Aislamiento proporcionado por transformadores

¿Podría brindar esta protección en mi hogar colocando un transformador de aislamiento 1:1 entre la red eléctrica y mi casa?

Considere estos escenarios: -

• Si un cable (llamado neutral) es a tierra, entonces tocar el lado vivo le dará una descarga, pero esa descarga no empujará cientos de mA a través de usted y lo matará o quemará.
• Si toca vivo y neutral juntos, eso empujará potencialmente cientos de mA a través de usted y le provocará quemaduras o algo peor.

Los transformadores proporcionan un aislamiento seguro al desconectar eléctricamente dos circuitos. Entonces, ahora, en lugar de tocar un cable vivo en el circuito aislado, debe tocar ambos para recibir una descarga eléctrica.

Considere los beneficios relativos del escenario 1 y el advenimiento del disyuntor de fuga a tierra. Si se toma una corriente del cable vivo a través de su cuerpo a tierra, esa corriente no fluye por el cable neutro y esto puede detectarse en un nivel bajo y disparar un interruptor automático.

Los dispositivos modernos usan dispositivos de corriente residual (Reino Unido) o interruptores de circuito de falla a tierra (en los EE. UU.). Todos los países desarrollados usan algo. Entonces, el RCD pasa vivo y neutro a través de un núcleo magnético y el flujo resultante en ese núcleo es cero porque, en condiciones normales de carga, la corriente viva y la corriente neutra son iguales y opuestas.

Una bobina de detección (también en el núcleo) genera una señal para disparar el interruptor si la diferencia entre las corrientes activa y neutra es de ~30 mA. Se dispara con bastante rapidez, por lo que si toca en vivo de manera significativa, en unas pocas decenas de milisegundos, el circuito se vuelve seguro: -

Sin tener el neutro conectado a tierra, no existe un método semiseguro intermedio para evitar el contacto total del circuito y un riesgo mucho mayor para la salud.

Tu pregunta es una que yo también tuve. Parecía que muchas personas de las que había oído hablar (antes de que hubiera circuitos de protección adicionales en una casa) resultaron heridas o incluso muertas en ocasiones con solo tocar un conductor y donde un transformador parece haber ayudado. Además, a menudo lee donde los ingenieros dicen que debe AGREGAR un transformador para su propia protección contra eventos de choque. Entonces, cuando estaba aprendiendo sobre estas cosas, también me surgieron esas preguntas.

(Tenga en cuenta, también, que estas decisiones de poner a tierra los hogares y los transformadores de energía de distribución local se tomaron MUCHO antes de que hubiera algo como GFCI o circuitos de protección AFCI disponibles. Por lo tanto, las razones principales para usar un enfoque de puesta a tierra no pueden incluir esas dispositivos como justificación, ya que no existían cuando se tomaron estas decisiones. Y si en cambio se dice que los nuevos dispositivos son importantes, entonces quizás las decisiones originales para los sistemas de puesta a tierra ya no sean válidas y la explicación puede caer en ese punto. , también.)

Considere las situaciones climáticas, como cuando hay tormentas y relámpagos en el exterior. Hay enormes acumulaciones de carga y no solo en el aire, sino también en el suelo de un lado a otro de la tierra. Un transformador de potencia puede estar ubicado fuera de su propiedad (en otro lugar) con conductores que se extienden dentro del aislamiento hasta su hogar a cierta distancia, pero flotando a un voltaje bastante diferente al de la tierra cercana a su hogar. O un rayo podría energizar mucho algo en su hogar. Así que podrías experimentar no cientos... sino quizás miles... de voltios y esto podría impulsar mucha más corriente a través de tu cuerpo que si hubieras tenido cosas "atadas" a la Tierra local. (Puede surgir una situación similar con grandes cargas estáticas acumuladas dentro del equipo que opera usando el sistema de energía,

Ahora bien, si se toma la decisión de utilizar sistemas de puesta a tierra y estacas (o utilizar un sistema de puesta a tierra Ufer: hormigón y varillas de refuerzo en los cimientos) el sistema eléctrico a tierra cerca de la casa y hacer lo mismo para varias casas cercanas, así como para los transformadores de distribución locales, hay muy buenos conductores que unen todo esto en una red de muy baja impedancia. También será casi todo a voltajes muy similares, debido a eso. Y si bien hay una gran capacidad para almacenar carga en la tierra, debido a que todo está unido con conductores, las cosas cercanas a los conductores también estarán más cerca de potenciales similares. Los diferenciales de carga no se acumularán lo suficiente como para crear grandes voltajes entre ellos, porque están conectados a tierra y expulsarán esa carga al sistema más grande. Los rayos moverán la carga a la tierra local. Pero todo el sistema también se mueve con eso.

Claro, hay una especie de compensación. Conectar todo a tierra significa que podría estar parado en un charco de agua y estar medio conectado al sistema. Entonces, sí, tocar el conductor caliente del sistema de energía podría causarle una descarga eléctrica. Pero los riesgos de no hacerlo pueden ser aún peores y más probables. También hace que la situación de cada hogar sea más predecible y manejable para aquellos que luego diseñarán el equipo que usted también puede usar.

Desde entonces, por supuesto, existen nuevos dispositivos de protección contra fallas a tierra y fallas de arco disponibles. Así que toda la situación ahora es mucho, mucho mejor. Además, las ventajas de la conexión a tierra también.

Tenga en cuenta que solo soy un aficionado a todo esto y mi opinión aquí es cuestión de leer los escritos de otros. No soy un electricista capacitado y no tengo una opinión independiente y bien informada sobre este tema. Así que considera lo que he escrito y luego busca las cosas por ti mismo. Creo que tu pregunta es importante. Lo suficiente como para que pienses por ti mismo y leas lo que puedas encontrar al respecto. Pero esa es mi opinión al respecto. Espero que eso ayude.

El aislamiento del transformador solo es útil si se realiza en cada aparato. Cada casa tiene muchos pasos de aislamiento del transformador entre la casa y la central eléctrica, pero cada vez que se usa normalmente, el lado del consumidor del transformador tiene un extremo (o el punto medio en 230 V en EE. UU.) conectado a tierra para mantener un potencial de tierra en lugar de un potencial de fuga desconocido. Eliminar la referencia a tierra del lado del consumidor de su propio transformador de construcción o del transformador de poste de calle habitual que alimenta de 3 a 12 casas haría que las cosas fueran MENOS seguras. Todos los consumidores estarían ahora a merced de todos los demás cuando ocurra la primera fuga,

En un aparato con transformador aislado, intentaría asegurarse de que la entrada del transformador esté conectada a tierra y que las partes metálicas estén conectadas a tierra y que el aislamiento sea de alto nivel. Todo esto para tratar de evitar que el secundario se conecte al primario oa tierra de cualquier forma en condiciones normales. En este caso, tocar cualquier punto único en el secundario debería hacer que el punto de tierra local esté en su potencial y el resto flotaría según sea necesario y no fluiría corriente (sin choque) porque el aislamiento evitaría el cierre del circuito.

Este tipo de aplicación todavía se ve en lugares (principalmente baños de hotel) donde a veces se puede encontrar un enchufe para máquina de afeitar que tiene un pequeño transformador de aislamiento para que sea más seguro manejar electrodomésticos con clasificación de red mientras se está parado en un piso húmedo o sosteniendo un accesorio de plomería de metal.