Sunteți în picioare în subsol vizionarea de muncă electrician. Panoul principal este deschis—vii, plini de energie, 200 amperi de potențial moarte doar câțiva centimetri distanță. El ajunge cu mâna goală și apucă neutru autobuz bar. Inima ta se oprește. Dar el nici măcar nu a clipit. Zece secunde mai târziu, el strângere borne cu suruburi pe același bar, contact cu pielea tot timpul, colibri de-a lungul ca s-a schimbat un bec.
Deci, ce se întâmplă aici? Dacă conductorul neutru poartă curentul de lumini, aparate, motoare și pentru a finaliza circuitul, de ce nu e autobuz bar electrizant pe oricine se atinge de ea? Și mai important—atunci când el nu este de moarte?
Răspunsul implică unele contraintuitiv fizica, un mit periculos care s-a repetat atât de des a devenit "cunoaștere comună", și un critic de lipire cerință care stă între întreținere de rutină și un șoc letal. Să începem cu ce atinge un live neutru bar, de obicei, nu te va ucide.
Zero Volți Zona: de Ce Puteți Atinge un Live Neutru Bar
Aici e chestia care face panou neutru bar în condiții de siguranță pentru a atinge: este conectat electric la același teren pe care stai. Literalmente. La intrarea de serviciu—în cazul în care puterea intră în casa ta—conductorul neutru este legat (legate) la electrodul de împământare a sistemului. Că sistemul de împământare se conectează la pământ prin sol tije metalice, conducte de apă, sau un beton încastrate în electrod. Sunteți în picioare pe același pământ.
Aceasta creează ceea ce vom numi "Zero Volți Zonă"—un echipotențial avion unde neutru bar, teren bar (care este lipit de ea), pe panoul de metal cabina, și pământul de sub picioarele tale sunt toate la același potențial electric. Nici o diferență de tensiune nu înseamnă fluxul de curent.
Cred că de potențial electric ca altitudine. Dacă sunteți în picioare pe o suprafață plană—un perfect nivel podea—nu e nici o "la vale" pentru tine de a cădea spre. Apa nu curge, obiectele nu se rostogolească, și nu împiedicându-se. Tensiune funcționează în același mod: curent curge numai atunci când există o diferență de potențial electric între două puncte, la fel ca apa curge numai atunci când există o diferență de altitudine.
Atunci când atingeți neutru bar cu o mână în timp ce în picioare pe podea de beton, ambele puncte de contact (mâna și picioarele) sunt la același potențial zero volți față de pământ. Nici o coborâre pe o pantă, nici curentul, nici un șoc. Electrician casual încredere nu este bravadă—e fizica.
Pro-Sfat #1: Neutru autobuz bar este sigur de a atinge, pentru că este legat la pământ la intrarea de serviciu—crearea de la zero diferența de potențial între voi, bar, și pământul de sub picioarele tale. Această unire are loc la UN singur punct (la deconectare de service), nu la subpanels, ca pe NEC Articolul 250.24(A)(5) și IEC 60364-5-54.
Dar aici devine interesant: există curent care curge prin care neutre bar. Uneori semnificative curent—15 amperi, 30 amperi, chiar și de 50 de amperi pe un panou principal este neutru autobuz. Deci, de ce nu chiar și o mică fracțiune din aceasta trece prin corp? Asta ne aduce la cel mai periculos mit în muncă electrice.
De ce "Calea minimei Rezistențe" Devine Electricieni Ucis
Ai auzit-o de mii de ori: "energie Electrică ia calea minimei rezistențe." E repetate în forumuri, clipuri video pe YouTube, și, din păcate, de electricieni, care ar trebui să știi mai bine. Aceasta este ceea ce a învățat în fiecare școală de meserii și și-a amintit de aproape nimeni care absolvenți. Aici e problema: e complet greșit.
Ei bine, nu complet. E adevărat punct de vedere tehnic, în sensul că un râu "ia calea minimei rezistențe" în jos—, ci doar ca un râu, de energie electrică nu se limiteze la doar O cale. Energie electrică ia TOATE disponibile căi înapoi la sursă, împărțirea actuală pe fiecare cale în proporția la care calea este conductanța (inversul rezistenței). Acest lucru este Kirchhoff Actuală a Legii, și a fost validat de fizica din 1845.
Hai să punem numere de la acest lucru, pentru că acolo "calea minimei rezistențe" mit se prăbușește. Imaginează-ți că ești atinge un neutru bar autobuz care transporta 20 de amperi înapoi la intrarea de serviciu printr-un 10 AWG sârmă de cupru. Rezistența de 10 AWG conductor neutru de peste 50 de metri este de aproximativ 0.05 ohmi. Corpul tau rezistență, mână-la-picioarele prin piele uscată? Între 1.000 și 100.000 de ohmi, în funcție de cât de transpirat mâinile tale sunt și cât de bine sunt bocancii. Să fie conservatoare și spune 10.000 de ohmi.
Acum, aici e o perspectivă critică: curent împarte invers proporțională cu rezistența. 10 AWG sârmă a 1/200. 000 de mii de rezistență a corpului (0.05 Ω vs 10.000 de Ω), astfel încât firul are 200.000 de ori mai mult curent decât corpul tau nu. Dacă 20 de amperi curge prin neutru, corpul tau devine despre 0.0001 amperi—sau 0,1 miliamperi. Asta e o zece miime de curent. Nu vei simti nimic. Firul devine 19.9999 amperi, veți obține 0.0001 amperi. Ambele căi transporta curent, dar diferența este atât de extreme pe care le percep calea ta și realizarea "niciuna".
Pro-Sfat #2: Energia electrică nu se "alege" pe sârmă peste tine—este nevoie de TOATE căile proporțional. Nu te-a șocat, deoarece rezistenta organismului este atât de mare încât partea ta de curent este măsurat în microamps, nu periculos miliamperi care determina fibrilație ventriculară (30-50mA prin piept).
Acesta este motivul pentru care "calea minimei rezistențe" mit este atât de periculoasă: ea îi face pe oameni cred că, dacă există o rezistență redusă calea disponibile, ei complet în condiții de siguranță. Nu sunt sigur—sunt mai sigure, care este foarte diferit. Dacă ați completat un circuit pe piept, cu mâinile umede pe un defect bucată de echipament, chiar și cu un "mai bine" calea disponibile prin sol, suficient curent poate circula prin inima ta să-l oprească. Mitul ucide pentru că îi face pe oameni casual.
Căderea de Tensiune Fantoma: de Ce Există Tensiune (Dar nu O Simt)
Acum hai sa adresa ceva tehnic discuție a dezvăluit: acolo de fapt ESTE o mică diferență de tensiune de-a lungul care neutre autobuz bar atunci când curentul curge. Vom numi acest "Căderea De Tensiune Fantoma"—e acolo, măsurabile cu un multimetru, dar nu te poate răni în condiții normale.
Iată de ce există: toate conductoarele au o rezistență, chiar și cupru bare și grele-ecartament sârmă. Atunci când fluxurile de curent prin rezistență, tensiunea scade. Să se calculeze pentru un scenariu real.
Imaginați-vă o 100 de metri termen de 12 AWG cupru fir neutru transportă 15 amperi înapoi la panoul de la un încărcate circuit (zece 100-watt becuri incandescente, de exemplu). Rezistența de 12 AWG cupru la 75°C este de aproximativ 2.01 ohmi pe 1.000 de metri, sau 0.201 ohmi la 100 de metri. Folosind Legea lui Ohm (V = m × R): V = 15A × 0.201 Ω = 3.02 volți. Asta e total cădere de tensiune de-a lungul întregii 100 de metri neutru rula.
Acum, se concentreze pe doar 3 metri de fir neutru în interiorul panoului, de unde intră acolo unde se termină pe bara de autobuz. Căderea de tensiune pe cele 3 picioare? 3 metri / 100 feet × 3.02 V = 0.09 volți. Dacă te-ai atins firul neutru în cazul în care intră în panoul cu o singură mână, și neutru autobuz bar cu cealaltă mână, există o 0.09-volt diferența între mâinile tale. E de 90 de milivolți.
Pentru a pune acest lucru în perspectivă: o baterie AA 1,5 volți—aproximativ 17 ori mai multă tensiune decât aceasta. Poți simți o baterie AA pe pielea uscata? Nr. Nici tu nu poți simți 0.09 volți. Pielea acționează ca un izolator cu o senzație de pragul de aproximativ 30-50 de volți pentru pielea uscata (mult mai mici dacă umed—până la 10-20 de volți, cu mâinile transpirate). Sub acest prag, aproape nici curent pătrunde pielea este stratul exterior.
Dacă ai avut o destul de sensibil voltmetru și suficient de sigure maini, ai putea hartă tensiunea gradient peste bus bar ca o hartă topografică. Dar chiar și cele mai înalte "de vârf" de n-ar fi suficient să se simtă. Acesta este motivul pentru care Cădere De Tensiune Fantoma îți bântuie neutru bar dar nu te doare.
Pro-Sfat #3: Există tensiune pe care neutre bar—de obicei 0.02-0.10 V pe picior de sârmă sub sarcină—dar e cu mult sub 30-50V necesare pentru a depăși pielea uscata rezistenta. Acesta este și motivul pentru Defect de Împământare Întrerupătoare de Circuit (GFCIs) nu excursie la normal neutru cădere de tensiune; monitorizează dezechilibru de curent (mai mare decât 5mA), nu de tensiune.
Până acum, totul pare destul de în siguranță, nu? Neutru bar este legat la pământ, creând un zero volți zona. Corpul tau este de înaltă rezistență înseamnă aproape nici un curent trece prin tine. Mici cădere de tensiune care există este inofensiv. Dar acum e timpul pentru a satisface scenarii care ucid oameni.
Deschis Neutru Criminal: În Momentul În Care "Sigur" Firul Devine Mortal
Aici este ceea ce separă de rutină de muncă electrice la accidente fatale: contextul. Atingeți un neutru bar într-un mod corespunzător lipit panoul în timp ce în picioare pe o podea de beton? În condiții de siguranță. Atingeți un fir neutru care s-a deschis în amonte sub sarcină? Ești mort. Lasă-mă să-ți arăt când Deschis Neutru Criminal greve.
Scenariul 1: Conexiune În Vrac Sub Sarcină
Mașina ta de spălat, uscător, electrice și de încălzire a apei sunt toate de funcționare—să tragă, să zicem, 35 de amperi combinate prin intermediul lor comun neutru cale de întoarcere. Undeva în amonte—poate la o cutie de joncțiune, poate la un întrerupător de terminal, poate la panou neutru bar în sine—o conexiune este în libertate. A fost liber de luni de zile, încet, încălzire, oxidare, creșterea rezistenței sale. Într-o zi, că o conexiune se deschide sub sarcină. Circuitul este rupt.
Dar aici e partea critică: conductorul neutru pe partea sarcinii de care pauza este acum în plină tensiune de linie. De ce? Deoarece curentul este încercarea de a curge de la partea fierbinte de aparate, prin incarcatura lor, și în jos pentru a în cazul în care neutre ar trebui să se conecteze dar nu poate ajunge acolo. Aparatele deveni tensiune separatoare, și firul neutru plutește la aproximativ 120V (într-un 120V circuit) sau 230V (într-un European 230V circuit) în raport cu solul.
Atingeți că "neutru" de sârmă de acum? Vei deveni calea spre sol. Plin fluxurile de curent prin corpul tău. Acesta este modul electricieni cu experiență mor "de rutină" de lucru. Au deconectați un fir neutru pentru a reseta, nu dându-și seama că este o sarcină pe circuit și instantanee de a atinge sârmă goale, 120V conduce curent prin corpul lor la masă.
Pro-Sfat #4: Nu deconectați niciodată un conductor neutru în timp ce circuitele sunt plini de energie, chiar dacă te-ai oprit întrerupător. Multi-fir de circuite (MWBC) poate backfeed tensiune prin neutre dacă numai unul breaker este oprit, creând o moarte scenariu în cazul în care "mort" fir neutru este, de fapt, la 120V în raport cu solul.
Scenariul 2: Multi-Fir Ramură De Circuit Capcana
Vorbind de MWBCs, aici este un anumit mod de defectare care ucide atât DIYers și profesioniști. Un multi-fir ramură de circuit foloseste unul comun neutru pentru a servi două 120V fierbinte conductoare pe faze opuse. Sub sarcină echilibrată, neutră desfășoară numai diferența dintre cele două sarcini. Dar iată ce se întâmplă atunci când deschizi comun neutru la panou:
Circuit 1 se alimentează camera de zi lumini (200W, aproximativ 1,7-O). Circuitul 2 este hrănirea fereastră AC unitate (de 1500 W, aproximativ 12,5-O). Flip ambele întrerupătoarele. Circuitele sunt "mort", nu? Greșit. Deconectați firul neutru din bara de autobuz să se mute. Instant care neutre deschide, cele două circuite deveni conectate în serie peste 240V (în america de Nord split-faza de sisteme).
Ta 200W de lumini sunt acum în serie cu 1.500 W de sarcină de curent ALTERNATIV, peste 240V. Tensiunea împarte proporțional cu sarcini' impedante. Luminile vedea despre 28V. Firul neutru—cea pe care o deține—este acum la 212V în raport cu solul. Ta tester de tensiune citește zero pe ambele fire. Ești încrezător. Te înșeli. L atingi? Joc de peste.
Acest scenariu a ucis mai multe electricieni care au crezut că acestea au fost de lucru pe "mort" fire pentru că au oprit întrerupătoare.
Scenariul 3: Pierdut Neutru la Intrarea de Serviciu
Un scenariu de coșmar: utilitatea neutru conexiune la intrarea de serviciu nu reușește. Acest lucru se poate întâmpla la coroziune, deteriorarea fizică, sau un prost făcute conexiune la vremea cap. Atunci când principalul neutru se deschide în timp ce sarcini sunt de operare, toate 120V circuite devin conectate în serie peste 240V. Luminile de pe o fază a se vedea supratensiune și exploda. Electronice pe de altă etapă a se vedea subtensiune și să moară. Și fiecare conductor neutru în casa ta sare la o fracțiune de 240V, în funcție de sarcină de echilibru și de faza de configurare.
Atingeți orice fir neutru—orice "pământ" sârmă, metale aparat frame—și tu ești completarea unui 240V-circuit la pământ prin corpul tău. Că singură conexiune la intrarea de serviciu? Este absolut non-negociabile.
De Ce Neutru-Pământ De Lipire Este Negociabil
Tot ce am discutat—Zero Volți Zona, echipotentiala avionul, motiv pentru care nu te-a șocat a atinge o corect legat neutru bar—balamale pe un critic de conexiune: neutru-pământ de obligațiuni la intrarea de serviciu. Asta nu e o sugestie. Nu e vorba de "cele mai bune practici." Este o cerință a codului cu putere de lege în spatele ei.
NEC Articolul 250.24(A)(5) (2023 edition) prevede că "conductorul neutru se leagă la pământ" de la service deconectați, și numai la service deconectați. La nivel internațional, IEC 60364-5-54 stabilește același principiu: una principală de împământare punct, de obicei la originea instalației.
Iată de ce acest singur punct de legare aspecte: (1) Se stabilește de referință de potențial pentru întregul sistem electric. Fără ea, "neutru" și "pământ" plutesc în raport cu fiecare alte, și diferența de tensiune poate deveni letală. (2) Se asigură curentul de defect are o impedanță joasă calea înapoi la sursă. Atunci când un fir cald contacte o împământare carcasă metalică, care rezultă curentul de defect trebuie să fie suficient de mare pentru a excursie la întrerupător rapid—în mod ideal, în termen de 0,1 secunde. Care necesită o bază solidă de conexiune. (3) previne supratensiune condiții în timpul neutru pierdere. Dacă utilitarul neutru se deschide și la sol sistem nu este legat, întreaga casă poate pluti la tensiuni periculoase. (4) Se prevede un seif zero de referință pentru contact uman. Neutru bar, teren bar, panoul cabina, și pământul tot să devină echipotențial—crearea de la Zero Volți Zona am discutat mai devreme.
Ce se întâmplă dacă ai bond neutru și masă la un subpanou, încălcând "o legătură singura" regula? Creați paralel sol căi, ceea ce înseamnă neutru curentului care curge prin conductoare de împământare și căile de rulare metalice. Aceste trasee nu au fost proiectate pentru a transporta curent continuu. Ei se încălzesc. Conexiuni coroda. Și dintr-o dată, "la sol", sârmă, care ar trebui să te protejeze transportă suficient curent de șoc atunci când atingeți un metal aparat cadru. O legătură este o diagramă de circuit. Două obligațiuni este un proces care așteaptă să se întâmple.
Acesta este motivul pentru NEC 250.142(B) interzice în mod explicit legarea la neutru la orice punct în aval de service deconectați. Unul bond. La intrarea de serviciu. Nicăieri în altă parte.
Pro-Sfat #5 (Critic De Siguranță): Neutru-pământ de obligațiuni trebuie să existe la UN singur punct: la serviciu sau deconectați panoul principal. Niciodată bond neutru la masă la subpanels (250.32 excepție), nu la aparate, nu la cutii de joncțiune. Acest singur punct de lipire asigură curentul de defect curge în mod corect și previne neutru curent de deplasare prin sol căi.
Linia De Jos: Când "Safe" Devine "Mortale"
Deci, aici e ceea ce am învățat despre când neutre autobuz baruri sunt în siguranță față de moarte:
Neutru autobuz bar nu te omor atunci când: E corect legat la pământ la intrarea de serviciu; stai pe un pământ de suprafata (beton, pământ, nu din cauciuc mat); circuitul este în regim normal de funcționare (nu se deschide, nu prezinta defecte, nu MWBCs cu un singur picior); și pielea ta este uscată și intactă (1000+ de ohmi rezistență).
Neutru autobuz bar VA ucide atunci când: Neutru conexiune se deschide în amonte sub sarcină (linie completă de tensiune pe "neutru"); sunteți de lucru pe un multi-fir ramură de circuit cu întrerupătoarele dar neutru deconectat; intrarea de serviciu neutru nu a reușit (supratensiune pe întregul sistem); sau ești ud, transpirat, sau au tăieturi pe mâini (rezistența pielii scade la 100-500Ω).
Diferența dintre aceste scenarii este context—contextul este invizibil. Nu te poți uita la un fir neutru și știu dacă e în siguranță. Nu poți să simți tensiunea până când este deja curge prin tine. Nu poți să auzi zumzetul deschide neutru de așteptare amonte. Singurul lucru dintre tine și 120V prin piept este context—și contextul se schimbă în milisecunde.
Acesta este motivul pentru fiecare electrice cod, fiecare standard de siguranță, fiecare program de formare subliniază același principiu: trata fiecare conductor fel de plini de energie, până la proba contrarie. Utilizați un non-contact tester de tensiune. Folosiți un multimetru. Test fierbinte la masă, cald neutru, neutru la masă. Și dacă nu ești un electrician calificat, familiarizat cu NEC Articolul 250, NFPA 70E arc flash cerințele și corectă lockout/tagout? Nu deschide acest panou.
Neutru bar nu te va ucide—până când se întâmplă. Și când o va face, nu se dau avertismente.
Nevoie de ajutor cu specificarea electrice de distribuție de echipamente cu pregătire corespunzătoare și de unire? VIOX ELECTRIC produce componente electrice de joasă tensiune, inclusiv panouri de distributie, bare, întrerupătoare de circuit, și de împământare accesorii care îndeplinesc ambele NEC și standardele IEC. Contactați aplicația noastră ingineri de suport tehnic pe urmatorul tau proiect.
