Question:
Besoin d'un câble de masse?
Asher
2020-08-10 15:51:32 UTC
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Tout d'abord, je tiens à mentionner que j'ai étudié les télécommunications (ici dans mon pays, c'est très similaire à l'électrotechnique, j'ai étudié la théorie des circuits et l'électronique), même si je n'ai traité que de petits appareils électroniques et ils ce n'est plus ma ligne de travail actuelle (maintenant je fais plus de trucs d'IA, pas que ça compte). Avec cela, je veux dire que: s'il vous plaît, n'hésitez pas à donner une réponse complète au-delà des bases, mais il n'est pas nécessaire d'expliquer le but du fil de terre, du fil sous tension et du fil neutre dans un appareil électrique domestique. système. Je comprends que le fil de terre est là pour fournir un chemin de fuite à la terre pour les appareils défectueux dont le châssis devient sous tension et déclenche le disjoncteur RCD .

Cependant, il me semble que vous pourriez avoir le même chemin de fuite à la terre en connectant simplement un petit pont entre le neutre et la terre des prises électriques, car la terre et le neutre sont connectés de toute façon au boîtier, de sorte qu'ils partagent la même référence. Je pense que ce post dans Reddit résume très bien mes pensées. Après l'excellente réponse de VVillyD, GasDoves demande:

Je suis toujours confus. Pouvez-vous m'aider?

Pouvez-vous expliquer quelle serait la différence entre les situations suivantes:

Une prise à trois broches avec le neutre et la terre finalement connectés au disjoncteur

VS

Une prise à trois broches qui n'a en réalité que deux conducteurs, mais le sol a été ramené au neutre avec un petit morceau de cuivre.

Je n'ai pas pense que cela est répondu. Dans mon esprit, ces deux configurations auraient exactement le même circuit. Peut-être me manque-t-il un effet non idéal ou y a-t-il un problème pratique?

[EDITED 2020/08/11] Il y a eu une erreur dans la formulation initiale de ma question, comme l'a souligné Ecnerwal. Je voulais dire "disjoncteur" au lieu de "RCD". Je pensais que, si le châssis devient sous tension et qu'il est connecté au fil neutre (ou au fil de terre, dans une installation appropriée), il y aurait un court-circuit et le disjoncteur devrait se déclencher, signalant aux utilisateurs à domicile que il y a quelque chose de faux. Le RCD, bien entendu, ne jouerait aucun rôle à cet égard. Mes excuses, je ne suis pas habitué aux gros composants électriques! Aussi, je tiens à vous remercier pour vos réponses! D'après ce que j'ai pu comprendre, le besoin d'un fil de terre se résume essentiellement à une redondance de sécurité et à avoir un rôle ordonné pour chaque fil (et, bien sûr, ce sont de très bonnes raisons!).

Comprenant vos antécédents et vous êtes toujours confus, il n'est pas étonnant que les recrues soient vraiment déroutées par cela.C'est une bonne question à poser et à indiquer aux autres.
«Non idéal» est un bon angle à regarder ici.Si rien ne va pas, vous n'avez pas besoin d'un motif séparé.Quand quelque chose ne va pas, parfois un motif séparé vous sauve la vie.Pour les appareils avec un boîtier métallique exposé, un court-circuit interne au boîtier choquerait l'utilisateur - nous mettons le boîtier à la terre pour éviter cela.Mais si nous utilisions le neutre pour cette fonction, cela créerait un mode de défaillance mortel différent: la déconnexion du neutre à la sortie ferait vivre le boîtier, choquant l'utilisateur.Le neutre et la terre séparés corrigent ceci: maintenant DEUX défauts sont nécessaires pour que le boîtier soit sous tension.
(J'ai dû réfléchir un peu pour me convaincre que je ne triche pas ici, car à la fin, le neutre et la terre sont toujours connectés électriquement. Mais remarquez, si vous tracez les choses jusqu'au bout: il y a deux chemins de retour complètement indépendants pourcourant, via le fil de terre ou le neutre, à la tige de mise à la terre ou au transformateur de pôles. Ils sont connectés ensemble dans le panneau de disjoncteur principal, mais en AUCUN endroit ils ne sont réduits à un seul point de défaillance. Il n'y a pas de fil ou de connexion uniquen'importe où qui peut les couper tous les deux en même temps.)
Le concept de «chute de tension» est absent de la discussion jusqu'à présent.La tension traversant un conducteur aura une différence de tension (d'une extrémité à l'autre) qui est liée à la résistance du fil (loi d'ohm: tension = courant * résistance). SO, avec * pas de courant * le neutre et la terre sont au même potentiel (espérons-le zéro). Lorsque le circuit est sous charge, il y a une chute de tension sur le neutre (oui, il est petit, et oui, il «réchauffe» le fil!) MAIS le fil de terre n'a pas de courant dessus donc reste au potentiel de terre.S'ils sont liés ensemble à l'extrémité de charge, LES DEUX acheminent le courant;
@Beekeeper J'ai également pensé aux chutes de tension comme raison possible, mais pas tout à fait de la même manière.Ma question était plutôt de ne pas avoir de fil de terre du tout, donc le neutre serait le seul chemin de retour vers la source.Quoi qu'il en soit, le fil neutre et le fil de terre auraient à peu près la même longueur, ils devraient donc partager, plus ou moins, la même résistance (par exemple, 0,05 Ohm).En cas de panne d'un appareil et de son châssis sous tension, la chute de tension ne serait-elle pas la même pour un fil de terre et un fil neutre?
@Beekeeper Après un peu plus de réflexion, je me rends compte maintenant que ce que vous dites est tout à fait pertinent et devrait être pris en compte. Bien sûr, il y aura une petite chute de tension à travers le fil neutre, et maintenant le châssis est sous tension (même siune tension minime, cela peut être encore dangereux).
Trois réponses:
Ecnerwal
2020-08-10 17:59:45 UTC
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Le conducteur de terre (neutre) transporte normalement le courant de retour.

Le conducteur de mise à la terre (terre ou terre) ne le fait pas.

Si un défaut de câblage ouvre le neutre, la terre séparée / Le conducteur de terre fournit un chemin de retour pour le courant de défaut. Si vous n'aviez que le neutre, un défaut neutre entraînerait la mise sous tension de l'ensemble.

C'est exactement cette «logique» qui a été utilisée pour les cuisinières et les sécheuses électriques aux États-Unis il y a des années - ils avaient (deux Live, étant le système américain de 120V-0-120V avec 240V entre les lignes) Hot, Hot, Neutral et pas de terre séparée. Il y a eu suffisamment de problèmes réels pour que le code ait été modifié pour exiger le chaud, le chaud, le neutre ET la terre. Il y a encore des poêles et des sécheuses connectés de cette façon (puisque le système de code ne nécessite pas de remplacer les éléments installés au code lorsqu'ils l'étaient installé jusqu'à ce que vous changiez les circuits, généralement lors du remodelage.) Mais tout nouveau travail est nécessaire pour suivre la norme la plus sûre.

De plus, si le courant de défaut revient sur le neutre, votre RCD (ce que je comprends un «disjoncteur de fuite à la terre dans toute la maison» - différences de terminologie) ne verra pas de défaut, car le courant de sortie sur Hot / Live correspondra au courant entrant sur le neutre. Ces appareils recherchent une discordance entre la sortie de courant sur Hot / Live et le courant retourné sur Neutral (ou pour le système américain Neutral ou l'autre Hot) et se déclenchent lorsqu'il y a une différence entre eux, car le courant va là où il ne devrait pas. Nous utilisons des GFCI à circuit unique pour mettre à niveau les anciens circuits sans conducteur de mise à la terre, car ils se déclencheront si le courant passe par une personne ou autrement pas dans le circuit, mais dans le cas d'un défaut qui irait à la terre / terre sur le circuit, combiner cela avec neutre tromperait le RCD.

Ecnerwal Je crois que c'est la raison pour laquelle les États-Unis sont restés avec la protection des circuits de dérivation parce qu'un GFCI ou un RCD principal peut être trompé.Ayant des niveaux de déclenchement de défaut plus petits et presque tous les circuits nécessitant un GFCI ou AFCI, j'aime l'approche NEC, même si elle semble parfois terminée.
Mes excuses!Je voulais dire en fait un disjoncteur au lieu de RCD.Comme dans: "si le châssis devient sous tension, la phase et le neutre court-circuitent (soit à travers le fil de terre dans une installation appropriée, soit à travers le neutre dans celui de mauvaise qualité que je propose) et le disjoncteur devrait se déclencher".J'ai modifié ma question pour refléter cela.Quoi qu'il en soit, votre réponse a été très informative, merci!
JACK
2020-08-10 18:07:01 UTC
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Dans un monde parfait, les deux systèmes seraient identiques. La raison pour laquelle ce n'est pas fait, non autorisé par le code (USA) est de garder la terre et le neutre séparés au point d'utilisation. Si votre prise perdait son neutre, le circuit serait terminé par le sol; vous avez maintenant une mise à la terre sous tension, pas bon.Si vous avez une installation de conduit métallique, vous faites passer deux fils, chaud et neutre, vers une prise et le conduit est la terre ... pas besoin de le sauter. Si vous avez exécuté 12/2 sans mise à la terre vers une prise, il n'y a pas de masse dans la boîte, donc rien sur lequel sauter le neutre. Si vous avez couru 12/2 avec un sol, alors vous avez un terrain et aucune raison de le sauter.

Jagerber48
2020-08-11 13:20:33 UTC
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Bonne question. Nous devons prendre en compte plusieurs types de défauts.

Avertissement: je ne suis pas électricien. J'ai un parcours similaire à vous, des trucs universitaires de type génie électrique (je suis physicien expérimental). J'ai eu une confusion similaire et j'ai fait de l'auto-apprentissage sur ce truc de sécurité.

Je vais parler de l'alimentation électrique d'un bâtiment. Il y a trois terminaux à considérer. En direct, neutre et terrestre. Notez que l'alimentation fournit une différence de tension entre ses bornes sous tension et neutre. Cela signifie que tout circuit complet doit avoir un chemin entre la borne sous tension et la borne neutre.

Il se trouve que la borne de terre est physiquement connectée à la terre. Ce n'est pas des raisons liées à l'élimination des défauts électriques, mais plutôt à la prévention des objets à l'intérieur du bâtiment de flotter trop haut au-dessus du potentiel de la terre. Cela peut se produire en raison d'une accumulation d'électricité statique, de la foudre ou d'autres surtensions. Je ne le mentionne que parce que c'est une caractéristique qui distingue (électriquement) la borne de terre de la borne neutre. Cependant, pour le reste de cet article, nous pourrions complètement ignorer cette connexion à la terre. Cependant, ce que nous ne pouvons pas ignorer, c'est le fait que les surfaces métalliques du bâtiment telles que les éviers métalliques, les conduites d'eau, etc. sont électriquement connectées à la borne de terre.

Premièrement, un fait: à la source pour nos circuits électriques, le fil neutre est physiquement lié à la terre. Ceci est fait pour des raisons liées aux surtensions qui peuvent se produire en raison de l'accumulation d'électricité statique, de la foudre et d'autres types de surtensions. Fondamentalement, ils garantissent qu'aucun circuit ne `` flotte '' trop loin du potentiel de la terre (notez que ce n'est pas pour effacer les défauts du circuit, je le mentionne seulement parce que nous aurons besoin de ce fait plus tard).

Autre fait: à l'alimentation la borne neutre est connectée à la borne de terre. Nous verrons bientôt pourquoi cela est utile et critique pour la sécurité.

Ce premier type de défaut que je considère que vous comprenez déjà. Supposons que nous ayons un appareil à deux broches. Il y a une charge qui a une connexion sous tension d'un côté et une connexion neutre de l'autre. Supposons qu'il y ait un châssis flottant. En fonctionnement normal, vous pouvez toucher le châssis et un tuyau dans le bâtiment sans aucun problème. Cependant, s'il y a un court-circuit entre le fil sous tension et le châssis, le châssis est maintenant à haute tension par rapport à un tuyau dans le bâtiment, de sorte que toucher les deux pourrait provoquer un courant à travers vous. DANGER. La façon dont cela est résolu dans les circuits modernes est de faire passer un fil de la borne de terre au châssis de l'appareil. Maintenant, si un tel court-circuit se produit, un courant élevé sera du châssis le long du fil de terre, à travers le cavalier de terre au neutre au niveau de l'alimentation, complétant ainsi le circuit. Ce courant élevé déclenche un disjoncteur sur le circuit qui coupe tout rapidement pour assurer la sécurité jusqu'à ce que le défaut soit corrigé.

Cependant, oubliez le fil de terre. Si vous venez de connecter le châssis directement au neutre, vous obtiendrez le même effet. Dans ce cas, le courant circulerait depuis le châssis, à travers la connexion châssis-neutre, puis reviendrait le long du neutre vers la borne neutre au niveau de l'alimentation complétant le circuit. Ce serait un courant élevé qui déclencherait le disjoncteur.

Ce que vous suggérez dans votre question est essentiellement la même chose. Dans la section que vous citez, la suggestion est d'avoir trois fils provenant de l'appareil. Un live, un neutre et un "chassis". La phase et le neutre sont câblés pour vivre et neutre sur la prise et le châssis est également câblé au neutre sur la prise. Il n'y a pas d'autre connexion à l'arrière de la prise. L'idée est de connecter le neutre directement au châssis. Une telle configuration est appelée un terrain de bootleg. Il peut être tentant d'installer un bootleg ground dans une situation où, par exemple, un bâtiment n'a que des prises à deux broches (car il est vieux) mais que vous avez des appareils modernes à trois broches. Vous ne devriez pas faire cela car c'est dangereux comme je vais le décrire ci-dessous.

Dans le cas d'un court-circuit entre la phase de phase et le châssis, comme je l'ai décrit ci-dessus, ce câblage de masse bootleg provoquera une surintensité qui déclenchera un disjoncteur pour effacer le défaut. C'est bon. Cependant, la mise à la terre de l'équipement nous permet de nous protéger contre un autre type de défaut.

Au-dessus du problème, il y avait un court-circuit. Le défaut que nous considérons maintenant est un circuit ouvert. Voir ce diagramme à partir de la réponse ici: https://electronics.stackexchange.com/a/388134/180824

Voir ce diagramme. enter image description here

Il y a deux possibilités avec un terrain de bootleg. Tout d'abord, imaginez que c'est une situation comme dans le schéma ci-dessus où les deux circuits de droite n'ont pas de fil de terre d'équipement qui leur relie. Ensuite, dans le cas où le fil neutre est coupé comme dans le troisième appareil, alors, en raison de la connexion neutre-châssis réalisée à la masse de bootleg, le châssis flotte jusqu'à la tension sous tension. Maintenant, si quelqu'un touche le châssis et un tuyau dans le bâtiment, il terminera un circuit et un courant dangereux coulera. Notez qu'aucun courant ne traverse la charge après la coupure du fil neutre, cependant, si quelqu'un touche le châssis et un tuyau, le courant passe à travers la charge.

La deuxième possibilité est la même que le schéma ci-dessus, sauf que les connexions à la terre sont en fait terminées de l'alimentation aux trois circuits. Les deux circuits de droite ont simplement la connexion supplémentaire du neutre à la terre. Dans ce cas, si le fil neutre est coupé, la terre remplace simplement le fil neutre. Le courant circulera à travers la charge et reviendra du côté neutre de la charge, à travers le cavalier neutre-terre côté charge, le long du fil de terre, puis le long du cavalier terre-neutre côté alimentation vers la borne neutre pour terminer le circuit. Dans ce cas, le courant traverse la charge même si le fil neutre a été coupé. Et si vous touchez le châssis et un tuyau? Eh bien, maintenant vous terminez à nouveau un circuit fournissant un chemin de retour (à travers votre corps et le tuyau) mais vous êtes en parallèle avec le fil de terre direct. Ce n'est pas aussi grave que le cas précédent, dans ce cas, la plupart du courant passera le long du fil de terre car sa résistance est inférieure à la vôtre. Cependant, si le courant du circuit est élevé, même la petite fraction qui vous traverse peut être dangereuse. De plus, si le fil de terre était coupé (ou avait une résistance accrue) en plus du fil neutre, nous serions dans la situation précédente comme avant avec la masse bootleg sans véritable connexion à la terre.

Très longue histoire court:

  • Il est important d'avoir un fil de terre de l'équipement allant au châssis des appareils pour s'assurer que les SHORTS sous tension au châssis sont dégagés en fournissant un chemin vers le neutre pour déclencher le disjoncteur.
  • Il est important qu'il n'y ait pas de connexion entre le neutre et le châssis côté charge pour s'assurer que le châssis ne peut JAMAIS faire partie du chemin de retour des courants. En particulier, de telles connexions "bootleg ground" deviennent particulièrement dangereuses lorsque la résistance le long des fils neutre / terre est augmentée en raison de ruptures ou de dommages à ces fils.

edit: Un autre commentaire, notez que dans le cas d'un câblage normal (mise à la terre de l'équipement relié au neutre UNIQUEMENT à l'alimentation) que s'il y a un court-circuit direct au châssis, la ligne de terre de l'équipement effacera le défaut, le circuit se déclenchera. Cependant, s'il y a un court-circuit entre le neutre et le châssis, il n'y aura essentiellement aucun signe d'avertissement. Ceci est quelque peu acceptable car tant que les fils neutre et de terre allant de la prise à l'alimentation sont intacts et que le courant traversant la charge est modéré, il n'y a pas de risque substantiel, mais je trouve quand même intéressant de noter l'absence d'avertissement.

J'ajouterai plus de diagrammes pour clarifier
Je vous remercie!C'est une explication très éclairante.Alors, aurais-je raison si je disais qu'un système à trois fils nécessiterait, en général, deux défauts pour être dangereux (défaut de l'appareil + coupure à la terre, ou coupure à la terre + coupure au neutre) alors qu'une masse bootleg n'en aurait besoin que d'un (coupure neutre))?
Je suis presque à 100% d'accord avec votre déclaration de deux défauts.Cependant, même pas de défauts excessifs, supposons que le circuit tire un ampli en fonctionnement normal et que la résistance le long des fils neutre / terre soit d'environ un ohm et que la résistance de contact pour une personne soit de 1000 ohms.Alors même déjà toucher le circuit mettrait 1 mA à travers la personne.Une résistance de fil ou un courant un peu plus élevé et un peu plus faible la résistance de contact conduit à un excès de courant traversant la personne dépassant 10 mA, ce qui peut commencer à être vraiment problématique.Ce problème peut être atténué en utilisant une prise GFCI qui
Détecterait le manque de courant de retour sur le fil neutre et déclencherait le circuit gfci en cas de courant de défaut traversant la personne.(Notez que les disjoncteurs se déclenchent à des courants beaucoup trop élevés pour protéger une personne qui est électrocutée, ils essaient d'arrêter un défaut avant qu'il ne cause un problème tel qu'un incendie ou un choc. Les prises GFCI sont conçues pour déclencher des courants de défaut dangereux pourles humains, c'est-à-dire quelques mA.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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