¿Conductor de puesta a tierra destinado a proteger dispositivos eléctricos?

Hace poco realicé una inspección de una casa antigua. El inspector notó que algunos de los enchufes tenían una tercera clavija desconectada. Me dijo que la ausencia de un conductor a tierra en el tomacorriente no causaría ningún daño al sistema eléctrico de la casa en sí, pero que los electrodomésticos modernos que están diseñados para funcionar con un tomacorriente de 3 clavijas podrían dañarse si el conductor a tierra no está conectado. . Usó un ejemplo de un televisor y mencionó que el televisor podría quemarse por un voltaje transitorio inesperado de la red, y luego mencionó algo sobre corrientes que viajan en la dirección equivocada.

No tenía ganas de comenzar una discusión, así que no lo presioné sobre este tema, pero lo que estaba diciendo me sonaba completamente falso. Pensé que el conductor de conexión a tierra estaba destinado a proteger al usuario del dispositivo de daños, no al dispositivo en sí. Sin embargo, parecía un tipo bastante competente, así que me pregunto si en realidad hay algo de verdad en sus afirmaciones.

"mencionó algo sobre las corrientes que viajan en la dirección incorrecta", bueno, la corriente alterna "viaja" desde el conductor vivo al neutro y viceversa 50 veces por segundo (60 veces en EE. UU.), no hay una dirección "incorrecta" en ese sentido. Tal vez quiso decir "el camino equivocado", es decir, a través del usuario en lugar de en el cable de tierra, en caso de una falla en el aparato mientras el usuario podría estar tocando sus partes metálicas exteriores.
Sí, creo que quiso decir 'camino equivocado'. Pero no estaba hablando de la corriente a través del usuario en lugar del cable de tierra en una situación de falla. Más bien, estaba tratando de explicar por qué conectar un dispositivo con un cable de 3 clavijas a un tomacorriente sin conexión a tierra podría dañar el dispositivo en sí, no al usuario.

Respuestas (6)

Hay 2 escenarios en los que se utilizan enchufes con conexión a tierra de 3 puntas.

  • cuando SMPS es un filtro de línea clásico que se usa para suprimir el ruido saliente. Las corrientes de ruido se derivan a tierra usando tapas Y en cada línea a <0,5 mA de frecuencia de línea máx. Por razones de seguridad, en caso de falla a tierra y cualquier usuario que toque el marco de metal sin conexión a tierra y otro objeto metálico como una plomería de metal o televisión por cable, no sentirá más que un cosquilleo de corriente.

Sin embargo, el filtro de línea es un filtro bidireccional y también se utiliza para atenuar los transitorios de la línea de alimentación de ~ 3KV de las redes de conmutación o los rayos a un nivel de tensión más bajo para los componentes. Sin embargo, el televisor fue un mal ejemplo, ya que la mayoría en América del Norte ahora tienen enchufes de 2 clavijas. Una PC sería un mejor ejemplo. Al no tener un enlace a tierra, ahora depende del límite Y para atenuar el transitorio aplicado al estrangulador de modo común. Esto puede o no ser efectivo para proteger el equipo, pero ahora conecta la carcasa de metal a la línea a través de las tapas en Y para crear un transitorio de voltaje de rayo inseguro en la carcasa.

  • El otro escenario son los equipos antiguos que no tienen carcasas con doble aislamiento, como sierras y taladros portátiles de metal, y nuevamente, si el aislamiento se rompe, crea un riesgo para el usuario durante los transitorios de la línea eléctrica.

La unión a tierra es más una protección de seguridad humana 1.
- En segundo lugar, un protector de equipo por atenuación para la mayoría de las tormentas eléctricas, pero no para todas (por ejemplo, Florida)
- En tercer lugar, un filtro de ruido de compatibilidad EMC para el rendimiento, ruido en radios AM, etc.

La mejor solución es garantizar que los cables de conexión a tierra se suministren a todos los tomacorrientes de 3 clavijas y usar filtros de línea adicionales con MOV para proteger equipos valiosos en Florida. (la capital del rayo de América del Norte)

La conexión a tierra está allí para protegerlo en caso de una falla, la mayoría de los circuitos no tienen un GFCI, si hay una falla, el circuito aún puede protegerlo. En primer lugar, los laboratorios de pruebas electrónicas (ETL) como UL requieren que fusione su producto si tiene una red de CA conectada (creo que una excepción a esto puede ser si tiene doble aislamiento, pero tendré que comprobarlo). Lo segundo que tiene que suceder es que necesita un chasis conectado a tierra en su producto, de modo que si hay una falla, la red eléctrica de CA se conectará a tierra y disparará el interruptor (y el interruptor no necesita ser GFCI).

El segundo medio de protección es un fusible que también se requiere en los productos por un ETL, este está configurado para que se funda en caso de falla.

Otro beneficio de conectar a tierra el chasis, durante una falla, si se toca la carcasa del producto, no se electrocutará. Si elimina la tierra en el sistema y hay una falla, se electrocutará.

Los Ground's no son solo una buena idea, son necesarios tanto en los hogares como en los productos para evitar que las casas se incendien y las personas se electrocuten. Los códigos nacionales y los requisitos del producto existen por una razón y trabajan juntos para la protección.

Operación normal

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Operación de falla

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Fuente (ambas fotos): http://www.diyaudio.com/forums/diyaudio-com-articles/163575-audio-component-grounding-interconnection.html

En el sentido de que el inspector estaba hablando del mal funcionamiento del equipo en caso de que se desconecte la conexión a tierra, tenía razón. Algunos protectores contra sobretensiones usan tierra para desviar los picos de voltaje lejos de los dispositivos con varistores de óxido de metal . Si se desconecta la conexión a tierra, los varistores no podrán desviar los picos de alto voltaje de un dispositivo correctamente.

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Fuente: https://zerosurge.com/surge-suppression/

Entonces, ¿el inspector tenía razón o no cuando dijo que un dispositivo (como un televisor) con un enchufe de 3 clavijas puede dañarse potencialmente si se conecta a un tomacorriente con un cable de conexión a tierra desconectado? No estaba hablando de peligro para el usuario, mencionó específicamente que el dispositivo en sí podría dañarse en caso de una falla en la red. ¿El conductor de puesta a tierra proporciona algún tipo de protección para el dispositivo en sí?
No habrá corriente de falla si la tierra está desconectada, la carcasa del dispositivo se iluminará hasta el voltaje de la red y si hay otra vía, la tensión de la red elegirá esa vía. Lo más probable es que los dispositivos funcionen como siempre, pero crearán un peligro para la seguridad. Edité mi pregunta con la condición de falla de la red. Otro problema es que sin conexión a tierra, el fusible no funcionará correctamente en caso de cortocircuito.

No, el conductor de tierra está destinado a proteger al usuario en caso de que ocurra una sola falla en el aislamiento de la red eléctrica. Los aparatos que utilicen cable de tierra, lo llevarán conectado a la caja metálica (si la tiene) o a cualquier parte metálica con la que el usuario pueda entrar en contacto, y en caso de falla y el cable vivo entre en contacto con alguna de esas partes, fluirá una corriente lo suficientemente grande como para disparar el disyuntor (o RCD/GFCI). Algunos electrodomésticos no tienen un cable a tierra en su enchufe, lo que significa que el voltaje de la red tiene doble aislamiento, lo que significa que una sola falla no hará que el usuario entre en contacto con el voltaje de la red.

Esto significa que si el cable a tierra no está conectado cuando se enchufa un aparato que depende de una conexión a tierra por seguridad, solo se necesita una falla eléctrica para que el usuario entre en contacto con alto voltaje.

La mayoría de los circuitos en una casa no tienen GFCI, solo aquellos que son requeridos necesitan GFCI ecmweb.com/code-basics/…
Sí, los incluí para completar, y porque algunas casas tienen un protector gfi para toda la casa.
La mayoría de las casas no lo hacen, y los productos están diseñados para el peor de los casos.
Creo que también mencioné que la corriente de falla dispararía un disyuntor normal, nuevamente solo mencioné el GFI para completar, ya que se dispararía más rápido que un disyuntor normal.
Sí, perdón por la confusión, acabo de ver el paréntesis.

Pongámoslo en términos simples: cuando el tercer cable entra en juego, su dispositivo ya está dañado.

Entonces, lo que sea que su inspector le haya dicho fue solo un montón de tonterías diseñadas para asustarlo para que cumpla (absolutamente razonable) con el código. Mucha gente no cree en el daño a sí mismos hasta que sucede, pero todo el mundo lo pensará dos veces si se ve amenazado por una pérdida financiera.

ACTUALIZAR:

Parece que mi respuesta simple no fue lo suficientemente simple. Entonces, permítanme reiterar:

  1. El cable a tierra se introdujo para mayor seguridad de los usuarios, no de los dispositivos.
  2. Ni los electrodomésticos viejos ni los nuevos pueden dañarse al enchufarlos en tomacorrientes con el cable a tierra desconectado. Pueden convertirse en riesgos para la seguridad. Pueden emanar más EMI. Pueden volverse más susceptibles a la iluminación o ESD. Pero no se dañarán al enchufarlos a dichos enchufes .
  3. El inspector se equivocó . Como en: el mayordomo lo hizo :)
No, ya no está dañado, he visto muchos dispositivos que estaban protegidos de una falla con un fusible. Arreglas el cableado y sigues tu camino feliz. Esto es especialmente importante en entornos de producción.
@ laptop2d Estoy tratando de dar una respuesta simple , que parece ser lo que está buscando OP. Para muchas personas, un fusible fundido no reiniciable dentro de un dispositivo no es mejor que un dispositivo roto. ¡¿Qué "entornos de producción"?! ¡Estamos hablando de la casa, por el amor de Dios!
Además, su "arreglar el cableado" de alguna manera asume que la falla es causada por el cableado, lo cual no siempre es el caso. Los cubiertos que se dejan caer en una tostadora son un ejemplo. El daño por agua es otra causa bastante común. En ambos casos, es posible que su dispositivo solo funcione mal temporalmente, pero la conexión a tierra lo protegerá a usted , no al dispositivo, que era exactamente mi punto.
Los dispositivos eléctricos se utilizan en entornos comerciales, industriales y residenciales. En un entorno de producción, si alguien provoca una corriente de falla, se funde un fusible (o interruptor) y protege el dispositivo (de un incendio y protege al usuario de una descarga). Permítanos cambiar arreglar el cableado para "arreglar la falla" si está interesado en redefinir
Por favor, deme un ejemplo de cómo alguien puede causar una corriente de falla en un entorno residencial que amenazará al dispositivo en lugar del usuario.
¿El dispositivo está correctamente conectado a tierra o está incorrectamente conectado a tierra? ¿Tierra del chasis o doble aislamiento? ¿Fusionado?
DIOS MÍO. Te diste cuenta. Las imágenes bonitas y las palabras grandes están bien, pero evitó responder la pregunta "era el inspector correcto cuando dijo que el cable de conexión a tierra estaba destinado a proteger el dispositivo", incluso después de que OP preguntó exactamente eso.
En realidad, no, respondió que: "Lo más probable es que los dispositivos funcionen como siempre, pero crearán un peligro para la seguridad". Y ahora estás argumentando en contra de tu propia afirmación.
No, mis declaraciones dependen de ciertos factores. Por favor, aclare de qué situación estamos hablando para que pueda entender y podamos continuar con la conversación.
La situación: el inspector de viviendas entró en la casa y vio que los cables de tierra no estaban conectados a los tomacorrientes de pared. Le dijo al propietario que los dispositivos modernos podrían dañarse si se conectan a esos tomacorrientes. OP pregunta si eso es cierto. Así de simple, respuesta sí o no. Eso es precisamente lo que traté de dar y no entiendo su aversión a eso, considerando que no contradice nada en su propia respuesta (excepto la conclusión non sequitur de que el inspector tenía razón).

Si un aparato tiene una carcasa de metal u otros componentes expuestos que podrían conectarse accidentalmente a la tensión de red (ya sea directamente o a través de una ruta de fuga), un conductor de puesta a tierra puede proporcionar una ruta segura a tierra, minimizando así la corriente que fluiría a tierra a través de otros medios (por ejemplo, a través del cuerpo de un usuario). Si la ruta de fuga es leve, el cable de conexión a tierra evitará que el cuerpo del dispositivo alcance un voltaje peligroso. Si la ruta de fuga es fuerte, el cable de conexión a tierra conducirá suficiente corriente para disparar un dispositivo primario de sobrecorriente (normalmente un interruptor).

En los casos en los que no sería práctico agregar un cable de conexión a tierra a un tomacorriente, los códigos de construcción en muchos lugares ofrecen una alternativa, llamada GFCI o (Interruptor de circuito de falla a tierra) en los EE. UU., o RCD (Detector de corriente residual) en otros lugares. Este dispositivo detectará si alguna corriente que fluye hacia el dispositivo desde la red eléctrica está saliendo del dispositivo a través de algún otro medio que no sea el cable de retorno neutral asociado. Si es así, el GFCI/RCD se disparará y desconectará el dispositivo de la red eléctrica. Si un dispositivo desarrolla una falla que haría que la carcasa se cargue eléctricamente, es posible que un GFCI no se dispare de inmediato si no hay una ruta externa desde la carcasa a tierra, pero si un usuario toca la carcasa de tal manera que crea una ruta. , un GFCI desconectará la corriente en menos de 0,02 segundos, minimizando la probabilidad de lesiones.

Tenga en cuenta que, al menos en los EE. UU., los tomacorrientes que usan un GFCI en lugar de un cable de conexión a tierra deben estar marcados como "Sin conexión a tierra del equipo", y dicho uso solo se permite en los casos en que una conexión a tierra adecuada no sería práctica. Las nuevas instalaciones deben tener cables de conexión a tierra, pero la actualización agregando un GFCI a una instalación más antigua que no tiene protección sería mucho más segura que dejarla como está.

Por mucho que aprecio la buena información, la pregunta era más sobre si las afirmaciones del inspector de viviendas eran ciertas o no. Dijo que un dispositivo eléctrico moderno (como un televisor nuevo) que debía enchufarse a un tomacorriente con conexión a tierra podría dañarse potencialmente si el cable a tierra del tomacorriente no estaba conectado. Dijo que sin esa conexión a tierra, una subida de tensión podría dañar el dispositivo. Siempre pensé que el cable de conexión a tierra estaba destinado únicamente a proteger al usuario, no al dispositivo en sí, por lo que me preguntaba si su afirmación era cierta.
ah Bueno, otro pequeño problema es que algunos protectores contra sobretensiones sujetan la línea a tierra y el neutro a tierra, pero no la línea al neutro. Una tierra faltante permitiría que el doble del voltaje normal de la pinza llegue al dispositivo. Una sobretensión activaría un GFCI y haría que intentara desconectarse, aunque si un GFCI podría interrumpir la sobretensión rápidamente puede ser otra cuestión.

Tengo entendido que una conexión a tierra protege los dispositivos electrónicos sensibles al proporcionar un camino para la corriente de fuga. Sin la conexión a tierra (camino de menor resistencia), una corriente puede acumularse en el circuito electrónico y exceder la clasificación de cualquier componente dado, como un diodo o un transistor. El componente se derrite y se crea un circuito abierto que hace que el dispositivo no funcione.