Voltaje de fuga del circuito del interruptor de tres vías

Tengo una lámpara de pasillo controlada por tres interruptores (panel -> 3 vías -> 4 vías -> 3 vías -> luminaria). Las luces de este accesorio se queman de manera rutinaria dentro de los 6 meses (incandescentes, cfl y led, todas de marca).

La otra noche noté que las luces LED tenían un brillo muy tenue a pesar de que las luces habían estado apagadas durante horas. Retiré las bombillas de la lámpara y medí alrededor de 40 voltios de energía perdida en el enchufe con la energía apagada. Al mover un interruptor, el voltaje vuelve a 120. Probé las 8 combinaciones de posiciones del interruptor y obtuve los mismos resultados.

Los tres interruptores son interruptores "tontos" no iluminados.

Luego quité cada uno de los interruptores y probé la resistencia con mi multímetro. Estos son interruptores normales de n vías, no inteligentes ni iluminados. El cableado en las cajas es de libro de texto. Cada uno muestra cerca de 0 y '--' para resistencia dependiendo de la posición del interruptor.

Estoy casi seguro de que cada uno de los interruptores sigue funcionando bien, pero no sé a dónde ir a continuación para solucionar problemas. ¿Qué causaría el voltaje perdido? ¿Es probable que esto esté matando las bombillas? ¿Es esto peligroso? ¿Cómo puedo arreglar el voltaje extra?

Vuelva a colocar 1 bombilla en la lámpara. ¿Eso hace que desaparezca el voltaje misterioso? Si lo hace, es voltaje fantasma.
¿Alguno de los interruptores está iluminado? Aparte de eso, estoy de acuerdo con que se observen voltajes fantasma.
@EdBeal Los tres interruptores son interruptores "tontos" no iluminados. Pregunta actualizada.
@Harper-ReinstateMonica Con una sola bombilla LED en un enchufe, el voltaje cae a cerca de 20 V en el otro enchufe.
Buena observación en el 20V. Actualicé mi respuesta. No hay suficiente espacio aquí en los comentarios.
¿Dónde te encuentras? No solo campo sino ciudad, rural, campo? ¿Existen plantas industriales en la zona? Si puede encontrar una lámpara incandescente para probar y reducir el voltaje fantasma, sería mejor porque los LED tienen circuitos de control y es posible que no se enciendan completamente para amortiguar los voltajes fantasma, los cfl tienen lastre si la lámpara no se enciende nuevamente, el voltaje fantasma estará allí.
@EdBeal, estoy en un suburbio rural de Utah, Estados Unidos. Solo hay casas residenciales en la red de la subestación a la que se conecta mi casa. El voltaje fantasma de 40 V se mide sin bombillas en el circuito, con una bombilla LED, el voltaje fantasma es de 20 V.
@EdBeal ¿Podría agregar una resistencia grande entre los contactos vivo y neutral de la lámpara a tierra los voltios flotantes? Si es así, ¿qué tamaño de resistencia (ohmios y vatios) se recomendaría?
En realidad, no debería tomar mucho, una bombilla es básicamente un corto, su voltaje se reduce a la mitad con muy poco consumo de corriente. saber que está en los EE. UU. realmente elimina la posibilidad de 240v en un entorno residencial. Dejaría caer 1k y sus 20v desaparecerán. quiero ir a lo seguro, use 1.47k que lo colocará en un poco más de 1/4 de vatio con 20 v, pero creo que es fantasma y probablemente podría poner un ohmio de 10 "ahí y la resistencia no se calentará. Las líneas de fuerza que cruzan un conductor crean un voltaje, así es como funcionan los transformadores, pero los cables están cerca con muchos vientos, así es como se obtiene energía.
¿Dónde entra la energía (siempre caliente y neutral) en este arreglo?
@psaxton desviar la luz con una resistencia podría funcionar. Esa es la idea de la carga ficticia para bajar el voltaje fantasma. Tienes que tener cuidado con la potencia nominal de la resistencia. Incluso una resistencia de 1K disipará 15W a 120V (luz encendida). No es el 20V que es la preocupación. Una resistencia de derivación de 1/4 W fallará o provocará un incendio.

Respuestas (1)

Los 40 V que está midiendo son un valor típico para un "voltaje fantasma". Es causado por el acoplamiento capacitivo entre cables, a través del aislamiento y, por lo general, en tramos largos de cables paralelos DESPUÉS del interruptor.

Estos acoplamientos son de alta impedancia y, por lo general, al conectar cualquier carga, el voltaje indicará 0. Sin embargo, las unidades LED (bombilla y regulador) son cargas de alta impedancia con voltajes por debajo de su voltaje de funcionamiento (por ejemplo, 40 V), por lo que es posible que consuman un poco de poder incluso cuando la fuente es un voltaje fantasma. Los reguladores son notoriamente de corta duración si no tienen suficiente voltaje para funcionar correctamente. Irónicamente, los transistores pueden sobrecalentarse.

Puede confirmar este efecto de la siguiente manera: reemplace una de las luces con una incandescente (o agregue una incandescente a la carga), y el voltaje con el interruptor APAGADO debería caer a 0.

Además, ¿qué voltaje mide en el enchufe cuando desconecta el interruptor de 3 vías? ¿Y el otro interruptor de 3 vías?

Su otro punto sobre la longevidad de 6 meses con todas las bombillas generalmente sugiere que funcionan a 240 V en lugar de 120 V debido a un mal cableado en alguna parte. Entonces, para estar seguro: está midiendo 120 V en el enchufe, entre vivo y neutro (no vivo y tierra), ¿verdad?

Y otra verificación: ¿no tiene problemas extraños al encender un aparato de 240 V que de repente las luces se vuelven más brillantes o los circuitos que no funcionan comienzan a funcionar? (Esto significa que una de sus dos fases no está funcionando correctamente)

Actualización basada en su medición de 20 V: Sí, al agregar una carga, el voltaje caería, y dado que cae a la mitad (que es mucho), el voltaje fantasma sigue siendo el sospechoso número 1 para el "débil resplandor". Si atornilla algo de mayor potencia (20 W... 40 W) como un viejo inc. bombilla, sospecho que caerá a 0V.

¿Sus bombillas LED son regulables? Aprecio que con su simple encendido / apagado, las bombillas no tienen que ser regulables. Pero, los regulables manejan mejor el bajo voltaje, se apagan deliberadamente por debajo de un cierto umbral, y eso podría ayudarlo aquí.

Actualización basada en que los LED son regulables: lo último que se me ocurre es probar con una bombilla/unidad diferente. Sin tener que hacer nuevos agujeros para los sistemas empotrados/regulados, puede probar un reemplazo con solo cablearlo sin instalarlo todavía. No todas las bombillas LED y los controladores están hechos de la misma manera, y podrías tener suerte (eléctricamente, quiero decir).

La siguiente solución sería agregar una carga ficticia al circuito después del interruptor. Esto es una tontería si está tratando de ahorrar energía, pero inc. las bombillas son imposibles de encontrar. Es por eso que queremos verificar el voltaje (posición n APAGADO) con una bombilla normal (si tiene una), para que la carga sea un poco más alta que con solo luces LED de baja potencia.

¿Puedes medir el voltaje entre el neutro y tierra, o el neutro y un neutro en otra parte de la casa (usa un cable de extensión). También eliminemos un neutro deficiente como posible causa, ya que tiene problemas mixtos.

El voltaje fantasma parece estar acoplado después del interruptor, y hasta ahora tenemos las siguientes posibles soluciones:

  1. Mueva el cableado después del interruptor: esto es mucho trabajo, probablemente implique la reparación de paneles de yeso, por lo que definitivamente es un último recurso
  2. Reemplace la iluminación: esto es un poco de suerte, pero algunos reguladores de caja y bombilla LED o bombillas LED integradas pueden tener un umbral de apagado por debajo del cual el LED se apaga, en lugar de dejarlo encendido, "perdiendo" y dejando un brillo.
  3. Inserte un relé en el circuito justo en el enchufe.

El relé tiene polos de conmutación de 120 V (digamos 5 A) y una bobina de 120 V, y debe colocarse dentro de una caja eléctrica. Estará cableado de modo que el lado del interruptor del relé simplemente conecte la alimentación del relé a la bombilla. Funciona de la siguiente manera: si el voltaje es demasiado bajo, el relé se apaga y el LED se corta por el bajo voltaje. Si el voltaje es lo suficientemente alto, el relé está encendido y la bombilla recibe el voltaje alto.

Existe la posibilidad de que el relé también se encienda como resultado del voltaje fantasma. Si este fuera el caso, podemos experimentar con una resistencia colocada antes del relé, de modo que el voltaje de alimentación del relé (pero no los LED) se reduzca lo suficiente como para no dispararse en el voltaje fantasma. Requiere un poco de experimentación. Si te gusta esta opción, puedo dibujarte un diagrama.

Gracias por su rápida respuesta. No intenté medir el voltaje en el zócalo con los interruptores retirados, asumiendo que sería 0 con el circuito físicamente roto (suponía un contacto puenteado en uno de los interruptores en ese momento). Definitivamente medí 120 V de caliente a neutral (no a tierra) en el enchufe y no tengo ningún problema con el arranque o la parada de los aparatos de 240 V. Intentaré medir el voltaje del enchufe con un interruptor retirado mañana, así como emparejar una bombilla incandescente con una bombilla LED.
Dudo que cualquier bombilla incandescente de 120v dure más de un segundo a 240v. Los controladores LED PUEDEN ser más adaptables si están diseñados para ello, pero lo dudo. Y aunque estoy de acuerdo con la mayor parte de su respuesta, técnicamente los voltajes fantasmas en recorridos paralelos largos son causados ​​​​por la inducción, no por la capacitancia.
El acoplamiento capacitivo de @GeorgeAnderson no es infrecuente, y la inducción también podría ser parte de él. Porque no importa aquí. Además, las bombillas de 120 V (inc. y CFL) no mueren de inmediato, y dependiendo de su uso y la mención casual de 6 meses, no puedo descartar esta posible causa. Sin embargo, la verificación doble del OP ahora confirmó que esto no es un problema.
Estoy de acuerdo con George en que el voltaje y las corrientes residenciales son acoplamiento inductivo. Dudo que sea 240v. Si una luz funciona más de un segundo, probablemente sea un voltaje universal 90-277 con los LED que compro. Es más probable que los picos de energía en el área sean la causa de la corta vida útil de los dispositivos electrónicos, donde un sistema de supresión de pozos agregado en el panel principal ha ahorrado a mis clientes miles de dólares en comparación con lo que estaban gastando.
@EdBeal Tuve un error de cableado y la bombilla CFL duró días con 240 V como luz de trabajo antes de que se resolviera el problema, y ​​la bombilla aún sobrevivió. En cuanto al acoplamiento, a menos que esté en la casa del OP, no puede saber cuál domina. Capacitivo es mi primer sospechoso, pero en su caso el tipo de acoplamiento no importa. No estoy seguro de por qué todo este quisquilloso que no está ayudando a la causa del OP. ¿Por qué no enviar una respuesta útil y ayudarlo con su problema?
@ P2000 Las bombillas LED que he usado son regulables. Las bombillas CFL que había usado anteriormente no lo eran.
@psaxton Oh, lástima, eso habría sido una solución a los problemas. Veamos lo que otros tienen que decir sobre la mitigación del voltaje fantasma. Actualizaré mi respuesta con otra posible solución.
@psaxton, según su nivel de habilidad, también puede insertar un relé en el zócalo. Ver mi respuesta actualizada. Si esto es algo que le interesa, puedo guiarlo. Te quedas con las bombillas y el cableado.
Medí el voltaje desde el neutro (anillo exterior del zócalo) hasta el accesorio y encontré 0V. Ahora que lo pienso, no estoy seguro de que el accesorio esté conectado a tierra. Lo comprobaré en mi próxima oportunidad. Agregar un relé o una resistencia u otra combinación parece estar dentro de mi conjunto de habilidades, pero tengo miedo de que niegue la certificación UL para el accesorio. ¿Tal vez hay un accesorio listado u otro dispositivo hecho para este escenario?
En cuanto a la certificación UL, es bueno que prestes atención a ese aspecto. Estos relés vienen en versiones UL. Otro truco es comprar un relé inalámbrico UL y un interruptor para encender/en (no) el enchufe. Además, "el Código Eléctrico Nacional (NEC) requiere el uso de productos listados por UL cuando estén disponibles". Tenga en cuenta el "cuando esté disponible".
Pensé en una forma de unir el cable viajero abierto al neutro. ¿ Podría decirme si esta solución es legal?
@psaxton Creo que el capacitor de derivación de 470nF (el MLC) propuesto por ThreePhaseEel es su próxima mejor opción para drenar el voltaje fantasma. Se usa con atenuadores que causan un problema fantasma similar.