه اتصال. این تنها نقطه اتصال تضمین گسل جریان به درستی و مانع از جریان های خنثی از سفر از طریق مسیرهای زمین.
خط پایین: هنگامی که "امن" می شود "مرگبار"
بنابراین در اینجا چیزی است که ما یاد گرفته ایم در مورد زمانی که خنثی اتوبوس میله های امن هستند در مقابل مرگبار:
خنثی باس بار شما نمی کشتن زمانی که: آن را به درستی متصل به زمین در خدمت ورودی; شما در حال ایستاده بر روی یک پایه سطح (بتن, زمین نمی حصیر لاستیکی); مدار تحت عملیات عادی (بدون باز شدن هیچ گسل هیچ MWBCs با یک پا کردن); و پوست خود را خشک و دست نخورده (1,000+ اهم مقاومت).
خنثی باس بار شما را بکشند که: خنثی اتصال باز می شود بالادست تحت بار (خط کامل ولتاژ در "خنثی"); شما در حال کار بر روی چند سیم شعبه مدار با قطع کردن اما خنثی قطع; سرویس ورودی خنثی شکست خورده است (برابر شوكهاي الكتريكي در سراسر کل سیستم); یا شما را خیس عرق و یا کاهش در دست شما (پوست مقاومت قطره به 100-500Ω).
تفاوت بین این حالات است که زمینه و بافت نامرئی است. شما نمی توانید در یک نگاه خنثی و سیم و می دانم که اگر آن را امن است. شما نمی توانید احساس ولتاژ تا زمانی که آن را در حال حاضر coursing از طریق شما. شما می توانید شنیدن صدا از باز خنثی انتظار بالادست. تنها چیزی که بین شما و 120V از طریق قفسه سینه خود را به متن و زمینه تغییرات در میلی ثانیه است.
این است که چرا هر برق کد هر استاندارد ایمنی هر برنامه آموزشی بر همان اصل: درمان هر هادی به عنوان انرژی تا ثابت شود. استفاده از یک غیر-تماس با تستر ولتاژ. با استفاده از مولتی متر. تست داغ به زمین داغ به خنثی خنثی به زمین. و اگر شما واجد شرایط برق آشنا با NEC مقاله 250, NFPA 70E قوس فلش مورد نیاز و مناسب lockout/tagout روش ؟ باز نمی شود که پنل.
خنثی نوار شما نمی کشتن—تا زمانی که آن را ندارد. و هنگامی که آن را نشانی از آن را نمی دهد هشدار.
نیاز به کمک تعیین توزیع برق و تجهیزات با پایه های مناسب و مطابق با شد ؟ VIOX الکتریکی تولید ولتاژ برق قطعات از جمله پانل های توزیع, اتوبوس, میله, قطع کننده مدار و پایه لوازم جانبی که با هر دو NEC و استانداردهای IEC است. تماس با ما مهندسین نرم افزار برای پشتیبانی فنی در پروژه بعدی خود را.
