¿Cómo nos protege la tierra del equipo de descargas eléctricas?

Lo que siempre he aprendido es que la corriente sale de la fuente y regresa a la fuente, formando un circuito cerrado, aquí están los dos experimentos mentales que tuve y me confundí:

Escenario 1:

Aquí tengo cables negro (vivo), blanco (neutro) y verde (tierra) que salen de la pared y entran en la caja donde el cable de tierra está conectado al chasis de la caja de prueba de metal.

En el caso de que el cable negro toque la carcasa de metal y una persona toque la carcasa, entonces el cable de tierra reduciría toda la resistencia ya que la persona y la tierra forman una resistencia paralela del circuito y bajan todo el voltaje corriente arriba para que la persona estaría a salvo

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Escenario 2:

Pero, ¿y si el cable de tierra no está conectado al chasis? ¿Y de alguna manera el cable caliente se conectó al chasis?

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Mi inclinación sería que la corriente viaja a través de la persona, pero aquí está el dilema en mi cabeza, ¿cómo regresa la corriente a la fuente desde la persona que está parada en el suelo de concreto? ¿Estamos realmente diciendo que la corriente viaja desde el concreto, hacia el interior del edificio y de alguna manera regresa río arriba?

Si la persona recibe una descarga eléctrica del escenario 2, ¿cómo regresa la corriente a la fuente?

Si no hay un circuito cerrado para que la corriente de falla regrese a la fuente, ¿no debería estar segura la persona? ya que es un circuito abierto?

El neutro está conectado a tierra en alguna parte .
Si la persona está de pie sobre un bloque aislado, sentirá un ligero cosquilleo debido al acoplamiento capacitivo a tierra y al hecho de que la corriente es una fuente de CA que regresa a tierra en la fuente a través de una varilla de tierra.

Respuestas (2)

No exactamente.

En el caso de que el cable negro toque la carcasa de metal y una persona toque la carcasa, entonces el cable de tierra reduciría la resistencia del circuito de retorno, lo que provocaría un flujo de corriente muy grande. Esto quemará el fusible en el enchufe (enchufes BS1363 del Reino Unido) o el fusible mucho más grande o disparará el disyuntor en el circuito de la casa, manteniendo a la persona segura incluso antes de que toque el gabinete.

Si el cable a tierra no tiene una clasificación de corriente de falla o el interruptor tiene una corriente demasiado alta para el circuito, se produce un incendio.


En el segundo circuito, solo se requiere una pequeña corriente para matar a la persona. Si el piso de concreto ofrece una resistencia muy alta, la persona siente un cosquilleo desagradable pero probablemente sobrevive.

Si tocan algún metal conectado a tierra con la otra mano, la corriente aumenta. Ahora, el RCD (Reino Unido) o el GFCI (EE. UU.) pueden ver el flujo de corriente en vivo que no está equilibrado por la corriente que regresa a Neutral, por lo que se dispara a aproximadamente 20 mA: desagradable pero generalmente no fatal.

(Esto también puede suceder en el primer escenario: hay una carrera entre los mecanismos de protección. Es posible que las casas más antiguas no tengan protección RCD, por lo que los fusibles/disyuntores de sobrecorriente siguen siendo una buena idea)


En cualquier escenario, la persona está protegida SI los mecanismos de protección están correctamente instalados, probados y funcionando.

En el cableado doméstico, el neutro está conectado a tierra en el panel de interruptores.

Luego, el suelo se conecta a tierra en el exterior, para estabilizar los niveles de voltaje de la red. El neutro sigue a la red de distribución: el bucle de corriente se cierra por cableado no por conductancia de tierra.

Neutro es un conductor de circuito que normalmente completa el circuito de regreso a la fuente. El neutro generalmente se conecta a tierra (tierra) en el panel eléctrico principal, la bajada de la calle o el medidor, y también en el transformador reductor final del suministro.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ground_and_neutral

Entonces, ¿por qué no prescindir del cable de tierra y conectar el chasis a neutral? A medida que las corrientes fluyen a través del neutro para alimentar el dispositivo u otro equipo en la misma línea, el potencial de la línea neutra se eleva por encima del neutro de tierra, lo que podría representar un peligro si es lo suficientemente alto.

Una persona está realmente segura si no hay un circuito cerrado, por ejemplo, operando con una sola mano y con los pies aislados.

Esta es también la razón por la cual las aves pueden sentarse en las líneas de alto voltaje sin sufrir daños.

Luego está el trabajo con línea viva, en el que ambas manos de un trabajador pueden estar expuestas al mismo potencial, siempre que el resto del cuerpo no esté conectado a tierra o conectado a una línea con una fase diferente.

El trabajo en línea viva, también conocido como mantenimiento de línea directa, es el mantenimiento de equipos eléctricos, que a menudo funcionan a alto voltaje, mientras el equipo está energizado. (...) El enfoque con las manos desnudas tiene un trabajador de línea viva que realiza el trabajo en contacto eléctrico directo con partes vivas. Antes del contacto, el cuerpo del trabajador se eleva al mismo potencial eléctrico que las partes activas, y luego se mantiene allí mediante conexión eléctrica, manteniendo un aislamiento adecuado del entorno que se encuentra a diferentes potenciales, como el suelo, otras personas o árboles.

https://en.wikipedia.org/wiki/Live-line_working

Además, el neutral puede desconectarse debido a algún problema, y ​​luego se vuelve activo y lo descarga. Si el neutro y la tierra son cables separados, entonces solo se electrocutará si ocurren dos problemas al mismo tiempo.
@ user253751 las desconexiones neutrales son generalmente un problema, pero no estoy siguiendo su caso específico aquí: ¿dónde está desconectado su cable y dónde lo está tocando?
Imagine que el chasis de un equipo de metal está conectado a neutral, deliberadamente. También imagine que el cable neutro no está conectado accidentalmente. El chasis está vivo y tocarlo te sorprenderá.
El chasis @ user253751 nunca debe conectarse deliberadamente a neutral por el motivo mencionado en mi respuesta, ya sea que haya tierra disponible o no. Si eliminamos el escenario de conexión deliberada, ¿qué otro escenario consideraría?
Su respuesta sugiere que la condición normal es peligrosa. Que yo sepa, una línea neutral que funcione correctamente no debería tener un voltaje lo suficientemente alto como para causar algún peligro. El peligro se produce cuando no funciona correctamente.
@ user253751 los motivos de arranque son ilegales por varias razones. No debe haber una conexión deliberada entre el chasis y el neutro. El chasis debe conectarse a tierra o dejarse completamente aislado. Una interrupción neutral entonces no resulta en un chasis peligroso. Entonces, volviendo a su comentario original "entonces se activa": un neutral defectuoso tendría que coincidir con un corto en el chasis. Eso también crea dos problemas.
sí... tu respuesta dice por qué no debería haber uno, pero no estoy satisfecho con la explicación.
@user253751 sería una gran pregunta para hacer aquí, o mejor, en el sitio de bricolaje.