Você está de pé em seu porão assistindo o seu electricista de trabalho. O painel principal é open—ao vivo, energizado, 200 amps de potencial de morte de apenas alguns centímetros de distância. Ele chega com sua mão nua e agarra o barramento neutro bar. Seu coração pára. Mas ele nem sequer vacilou. Dez segundos depois, ele está de torção para baixo os parafusos do terminal no mesmo bar, contato com a pele o tempo todo, cantarolar como se ele trocar uma lâmpada.
Então, o que está acontecendo aqui? Se o condutor neutro transporta corrente de volta a partir de suas luzes, aparelhos e motores para completar o circuito, porque isso não é um barramento de eletrificação de quem a toca? E o mais importante—quando ele se tornar mortal?
A resposta envolve alguns contraditório física, um mito perigoso que foi repetida tantas vezes que se tornou no "conhecimento comum", e uma crítica a colagem de exigência que se coloca entre a manutenção de rotina e um choque fatal. Vamos começar com o motivo de tocar ao vivo, uma barra de neutro, normalmente, não vai matá-lo.
O Zero Volt Horário: Qual Você Pode Tocar ao Vivo, uma Barra de Neutro
Aqui está a coisa que faz o seu painel de neutro barra de seguro ao toque: é eletricamente conectado à mesma terreno você está pisando. Literalmente. Em sua entrada de serviço—onde o poder entra em sua casa—o condutor neutro é ligado (ligado) para o eletrodo de aterramento do sistema. Que o aterramento do sistema se conecta à terra por meio de hastes terra, metal, canos de água ou de concreto, envolto eletrodo. Você está de pé sobre a mesma terra.
Isso cria o que nós poderíamos chamar "O Zero Volt Zona"—um terminal equipotencial plano, onde o neutro da barra, terreno barra (que é ligado a ele), o painel de metal do gabinete, e a terra sob seus pés estão ao mesmo potencial elétrico. Qualquer diferença de tensão significa que nenhum fluxo de corrente.
Acho que de potencial elétrico, como a elevação. Se você está de pé sobre uma superfície plana—perfeitamente nível do chão—não há "descida" para você cair em direção. A água não o fluxo, os objetos não rolar, e você não cai. Tensão funciona da mesma maneira: atual só flui quando existe uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos, como a água só flui quando existe uma diferença de elevação.
Quando você tocar a barra de neutro com uma mão, enquanto de pé sobre o chão de concreto, ambos os pontos de contato (mão e pés) estão no mesmo potencial de zero volts em relação à terra. Não há um declive acentuado, não há fluxo de corrente, não se choque. O eletricista casual confiança não é bravata—é a física.
Dica #1: O barramento neutro bar é seguro para o toque, porque é ligado ao terra na entrada de serviço—zero criando diferença de potencial entre você, o bar, e a terra sob seus pés. Esta ligação ocorre em UM ponto apenas (o serviço de desconexão), nunca subpanels, como por NEC Artigo 250.24(A)(5) e IEC 60364-5-54.
Mas aqui é onde fica interessante: não há corrente fluindo através de que a barra de neutro. Às vezes, significativa corrente de 15 a, de 30 amperes, mesmo 50+ amps em um painel principal do barramento neutro. Então, por que não até mesmo uma pequena fração do que ir através de seu corpo? Isso nos leva para o mais perigoso mito no trabalho com eletricidade.
Por que o "Caminho de menor Resistência" Fica Eletricistas Mortos
Você já ouviu isso milhares de vezes: "Luz toma o caminho de menor resistência." Ele se repete em fóruns, vídeos do YouTube, e infelizmente, por eletricistas que devem conhecer melhor. Isso é o que é ensinado em cada escola de comércio e lembrado por quase ninguém que os graduados. Aqui está o problema: é completamente errado.
Bem, não completamente. É tecnicamente verdadeiro, no sentido de que um rio "toma o caminho de menor resistência" downhill—, mas apenas como um rio, a eletricidade não se limita a apenas UM caminho. Electricidade leva TODOS os caminhos disponíveis de volta à sua fonte, a divisão de corrente através de cada caminho na proporção que o caminho é a condutância (o inverso da resistência). Esta é a Lei Actual de Kirchhoff, e foi validado física desde 1845.
Vamos colocar os números para isso, porque é onde o "caminho de menor resistência" mito cai. Imagine que você está tocando um barramento neutro bar que está a transportar 20 amps de volta para a entrada de serviço através de um 10 AWG fio de cobre. A resistência do que 10 AWG condutor neutro mais de 50 pés é de aproximadamente 0.05 ohms. A sua resistência do corpo, mão-de-pés através da pele seca? Entre 1.000 e 100.000 ohms, dependendo de como suas mãos estão suadas e como boa a sua botas são. Vamos ser conservadores e dizer 10.000 ohms.
Agora aqui é a visão crítica: atual divide-se inversamente proporcional à resistência. Que 10 AWG fio tem 1/200,000 th a resistência do seu corpo (0.05 Ω vs 10.000 Ω), de modo que o fio leva de 200.000 vezes mais atual do que o seu corpo faz. Se 20 amps está fluindo através do neutro, seu corpo fica sobre 0.0001 amps—ou 0,1 ma. Essa é uma de dez milésimos de corrente. Você não sentir isso. O fio fica 19.9999 amps, você tem 0.0001 amps. Ambos os caminhos de corrente de condução, mas a diferença é tão extrema, que você percebe o seu caminho como transporte de "nenhum".
Dica #2: A eletricidade não "escolher" o fio através de você—ele leva TODOS os caminhos proporcionalmente. Você não fique chocado, porque a sua resistência do corpo é tão alta que a sua parte da corrente é medida em microampère, não o perigoso miliamperes que causar fibrilação ventricular (30-50 ma, através de peito).
É por isso que o "caminho de menor resistência" o mito é tão perigoso: ele faz as pessoas pensarem que, se há uma baixa resistência caminho disponível, que é totalmente seguro. Eles não estão seguros—eles estão mais seguro, o que é muito diferente. Se você completar um circuito através do seu peito com as mãos molhadas em uma peça com defeito de equipamento, até mesmo com um "melhor" caminho disponível através do solo, bastante corrente pode fluir através do seu coração parar com isso. O mito mata porque ele faz com que as pessoas casual.
A Queda de Tensão do Espírito: Por que Há de Tensão (Mas não É)
Agora vamos tratar de algo a discussão técnica revelou: na verdade, há uma pequena diferença de tensão ao longo do barramento neutro bar quando a corrente está fluindo. Vamos chamar esta "A Queda De Tensão Fantasma"—ele está lá, mensurável com um bom multímetro, mas ele não pode machucá-lo em condições normais.
Eis por que existe: todos os condutores têm de resistência, mesmo barramento de cobre barras e fios de bitola pesada. Quando a corrente flui através da resistência, as quedas de tensão. Vamos calculá-lo para um cenário real.
Imagine um de 100 pés de execução de 12 AWG de cobre condutores de neutro de transporte 15 ampères de volta para o painel carregado a partir de um circuito (dez 100 watts de lâmpadas incandescentes, por exemplo). A resistência de 12 AWG de cobre a 75°C é de aproximadamente 2.01 ohms por 1.000 pés, ou 0.201 ohms por 100 metros. Usando a Lei de Ohm (V = I × R): V = 15A × 0.201 Ω = 3.02 volts. Essa é a queda de tensão total de mais de 100 pés de neutro executar.
Agora, centrar-se apenas a 3 metros de fio neutro dentro do painel, de onde ele entra para onde ele termina no barramento. A queda de tensão entre os 3 pés? 3 metros / 100 pés × 3.02 V = 0.09 volts. Se você tocou o fio neutro onde entra o painel com uma mão, e o barramento neutro bar com a outra mão, há um 0.09-volt diferença entre suas mãos. Que 90 milivolts.
Para colocar isto em perspectiva: uma bateria AA de 1,5 volts—a aproximadamente 17 vezes mais tensão do que isso. Você pode sentir uma bateria do AA sobre a sua pele seca? Não. Nem se pode sentir 0.09 volts. Sua pele atua como um isolante, com uma sensação de limite de aproximadamente 30 a 50 volts para a pele seca (muito menor se molhado para baixo de 10 a 20 volts, com as mãos suadas). Abaixo desse limiar, quase nenhuma corrente penetra a sua pele é a camada externa.
Se você teve uma sensível o suficiente voltímetro e estável o suficiente mãos, você pode mapear o gradiente de tensão através de um barramento como um mapa topográfico. Mas mesmo o maior "pico" não seria o suficiente para sentir. É por isso que o Queda De Tensão Fantasma assombra sua barra de neutro, mas não machucá-lo.
Dica #3: Há tensão no neutro bar—normalmente 0.02-0.10 V por metro de fio sob carga, mas é muito abaixo do 30-50V necessária para superar a sua pele seca resistência. É por isso também que falta à Terra Interruptores de Circuito (GFCIs) não viagem do normal neutro queda de tensão; eles estão monitorando desequilíbrio de corrente (maior que 5mA), não de tensão.
Até agora, tudo parece muito seguro, certo? A barra de neutro é ligado à terra, criando um zero volts zona. Seu corpo de alta resistência significa quase nenhuma corrente passa através de você. A pequena queda de tensão que existe é inofensivo. Mas agora é hora de conhecer os cenários que matar as pessoas.
A Abrir Neutro Killer: Quando Que "Segura" O Fio Se Torna Mortal
Aqui está o que separa a rotina de trabalho elétrico de acidentes fatais: contexto. Toque em uma barra de neutro em uma correctamente ligada painel enquanto de pé sobre um piso de concreto? Cofre. Toque em um fio neutro, que é aberto a montante sob a carga? Você está morto. Deixe-me mostrar a você quando A Abrir Neutro Assassino greves.
Cenário 1: A Conexão Solta Sob Carga
Sua máquina de lavar roupa, secador de cabelo e aquecedor elétrico de água estão todas em execução—puxa, vamos dizer, 35 amps combinado através de seus comportamentos neutros caminho de retorno. Em algum lugar upstream—talvez em uma caixa de junção, talvez em um disjuntor do terminal, talvez no painel de neutro barra de si—uma conexão está solto. Ele foi solto por meses, lentamente, aquecimento, oxidante, aumentando sua resistência. Um dia, que abre de conexão sob carga. O circuito é interrompido.
Mas aqui está a parte crítica: o condutor neutro no lado de carga do que quebrar é agora, em plena tensão de linha. Por quê? Porque a atual está tentando fluxo quente do lado de seus aparelhos, através de suas cargas, e para baixo, onde o neutro deve conectar—mas ele não pode chegar lá. Os aparelhos tornaram divisores de tensão, e o fio neutro flutua para cerca de 120 (em 120V-circuito) ou 230V (no European 230V-circuito) em relação à terra.
Um toque de que o "neutro" fio de agora? Você se torna o caminho para a terra. Completa, a corrente flui através do seu corpo. Esta é a forma como eletricistas experientes chegam a morrer fazendo "rotina" de trabalho. Se desligar um fio neutro para redirecionar, não percebendo que há uma carga no circuito, e o instante em que toque o fio nu, 120 unidades de corrente através do corpo para a terra.
Dica #4: Nunca desligar um condutor neutro, enquanto os circuitos são energizados, mesmo se tiver desligado o disjuntor. Multi-fio de circuitos (MWBC) pode backfeed tensão através do neutro se apenas um disjuntor está desligado, a criação de um mortal cenário em que o "morto" fio neutro é, na verdade, em 120V em relação à terra.
Cenário 2: O Multi-Fio Do Circuito De Derivação Armadilha
Falando de MWBCs, aqui está um determinado modo de falha que tanto mata DIYers e profissionais. Um multi-fio ramo do circuito usa um partilhada neutro para servir a dois 120V quente condutores em contrário fases. Em balanceamento de carga, o neutro leva apenas a diferença entre as duas cargas quentes. Mas aqui está o que acontece quando você abre compartilhada neutro no painel:
O circuito 1 é a alimentação de sua sala de estar luzes (200W, cerca de 1,7 Uma). Circuito 2 é a alimentação de sua janela AC (unidade de 1.500 W, cerca de 12,5 Um). Você flip ambos os disjuntores de fora. Os circuitos são "mortos", certo? Errada. Você desconecte o fio neutro a partir do barramento de realocá-lo. O instante em que o neutro abre, os dois circuitos tornar conectados em série através de 240V (na América do Norte divisão-fase de sistemas).
Seu 200W de luzes está agora em série com 1500 W de carga de AC em toda a 240V. A tensão se divide proporcionalmente às cargas' impedâncias. As luzes consulte sobre 28V. O fio neutro—o que você está segurando—é agora em 212V em relação à terra. O testador de lê zero em ambos quente fios. Você está confiante. Você está errado. Tocá-lo? Ao longo do jogo.
Este cenário já matou vários eletricistas que pensou que eles estavam trabalhando em "mortos" de fios, porque eles tinha desligado os disjuntores.
Cenário 3: perda de Neutro na Entrada de Serviço
O cenário de pesadelo: o utilitário de ligação neutra em sua entrada de serviço falha. Isso pode acontecer a partir de corrosão, danos físicos, ou um mal feita de conexão no aeroporto de cabeça. Quando o principal neutro abre enquanto que as cargas de operação, todos os seus 120V circuitos tornar-se conectados em série através de 240V. Luzes em uma fase de ver sobretensão e explodir. Eletrônicos em outra fase, veja subtensão e morrer. E cada condutor neutro em sua casa vai para alguma fração de 240V, dependendo de balanceamento de carga e a fase de configuração.
Toque em qualquer dos condutores de neutro—qualquer "terra", fio, metal aparelho quadro—e você está completando um 240V circuito para a terra através de seu corpo. A conexão única na entrada de serviço? É absolutamente não-negociável.
Por Isso Neutro-Terra A Ligação É Não-Negociável
Tudo o que temos discutido,O Zero Volt Zonao terminal equipotencial avião, a razão você não ficar chocado tocar um correctamente ligado o neutro da barra—depende de uma conexão crítica: neutro-terra bond na entrada de serviço. Isto não é uma sugestão. Não é a "melhor prática". É um código de exigência com força de lei por trás dele.
NEC Artigo 250.24(A)(5) (2023 edition) exige que "o condutor neutro deve ser aterrado" a serviço de desligar, e apenas no serviço de desligar. Internacionalmente, IEC 60364-5-54 estabelece o mesmo princípio: um ponto principal de aterramento, normalmente, na origem da instalação.
Aqui está o porquê deste único ponto de ligação questões: (1) estabelece o potencial de referência para todo o sistema elétrico. Sem ele, "neutro" e "terra" flutuar em relação ao outro, e a diferença de tensão pode tornar-se letal. (2) garante a falha de corrente tem uma baixa impedância caminho de volta para a fonte. Quando um fio quente entra em contato com um metal aterrado, resultante da corrente de falta deve ser alta o suficiente para desarmar o disjuntor rapidamente, de preferência dentro de 0,1 segundos. Que requer uma sólida ligação com a terra. (3) impede condições de sobretensão durante a perda de neutro. Se o utilitário de neutro se abre e o sistema de aterramento não estiver ligado, toda a sua casa pode flutuar para a voltagens perigosas. (4) fornece um seguro e com zero de referência para o contato humano. A barra de neutro, o aterramento de barras, painel do gabinete, e a terra tornar-terminal equipotencial—criação de Zero Volt Zona discutimos anteriormente.
O que acontece se você bond neutro e terra em um subpainel, violando a "um título apenas" regra? Criar paralelo percursos de terra, o que significa neutro corrente começa a fluir através de seus condutores de aterramento e de metal pistas de rolamento. Esses caminhos não foram projetados para transportar corrente contínua. Eles esquentam. Ligações de corrosão. E, de repente, o "chão" do fio, que é suposto proteger você está carregando corrente suficiente para dar-lhe um choque, ao tocar um metal aparelho quadro. Uma obrigação é um diagrama de circuito. Dois títulos é uma ação judicial à espera de acontecer.
É por isso que NEC 250.142(B) proíbe explicitamente o aterramento do neutro em qualquer ponto a jusante do serviço de desligar. De um título. Na entrada de serviço. Em nenhum outro lugar.
Dica #5 (Crítica De Segurança): Neutro-terra bond deve existir exatamente UM ponto: o serviço de desligar ou painel principal. Nunca bond neutro e o terra no subpanels (250.32 exceção), nunca em aparelhos, nunca, em caixas de junção. Este único ponto de ligação assegura a falha de corrente flua corretamente e impede a corrente de neutro viajando pelos caminhos de aterramento.
VIOX Neutro do Bloco de Terminais
A Linha Inferior: Quando O "Seguro" Torna-Se "Mortal"
Então aqui está o que nós aprendemos sobre quando barramento neutro bares são seguros versus mortal:
O barramento neutro bar não vai matá-lo quando: Está correctamente ligada à terra na entrada de serviço; - você está de pé sobre uma terra de superfície (cimento, a terra, não um tapete de borracha), o circuito está em condições normais de operação (não abre, sem falhas, sem MWBCs com uma perna fora); e a sua pele é seca e intacta (mais de 1.000 ohms de resistência).
O barramento neutro barra de matá-lo quando: A ligação neutra abre a montante sob carga (completo da tensão de linha no "neutro"); você está trabalhando em uma multi-fio ramo de circuitos com disjuntores de fora, mas neutro desconectado; a entrada de serviço neutro falhou (sobretensão em todo o sistema); ou você está molhado, suado, ou ter cortes em suas mãos (resistência da pele cai para 100-500).
A diferença entre esses cenários de contexto e o contexto é invisível. Você não pode olhar para um fio neutro e saber se é seguro. Você não pode sentir a tensão até que ele já está correndo através de você. Você não pode ouvir o barulho de abrir neutro esperando a montante. A única coisa entre você e 120V através de seu peito contexto e o contexto de mudanças em milissegundos.
É por isso que cada electrical code, cada norma de segurança, a cada programa de treinamento enfatiza o mesmo princípio: tratar cada condutor energizado até que se prove o contrário. Use uma tensão sem contato testador. Usar um multímetro. Ensaio quente para o chão, quente para o neutro, neutro e o terra. E se você não for um electricista qualificado e familiarizado com a NEC Artigo 250, NFPA 70E arc flash requisitos, e o próprio bloqueio/etiquetagem procedimentos? Não abrir o painel.
A barra de neutro não vai matá-lo, até que ele faz. E quando o faz, ele não dar avisos.
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