Vivo en una casa antigua sin cableado a tierra. ¿Es seguro instalar un GFCI de 3 clavijas con solo un calor y un neutro?

¡Absolutamente!

Hay una serie de funciones diferentes que realiza un cable de tierra ordinario. Un GFCI, a pesar de la "G", en realidad no necesita un cable a tierra para funcionar. De hecho, un GFCI correctamente instalado brindará una protección similar (y en cierto modo mejor que) una conexión a tierra regular. Eso no significa que no debas tener suelo. Pero significa que si no tiene conexión a tierra, GFCI puede protegerlo de todos modos.

Cuando instala GFCI de esta manera, hace todo lo mismo que en una instalación normal, excepto que no conecta nada al tornillo de tierra. Se supone que debe etiquetarlos sin conexión a tierra del equipo .

¿Cómo funciona esto realmente?

El cable de tierra tradicional no tiene energía fluyendo sobre él en uso normal, con la excepción de algunos tipos especiales de interruptores u otros equipos que pueden enviar una cantidad muy pequeña de corriente a tierra (esto generalmente tiene que ver con inteligente/atenuador/ interruptores temporizadores/etc., sin neutro disponible - receptáculos no ordinarios). El suelo obtiene energía de dos maneras:

• Natural - rayos, electricidad estática, etc.
• Falla: falla del dispositivo que envía energía directamente a tierra o a través de una caja metálica (u otras partes metálicas) a tierra.

El segundo caso, fallas reales en el cableado o el equipo, está diseñado de tal manera que si mucha energía pasa a tierra, el interruptor (que está en el cable vivo) se disparará y cerrará el circuito.

Un GFCI lleva esta "falla" unos pasos más allá. A diferencia de un interruptor normal:

• Se activa con pequeñas cantidades de corriente (no lo suficiente para matar, pero mucho menos de lo que se necesitaría para disparar un interruptor)
• Se activa extremadamente rápido (un interruptor normal se disparará muy rápido si recibe una gran sobrecarga, pero no tan rápido si se trata de una pequeña sobrecarga (p. ej., 30 A en un circuito de 20 A).

A un GFCI tampoco le "importa" realmente si la corriente va a un cable de tierra real (y directamente de regreso al panel de interruptores) o si pasa a través de una persona al suelo bajo sus pies .

El resultado final es que un GFCI puede sustituir efectivamente a un cable a tierra, ya que las mismas fallas que normalmente usarían tierra dispararán instantáneamente un GFCI, y seguridad adicional porque se dispara con pequeñas cantidades de corriente y muy rápidamente.

Tenga en cuenta que un GFCI no sustituye al interruptor normal en todos los aspectos. En particular, un cortocircuito en el que toda la corriente vuelve al neutro (y nada a tierra o a través de una persona) no tendrá ningún efecto en un GFCI porque el GFCI aún considera que el vivo y el neutro están equilibrados.

Tenga en cuenta también que "mejor protección", en términos generales, no significa que "todo el mundo debería poner GFCI en todas partes". Los GFCI no son gratuitos, por lo que hay un análisis de costo-beneficio involucrado. El GFCI también puede tener algunos inconvenientes (un disparo inadvertido del GFCI que apaga un refrigerador puede provocar que los alimentos se echen a perder). Dado que la protección adicional proporcionada por GFCI es más útil en áreas húmedas, se requiere protección GFCI en cocinas, baños, exteriores (lluvia) y otros lugares, pero no "en todas partes". Habiendo dicho eso, usarlo en lugar de la actualización de la tierra es a menudo una protección práctica y rentable.

Seguridad

En términos de seguridad, GFCI es todo lo que necesita. El factor determinante para la seguridad es que el GFCI se apagará si hay fugas de más de 5 ma (por ejemplo, si un ser humano sufre una descarga eléctrica). Esa es una mejor protección humana que la puesta a tierra, en realidad.

Sin embargo, la falta de conexión a tierra reduce la posibilidad de que ocurra una descarga (y, por lo tanto, de que se detecte). Si un humano toca tierra caliente y el sistema está conectado a tierra , la corriente fluirá y el GFCI se disparará. Si el ser humano toca caliente y tierra y la tierra está aislada, entonces todo (caliente, humano, tierra del chasis y cualquier tierra en esa "isla" (es decir, regleta de alimentación con conexión a tierra)- flotará alegremente a 120 V desde neutral, como un pájaro en un alambre. Nadie sabrá nunca que hubo un problema.

Tenga en cuenta que los GFCI no hacen nada para que un humano se ponga entre caliente y neutral. Pero eso es altamente improbable con un buen diseño de equipo.

Etiquetado

GFCI no es un receptáculo, es un sistema de protección. Cualquier dispositivo GFCI puede proteger una parte descendente de un circuito. (Los receptáculos GFCI protegen sus propios enchufes, obviamente). Entonces, de hecho, puede tener una protección GFCI de circuito completo sin que esté involucrado un solo receptáculo GFCI.

De todos modos, los receptores GFCI le dan la opción de proteger la línea descendente o no. Si no desea proteger una línea descendente, use solo los terminales de "Línea", y están diseñados para aceptar 2 cables (consulte las instrucciones). Si lo hace, retire la cinta de advertencia y use los terminales "Cargar". En ese caso, debe etiquetar los receptáculos de línea descendente como "Protegidos por GFCI". (no necesita etiquetar un receptáculo GFCI porque es obvio).

Independientemente, si el GFCI no está conectado a tierra, también necesita una etiqueta de "Sin conexión a tierra del equipo" tanto en el GFCI como en cualquier receptáculo de línea descendente.

El motivo de la etiqueta "Sin conexión a tierra del equipo" es advertir a los usuarios que no hay conexión a tierra para ayudar en la supresión de sobretensiones. Esto puede ser una amenaza para la electrónica.

¿Cuáles son las diferencias exactas entre un tomacorriente GFCI sin conexión a tierra y un tomacorriente GFCI con conexión a tierra en términos de seguridad?

Considere lo que sucede cuando un cable se suelta dentro de un electrodoméstico y toca la caja de metal. En el diseño de un aparato de "Clase 1", esto se consideraría una "condición de falla única".

Si hay una conexión a tierra adecuada, la corriente fluirá a través de la conexión a tierra y provocará un disparo casi de inmediato. Dado que la mayoría de los elementos no se tocan la mayor parte del tiempo, es probable que desconecte la falla antes de que alguien reciba una descarga.

Si no hay conexión a tierra, inicialmente no habrá disparo, la carcasa del aparato permanecerá viva hasta que alguien (o algo) lo toque. Solo después de que lo hayan tocado y estén recibiendo una descarga, el GFCI puede detectar que hay un problema y desconectar la alimentación. En la mayoría de los casos, desconecta la corriente antes de que la descarga sea fatal, pero aun así hubiera sido mucho mejor no haber tenido la descarga en primer lugar.

Entonces, ¿por qué los códigos en los EE. UU. permiten la instalación de GFCI de 3 pines, en lugar de salidas regulares de 2 pines en aplicaciones de actualización (pero no en instalaciones nuevas)? Porque es un mal menor. En el mundo real, la gente usará sus aparatos eléctricos incluso si eso significa cortar la clavija de tierra o usar un enchufe falso. Es mucho más seguro tener una conexión a tierra faltante y un GFCI que una conexión a tierra faltante y ningún GFCI.

Esto es exactamente lo que hicieron los electricistas en algunos enchufes de mi casa.

Tenía la mayoría de ellos conectados a tierra por el bien de las computadoras, pero había dos o tres en los que era muy difícil pescar un cable de tierra e instalaron salidas GFCI sin conexión a tierra. (Casa construida alrededor de 1951, este trabajo se realizó en 1995 más o menos).

Otros han explicado bien por qué funciona esto y las limitaciones, así que no lo repetiré; solo dando un punto de datos de que lo hacen electricistas profesionales con licencia.

Resumiendo y coloreando

Aquí hay varios escenarios de fallas comunes y el comportamiento de varias configuraciones de puesta a tierra. Un GFCI sin conexión a tierra es mucho más seguro que un tomacorriente regular con conexión a tierra o uno sin conexión a tierra, y casi tan seguro como un GFCI con conexión a tierra. El rojo es malo. El amarillo no es deseable ya que emplea al usuario para disparar el GFCI, pero lo hace rápidamente y sin lesiones.

Con respecto a la Pregunta, estamos pasando de una columna completamente roja a una ligeramente amarilla. Una buena inversión por solo cambiar algunos puntos de venta.

Hay otras situaciones en las que se necesita una conexión a tierra, por ejemplo, algunos dispositivos médicos, pararrayos, etc. No he tratado de explicarlos.

¡Sí!

GFCI no necesita una conexión a tierra para funcionar. Si coloca un GFCI en su panel eléctrico principal, mide la diferencia de corriente entre los cables Vivo y Neutro, y si esa diferencia supera un umbral como 30 mA, se disparará.

La idea es que, en condiciones normales, toda la corriente que fluye desde el cable de la compañía eléctrica a través del cable vivo, luego fluye a través de los diversos electrodomésticos de su hogar y luego regresa a través del cable neutro. Si hay una diferencia entre estas dos corrientes, significa que alguna corriente está regresando a través de un camino que no debería tomar, por ejemplo, a través de los dedos de alguien, su cuerpo, sus pies, el piso, luego a través de la Tierra y luego de regreso al poder. neutro del transformador de la empresa que suele estar conectado a tierra. O algo así. Así que tropieza.

Sin embargo:

si alguien limpia la tostadora en el fregadero y luego la tapa, o si la lavadora tiene una fuga que rocía agua en las brocas eléctricas, o cualquier otro problema similar que provoque una fuga de corriente del metal vivo al metal accesible, entonces la carcasa metálica de el aparato podría llevar voltaje peligroso.

Si el electrodoméstico está conectado a tierra y el cableado de tierra de la casa funciona correctamente, esto hace que fluya una corriente en el cable de tierra en lugar de regresar a través del cable neutro, y el GFCI se dispara antes de que alguien toque el dispositivo peligroso. Si el electrodoméstico no está conectado a tierra (o no hay tierra en la casa), eso no sucederá, pero el GFCI aún le salvará la piel si toca el electrodoméstico y recibe una descarga eléctrica. En este caso, actúas como conductor de tierra y recibes descargas eléctricas, pero solo durante unos 10 milisegundos.

En teoría, un GFCI NO protege de la electrocución al tocar tanto el vivo como el neutro, porque en este caso no hay forma de distinguir un dedo de una carga eléctrica legítima que consume corriente. Sin embargo, si está parado descalzo sobre un piso algo conductor, aún se filtrará suficiente corriente a través de sus pies para que se dispare. Lo mismo si arroja el secador de pelo en la bañera y la bañera está conectada a tierra, debería dispararse.

Entonces, básicamente, si no tiene conexión a tierra, el GFCI no proporcionará una advertencia temprana cuando un electrodoméstico no sea seguro, pero aún lo protegerá de una electrocución sorpresa. Pero no es una varita mágica ni una prueba de idiotas.

¿Más seguro? Sí. ¿Seguro? ¡No! Piense por un minuto y pregúntese "¿Por qué NEC requiere una etiqueta que diga 'Sin equipo a tierra' si el receptáculo es seguro?".

La clave de esta respuesta es que su pregunta se refiere a "aparatos que esperan una conexión a tierra".

La etiqueta está allí para advertirle que no use el receptáculo donde se requiere una conexión a tierra.

Aquí está la sección NEC editada que permite la protección GFCI para el reemplazo de receptáculos de 3 hilos para receptáculos sin conexión a tierra, tenga en cuenta las Notas informativas al final.

406.4(D)(2) Receptáculos sin conexión a tierra. Cuando no exista conexión a un conductor de puesta a tierra del equipo en el receptáculo del receptáculo, la instalación deberá cumplir con (D)(2)(a), (D)(2)(b) o (D)(2)(c) .

(b) Debe permitirse el reemplazo de receptáculos del tipo sin conexión a tierra por receptáculos del tipo interruptor de circuito de falla a tierra. Estos receptáculos o sus placas de cubierta deben estar marcados como "Sin equipo a tierra". No se debe conectar un conductor de puesta a tierra del equipo desde el receptáculo tipo interruptor de circuito por falla a tierra a ninguna salida alimentada desde el receptáculo del interruptor de circuito por falla a tierra.

Nota informativa n.º 1: algunos fabricantes de equipos o aparatos exigen que el circuito derivado del equipo o aparato incluya un conductor de puesta a tierra del equipo.

Nota informativa n.º 2: Consulte 250.114 para obtener una lista de equipos o aparatos conectados con cordón y enchufe que requieren un conductor de puesta a tierra del equipo.

Las notas informativas le recuerdan que consulte otros códigos o partes de este código que tengan relación. La nota 1 generalmente se refiere a NEC 110.3 (B).

110.3(B) Instalación y uso. Los equipos listados o etiquetados deben instalarse y utilizarse de acuerdo con las instrucciones incluidas en el listado o etiquetado.

Por lo tanto, si tiene una unidad de aire acondicionado de ventana, y las instrucciones del usuario (que son parte del listado UL) o la etiqueta en el cable dice que debe usar un tomacorriente con conexión a tierra, entonces no está certificado para usar en un circuito sin conexión a tierra, y el uso de una etiqueta receptáculo no cambia eso.

NEC 250.114 va más allá y explica que ciertos equipos, etiquetados o no, no son lo suficientemente seguros sin conexión a tierra.

250.114 Equipo conectado por cable y enchufe. Las partes metálicas expuestas, normalmente no portadoras de corriente, del equipo conectado con cordón y clavija, se deben conectar al conductor de puesta a tierra del equipo bajo cualquiera de las siguientes condiciones:

(3) En ocupaciones residenciales:

(a)Refrigeradores, congeladores y acondicionadores de aire (b)Máquinas para lavar, secar y lavar platos; rangos; trituradores de desechos de cocina; equipo de tecnología de la información; bombas de sumidero; y equipo eléctrico para acuarios

(c) Herramientas accionadas por motor de mano, herramientas accionadas por motor estacionarias y fijas, y herramientas accionadas por motor de industria ligera

(d) Aparatos operados por motor de los siguientes tipos: podadoras de setos, cortadoras de césped, quitanieves y fregadoras húmedas

e)Lámparas de mano portátiles y luminarias portátiles

Por lo tanto, un receptáculo GFCI sin conexión a tierra brindará protección en caso de falla a tierra con un circuito de dos hilos y permite que los enchufes polarizados reemplacen los viejos enchufes no polarizados, pero no es legal usar esos receptáculos para muchas aplicaciones, que es la principal razón por la que debe etiquetarlo como "Sin conexión a tierra del equipo".

Y usted preguntó la diferencia sobre los GFCI con o sin conexión a tierra, al menos un aspecto es que si se desarrolla una falla en el chasis sin conexión a tierra, el chasis permanecerá energizado hasta que algo o alguien complete el camino a tierra. Un GFCI funciona pasando ambos cables a través de un sensor de corriente (transformador de corriente). Si no hay fuga de corriente a tierra, los campos magnéticos se cancelan entre sí y no se detecta nada en el transformador de corriente. Si hay un desequilibrio, los campos magnéticos no se cancelan, se desarrolla corriente en el CT y el dispositivo se activa para abrirse. Entonces, solo energizar el chasis no altera el flujo de corriente, un chasis conectado a tierra proporciona ese camino. Creo que la mayoría de los elementos enumerados en 250.114 están ahí porque el contacto humano con el chasis es el evento probable para completar la ruta.

Interesante que esto fue migrado de EE SE.

Solucioné este problema en mi primera casa. Es muy común. Enchufes de dos clavijas en una casa antigua y algunos imbéciles colocan enchufes de tres clavijas sin conexión a tierra. La autoridad local (Ontario ESA en este caso) dice "No es bueno, conéctelo a tierra o coloque GFCI en cada enchufe". También dijo que podía volver a colocar tomacorrientes de 2 clavijas, pero que tendría que ir a una tienda de antigüedades para encontrarlos. .

En lo que respecta a la seguridad, GFCI sin conexión a tierra es en mi humilde opinión mucho más seguro que ningún GFCI con conexión a tierra. El GFCI funciona con un toroide que está eléctricamente balanceado entre la corriente en vivo y la neutra. Si hay un desequilibrio, un relé se dispara y rompe el circuito.

La conexión a tierra del chasis en cosas como refrigeradores y lavavajillas, etc., puede ser peligrosa, ya que en el caso de que una corriente lo suficientemente baja se filtre a través del chasis en algún lugar del circuito, entonces todos los chasis de todos los aparatos con una conexión a tierra en ese circuito se electrificarán . Esto ni siquiera es tan extraño dado que el servicio neutro y la tierra están conectados eléctricamente en el panel. En las casas modernas, los electrodomésticos grandes tienen sus propios circuitos, por lo que solo se electrificará el electrodoméstico, pero en las casas antiguas, es decir, la tuya, no siempre está claro. En términos de que esto provoque que se funda un fusible, se requeriría un corto catastrófico para que la corriente toque tierra y pase 15A a través del chasis. Si el neutro hiciera un cortocircuito con el chasis, ni siquiera notaría un cambio de corriente en el dispositivo, pero el chasis seguiría electrificado.

El peligro de que la corriente pase a través de su cuerpo se trata de encontrar el camino de menor resistencia a tierra. Si alguna corriente toma un atajo a través de su cuerpo para llegar a tierra, es posible que tenga problemas. Cuando esto sucede con un GFCI, la corriente de vivo y neutral diferirá y ese relé se disparará. ¿Con un tomacorriente bien conectado a tierra?... tu cuerpo seguirá siendo parte del circuito, a menos que estés en la bañera, es posible que solo sientas un zumbido, ya que tienes una resistencia relativamente alta en comparación con el cable de cobre.

Para poner una llave inglesa en todo el asunto, los motores eléctricos grandes también desequilibran la corriente viva/neutra, haciendo girar ese motor toma corriente, y cuando el motor se detiene, el impulso del motor puede devolver esa corriente. Las lavadoras y las cortadoras de césped eléctricas pueden disparar los GFCI, por lo que su utilidad tiene límites.

En Ontario, si hace algún trabajo en su propia casa donde vive, necesita que los inspectores eléctricos le den un pase antes de que esté bien. Si la casa no es tuya o no vives en ella, no puedes hacer el trabajo.

Dicho todo esto, es deseable poner a tierra el equipo como un problema que no es de seguridad, ya que elimina los problemas causados ​​por las tierras flotantes https://en.wikipedia.org/wiki/Floating_ground ... pero si tiene problemas como este, Recurra a los GFCI y no dependa de la tierra para su seguridad, entonces puede pasar un cable desde el chasis hasta una tubería o radiador. La mayoría de las cosas ni siquiera tienen un enchufe de tres clavijas en estos días de todos modos.

Solo vuelva a cablear la casa si las paredes ya están abiertas, si está preocupado por la reventa o si tiene problemas con el seguro.

Al final, puse GFCI y el inspector de ESA me pasó.

Hazte un favor e instala algún tipo de suelo.
No existe tal cosa como la electricidad absolutamente segura. Cualquier electricidad es potencialmente insegura, lo que significa que cualquier cosa que sea segura en los sistemas eléctricos siempre depende de cómo la trates. Fui a la escuela en un edificio que tenía cables eléctricos de metal abiertos a lo largo del techo. Eso se consideraba aceptable entonces, pero solo seguro si no saltabas por ello.

En su casa, un GFCI será una mejora con respecto a ningún GFCI, pero instalar cualquier cableado a tierra será aún más seguro que eso. El cableado a tierra adecuado debe cumplir con las normas reglamentarias locales, pero el cableado a tierra 'inadecuado' no. La electricidad preferirá correr a lo largo de una conexión a tierra hecha en casa antes que correr a través de usted en cualquier momento. Siempre que se mantenga alejado del sistema eléctrico en sí, puede conectar a tierra prácticamente cualquier cosa que desee sin restricciones y vale la pena.

Un GFCI puede ser lo que lo mantiene con vida, pero la corriente de viaje aún está lejos de ser agradable y esa corriente lo atravesará a menos que encuentre un camino más corto a casa.