¿Por qué hay corriente en la regleta de tierra del panel de mi casa?

Cuando mido la corriente en la tira de conexión a tierra que viene del panel eléctrico de mi casa a la tubería de agua usando una pinza amperimétrica, obtengo un valor que fluctúa lentamente desde 1.5 A hasta 4 A. Según tengo entendido (tengo un doctorado en física y trabajo como un ingeniero electrónico, por lo que es una comprensión razonablemente buena) normalmente no se supone que esta tira lleve una corriente significativa.

Ahora, esta corriente no es el resultado de ningún problema dentro de la casa. Los cables de tierra y neutro están unidos dentro del panel (lo he comprobado), por lo que incluso si algo en la casa pierde corriente al cable de tierra, esta corriente regresa al neutro del panel, no entra en la regleta de conexión a tierra.

Estoy razonablemente seguro de que el neutro de la utilidad también está conectado a tierra en el transformador de la calle, por lo que la tira de tierra y la tubería de agua y la tierra son solo otra forma en que la corriente regresa al transformador, paralela al cable neutral de la utilidad. Pero el cable de servicio es un conductor de metal de 1 pulgada de grosor y crea un camino muy fácil para que la corriente regrese, no debería haber ninguna razón para que 4A de corriente pasen por la tira de conexión a tierra a menos que haya algún problema con el neutral de servicio.

¿Hay alguna otra explicación? Empecé a medir cosas porque mi consumo de energía es anormal y estoy buscando una razón.

Saludos, Álex.

En camino a una posible explicación; ¿Tiene un calentador de agua eléctrico?
¿Tiene varillas de puesta a tierra? Supongo que su consumo de energía es anormalmente alto , ¿verdad?
Es posible una conexión de alta resistencia en una lengüeta neutra en el panel principal, el medidor o en el poste. Sucede. También empeorará con el tiempo porque el subproducto es calor que con el tiempo se forma, se quema, se expande/contrae, etc. Llame a su compañía eléctrica para que verifique la conexión del medidor y el poste.
Pinza amperimétrica los 4 cables en el borde del panel. L1 menos L2 debe ser igual a N. También apague un interruptor a la vez (o apague la mitad y realice una búsqueda de árbol binario) y vea si se detiene con un solo interruptor apagado. Si desafía ser reducido a uno o unos pocos interruptores, eso significa algo más.
Responder a los comentarios:
Respondiendo a los comentarios: no, no hay calentador de agua eléctrico. Tampoco hay varillas de tierra, la tira está sujeta a la tubería principal de agua de la casa. Si sujeto todo el cable de servicio que llega al panel, se lee igual que la tira de conexión a tierra; no hay sorpresas aquí. El panel tiene 4 años, aún brilla, no tiene signos de corrosión, todas las abrazaderas están apretadas, pero tal vez haya un problema aguas arriba. Probaré con la compañía eléctrica, pero no estoy conteniendo la respiración :-). ¡Gracias por los comentarios!
Lo que @Harper le recuerda arriba es el servicio de fase dividida de 120/240 voltios, el servicio neutral solo lleva el desequilibrio de L1 y L2. Considere esto: imagine que tenemos un panel vivo nuevo (sin circuitos instalados todavía). Ahora agregue 2 circuitos, uno a L1 y L2. Hagamos que cada circuito suministre diez luces incandescentes de 100w, 1000w en total por circuito. Enciende todo. L1 leerá 8,33 amperios, L2 también leerá 8,33 amperios y N y G deben leer CERO. Si tiene una corriente que va a tierra a través de la unión de la tubería de agua, entonces tiene una mala conexión neutral donde ingresa al panel o aguas arriba.
Quise decir clqmp ellos uno a la vez, pero lo que sea, lo has encontrado. Si sujeta todo el cable de la red pública, debería leer CERO. La corriente en los tres conductores debe cancelarse entre sí. Con el interruptor principal desconectado, ¿persiste la corriente en estos lugares? ¿Está presente e intacto el enlace neutro-tierra en su panel principal?
Bueno, no encontré nada nuevo al sujetar el cable de la red: la corriente que se filtra a través de la tira de conexión a tierra no regresa a través del neutro, lo que crea un desequilibrio igual en el cable de la red. No espero que L1 y L2 estén cerca del equilibrio en la casa, y mi pinza amperimétrica no se ajusta para medir solo neutral. El neutro y la tierra son el mismo bus en el panel principal. Hay 8 personas viviendo en la casa, por lo que estoy tratando de investigar todas las posibilidades teóricas antes de comenzar a lanzar interruptores :-).
Pensé por un segundo en desconectar la tira de conexión a tierra y medir el voltaje en el espacio, pero la idea de encender todo en la casa si realmente tengo un problema con el neutro me detuvo un poco :-(.
Toda la corriente regresa a su FUENTE por el camino más corto. Eso es lo más teórico posible. Se supone que la ruta más directa es el servicio neutral. Si el neutral de servicio tiene una mala conexión de alta resistencia en el camino, entonces esa corriente tiene que encontrar otro camino, el suyo está usando el enlace de la tubería de agua. NO desconecte el enlace de la tubería de agua para intentar medir el voltaje, eso probablemente freirá todo en la casa. ¡Llama a la utilidad!
El propósito de mi ejemplo anterior fue mostrar que neutral solo transporta la carga desequilibrada, no la carga combinada. El enlace de la tubería de agua siempre debe llevar cero. Si el conductor de unión de la tubería de agua lleva algo, entonces es porque esa carga no pudo regresar rápidamente a la fuente y está encontrando otro camino.
Ouch, tendrá que establecer una hora del día en la conveniencia mutua en la que se cortará la energía. Y lo haría repitiendo. Ese es el tipo más sincero de vínculo neutral que existe. Lástima que el neutro no se pueda sujetar. Puede eliminar un circuito derivado si pasa tres pruebas: sujeta todos los cables con tierra y es igual/cero, y sujeta todos los conductores y no tierra y todavía lee igual/cero, y sujeta la correa de tierra y todavía está goteando,
¿El amperaje es mayor en los días lluviosos que en los secos? Verifique el voltaje en cualquier receptáculo al azar, ¿está muy cerca de 120V? De lo contrario, verifique otro receptáculo en el polo opuesto, ¿son desiguales pero suman ~ 240 V? Aquí estoy pescando algo diferente, un problema neutral perdido.
Los voltajes son 125V, 125V y 250V, todo es simétrico. Compré un montón de sensores de corriente no invasivos SCT013, los colgaré en cada circuito del panel y armaré un monitor de grabación de múltiples entradas, así que durante una semana puedo averiguar dónde está el consumo de energía. La casa tiene alrededor de 14 computadoras de escritorio (que duermen la mayor parte del tiempo) y 2 servidores NAS 24/7, además de las cosas habituales de la casa, pero 2000 kWh al mes, muy uniforme, en cualquier temporada, todavía me parece demasiado. Mi primer esfuerzo por involucrar a la empresa de servicios públicos terminó con una vaga promesa de enviar un técnico eventualmente.
Una casa de tecnología. Sí, veo el problema de apagarlo. Bueno, no puede simplemente decir "es un inconveniente no hacerlo", este no es un problema de $ 1 por día, es un problema de quemar su casa que aún no ha sucedido, es como todos los accidentes aéreos donde 4 problemas convergen para crear una tormenta perfecta, resulta que eres un elemento tímido de la tormenta perfecta. Además, ¿desde cuándo los técnicos dejaron de preocuparse por la calidad de la energía? ¡Este poder no es seguro para conectar su PC!
No estoy del todo seguro de que este sea un problema de circuito derivado, si el objetivo es solucionar este problema, está tirando mucho dinero tras mal a menos que tenga otras razones para querer esos sensores. En cualquier caso, usarlos de forma convencional (en hots) será absolutamente inútil.

Respuestas (1)

Mirando su pregunta y leyendo sus antecedentes, apuesto a que puede tener muchos aparatos electrónicos en su casa y en realidad tiene dos problemas. Primero, está captando corriente en un suelo y segundo, parece tener un consumo de energía inusual. Cuando los junta como un solo problema, generalmente se reduce a Distorsión armónica, factor K. La electrónica, por ejemplo un SAI, tiene la costumbre de recrear la onda y provocar una distorsión debido al lapso de tiempo en la corriente de retorno en el neutro. Además, la electrónica tiene la costumbre de usar el suelo como un apretón de manos entre los componentes, lo que provoca un flujo de corriente en un suelo.

El factor K es una ponderación de las corrientes de carga armónicas según sus efectos en el calentamiento del transformador, según se deriva de ANSI/IEEE C57.110. Un factor K de 1,0 indica una carga lineal (sin armónicos). Cuanto mayor sea el factor K, mayores serán los efectos de calentamiento armónico.

No estoy seguro, pero al leer su pregunta, creo que la tubería de agua a la que está sujetando no está unida al único punto de referencia en su suelo. Si eso es correcto, realmente necesitas hacer eso. Además, en lugar de intentar solucionar el problema del panel, intente apagar cualquier dispositivo electrónico en su residencia y vea si eso ayuda a corregir su problema.

En cuanto a saber si este es o no el problema real con su consumo de energía. Realmente tendría que ejecutar un análisis de poder para estar seguro. Para su información, este tipo de equipo cuesta alrededor de $ 5,000.00. Por lo tanto, le sugiero que busque a alguien que se gane la vida e intente elaborar algún tipo de cotización si lo considera necesario.

Espero que esto ayude.

¿Quieres decir como en Wreck-It Ralph, con los dibujos corriendo arriba y abajo de los cables eléctricos? Eso no daría cuenta de los tres amperios en el suelo que salen de la casa . Incluso si tiene una falla a tierra bastante grave, debe volver a neutral a través de la conexión a tierra neutral en el panel principal, no a la tubería de agua a mucha suciedad al cable a tierra en el transformador.
@Harper notó exactamente mi comentario "Creo que la tubería de agua a la que está sujetando no está unida al único punto de referencia en su suelo". La única forma en que está captando un potencial diferente en el suelo sería si ese punto en particular que está midiendo no está conectado al enlace neutro-tierra. Si recuerda, en la década de 1980, todos tenían un problema que requería una conexión a tierra separada y aislada en las salas de computadoras y comenzaron a tener el mismo problema que describe el usuario 3781341. Para solucionarlo, tuvimos que volver a ejecutar su terreno al terreno original para establecer una referencia 0.
@Harper: el otro problema que veo es que con el amperaje debe haber voltaje, pero ¿cuál es el voltaje? Entonces hay corriente entre los dos puntos de referencia. Mi mejor conjetura es que sería un armónico, pero solo estoy suponiendo. No podemos establecer el verdadero problema sin algún equipo sofisticado, como el analizador de potencia. Cualquier otra cura es simplemente impredecible.
Bueno, mi preocupación es: la corriente está regresando a través de la suciedad . La suciedad no es un gran conductor. El único voltaje que debería estar presente en la casa es de 120 V, que él paga , así que pruebe esto para ver si el voltaje es de 120 V. Si es así, la resistencia es E = IR 120 = 1.5xR en el lado bajo, 120 = 4R en el lado alto, R es 30-80 ohmios. Eso es exactamente lo que esperaríamos de la suciedad. Mi teoría es que la fuga es normal 120 y es posible que su casa esté flotando 120 sobre la tierra del vecindario.
Esa es una idea aterradora, @Harper :-). Sujeté el sensor de corriente no invasivo SCT013 en la tira de conexión a tierra y le conecté el osciloscopio. Se parece mucho más a una onda triangular que a una sinusoidal, pero sigue siendo de 60 Hz. Mi tubería principal de agua es una tubería de cobre de 1 pulgada, me pregunto si de alguna manera llega directamente al transformador de la calle, en este caso proporciona una ruta de corriente casi tan buena como neutral.
@gmygmy ¡todo sobre este trato da miedo! No importa el $ 1 / día, también significa que si levanta la correa de conexión a tierra, obtendrá un gran golpe y habrá 120 V entre la conexión a tierra del panel y el electrodo de conexión a tierra. ¡Eso no debería ser! ¡Los terrenos no deben morder! Diría que su tubería de agua está en peligro de ser devorada por la corrosión galvánica. La suciedad es un terrible conductor y no puede sustituir al neutro... si lo fuera, este problema se estaría resolviendo de manera mucho más espectacular...
¿Por qué hay corriente en la regleta de tierra del panel de mi casa?
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