Perché questo cablaggio neutro condiviso è difettoso?

Riepilogo: ho questa situazione di cablaggio a casa mia. Ho capito che non è all'altezza del codice moderno e ho sperimentato perché è male (sono rimasto scioccato), ma non capisco perché (fisica / elettricità) sia successo.

Nel diagramma puoi vedere che ci sono due fasi che finiscono nella stessa scatola di interruttori della luce, fianco a fianco, e i due interruttori condividono un neutro.

Questi due interruttori si trovano su interruttori di circuito diversi, su pannelli secondari diversi. Mi è capitato di spegnere l'interruttore che andava alla presa (stava scambiando l'hardware), e ho scoperto che i fili che entravano dalla "parte superiore" della scatola erano ancora in tensione (e in un modo strano, con il filo bianco che misurava 119 V per terra, e il filo nero che misura 113 V a terra, e i due fili che misurano 0 V tra loro) e sono in grado di provocare una scarica a piena tensione.

Come / perché l'elettricità fluisce dal filo "bianco, con nastro adesivo" al neutro, all'interruttore 1 e poi al filo nero sulla presa?

Per quello che vale, vedo che posso risolvere questo problema scambiando l'interruttore Add-On con Switch2 e quindi inviando il neutro dalla fase 2 sui fili del nastro bianco (o nero) nell'altra scatola.

C'è una regola per prevenire quello shock

In un circuito derivato multi-filo (che condivide il neutro), neutri Pigtail . Ecco perché: così puoi rimuovere qualsiasi dispositivo per la manutenzione senza recidere il neutro da cui dipendono altri fili caldi.

Metti da parte, per ora, il fatto che questo non è un MWBC ed è, in effetti, un disastro .

Considera il neutro sopra la presa, verso il wirenut e poi carica 1 e i due interruttori intelligenti. Cosa mantiene questo neutro vicino a 0 volt ? È la denominazione "neutrale"? È di colore bianco? No. Ciò che lo mantiene vicino a 0 volt è che è legato al neutro sul pannello. Che hai reciso quando hai rimosso il ricettacolo per la manutenzione .

Ora, assolutamente nulla mantiene il neutro vicino a 0 volt. "Galleggerebbe" a qualsiasi tensione, vulnerabile all'accoppiamento induttivo o capacitivo come qualsiasi filo galleggiante. Ad eccezione dell'interruttore 2. L'interruttore 2 sta cercando di alimentarsi. Sta cercando di togliere l'alimentazione dal filo "LINEA" dal pannello 2. Sta restituendo tale potenza tramite il "neutro" dal pannello 1, che lo solleva a 120 V , come mostrerò nella seconda illustrazione qui . La tua presa rimossa è la X, ed è lì che hai messo la mano.

Ora iniziamo nella lista della spesa dei difetti qui.

Non mescolare fonti da due diversi pannelli

Non mescolare nemmeno i motivi. Normalmente, i motivi sono l'unica cosa che puoi web ovunque. Ma anche le regole per l'adeguamento dei terreni non consentono di mescolare terreni da due diversi pannelli.

La miscelazione di neutrali su due pannelli è sbagliata. La miscelazione di hots su due pannelli è folle . Semplicemente non lo fai. Mai.

Non è illegale che i rifornimenti da più pannelli transitino sulle stesse piste, ma non servono mai gli stessi carichi.

Non mescolare neutri - tranne che in MWBC adeguatamente progettato

Ciò nonostante, il terreno è una grande ragnatela, ma non lo è - i neutri devono essere meticolosamente mantenuti con i loro hots partner. C'è una ragione stupida e semplice per questo: i neutri non hanno interruttori . L'unica cosa che protegge un neutro dal sovraccarico è il fatto che restituisce energia solo per il suo unico caldo (o scelto con cura e bilanciato diversi punti caldi, in un circuito di derivazione multi-filo , dove restituisce solo corrente differenziale. Accidenti, i MWBC sono divertenti .)

I circuiti di derivazione multi-filo devono avere un arresto di manutenzione comune, ovvero un interruttore a 2 poli che garantisce che quando si spegne una gamba MWBC per l'assistenza, si stanno spegnendo tutte le gambe.

Una regola NEC abbastanza recente (2011) che mira anche a risolvere il problema che hai appena avuto. Questo funziona cintura e bretelle con la regola "neutri treccia".

Indipendentemente da ciò, hai bisogno di più esperienza per giocare con i MWBC.

Le correnti devono essere uguali in ciascun cavo o condotto

È difficile per i geek capire questo, perché sono abituati a pensare a DC. AC crea campi magnetici pulsanti. Finché tutti i fili corrono insieme, i campi magnetici si annullano a vicenda. Tuttavia, se percorrono un loop, l' interno del loop diventa il nucleo di un trasformatore . Se ne hai mai demolito uno, sai che il nucleo è inspiegabilmente una pila di sottili lastre d'acciaio laminate insieme con una sorta di lacca. Questo serve ad arrestare le "correnti parassite" in modo da prevenire il riscaldamento a correnti parassite all'interno del nucleo del trasformatore.

Quell'energia a correnti parassite può essere considerevole, motivo per cui Code ne parla così tanto.

Il modo in cui lo eviti è, disegna i tuoi disegni con tutti i conduttori in un cavo o un condotto ravvicinati e lo spazio tra tutti i cavi e i condotti. Se il tuo disegno racchiude un'area , come fa il tuo disegno, allora le tue correnti sono quasi certamente ineguali. Quando ho colorato il disegno sopra in grigio, avrei dovuto lasciare il blob centrale bianco, solo per chiarirlo. Se il tuo disegno sembra un albero , allora le correnti devono essere uguali poiché non esiste altro percorso possibile. Sei pronto.

Correzione 1: alimentare tutto dal circuito di sinistra

In questo caso abbiamo appena tagliato il cavo di alimentazione giusto. SNIP! Ed è andato.

Mentre stavo scrivendo questo, ThreePhaseEel ha descritto questo.

Correzione 2: alimentare il carico 2 dal circuito corretto

In questo caso scambiamo switch2 e il componente aggiuntivo e interrompiamo la connessione neutra nella casella a sinistra. Il componente aggiuntivo comunica solo con il cavo nero-rosso-bianco dell'alimentazione 2.

Notare la parete invisibile tra il materiale del circuito 1 sul lato sinistro del quadro elettrico e il materiale del circuito 2 sul lato destro. Sono sorpreso che l'interruttore remoto non abbia bisogno di sempre caldo, tuttavia, se necessario, è nel bundle come ricambio. Inoltre, separa la terra per quel cavo aggiuntivo, il che renderà piuttosto ovvio all'osservatore astuto che questo è servito da un circuito diverso, poiché ogni filo nel cavo va a un dispositivo.

Questo in realtà è piuttosto facile da risolvere

Il problema è che la luce sull'interruttore 2 è stata instradata usando il caldo e il neutro dal circuito / gamba 2, mentre l'interruttore stesso è alimentato dal caldo dal circuito 2 ma il neutro dal circuito 1, creando correnti circolanti che possono riscaldare parti metalliche e causa EMI e violazione del codice (300.3 (B) /310.10 (H)). Lo spostamento della luce dal circuito 2 al circuito 1 lo risolve:

1. Spegnere entrambi i circuiti, quindi aprire entrambi i quadri elettrici.
2. Chiudi il nero sempre caldo e il neutro in arrivo bianco che entra nella scatola interruttori aggiuntiva da soli - rimarranno inutilizzati nella nuova configurazione
3. Togli il nastro dal filo bianco "caldo" che va nella scatola dell'interruttore aggiuntivo e collegalo all'interruttore e carica i neutri nella scatola aggiuntiva - diventerà il nuovo alimentatore neutro in questa scatola.
4. Nella scatola dell'interruttore principale, togliere il nastro dal filo bianco "caldo" e collegarlo con il resto dei neutri in quella scatola.
5. Collegare il terminale di linea sull'interruttore 2 nella scatola di commutazione principale al resto dei punti sempre attivi in ​​quella scatola. Questo fa sì che tutto sull'interruttore 2 + l'interruttore aggiuntivo sia alimentato dal circuito 1 ora.
6. Abbottonare le scatole quindi riaccendere entrambi i circuiti.

Quanto al perché questo ti ha scioccato ...

Quando hai interrotto il circuito alla presa, la corrente che scorreva indietro dall'interruttore 2 che stava cercando di alimentare non aveva nessun posto dove andare, quindi hai ottenuto 120 V tra i due neutri nella scatola di uscita.

I carichi hanno in genere una resistenza effettiva molto più elevata rispetto ai fili ma una resistenza effettiva molto più bassa rispetto al corpo o al multimetro.

Supponiamo che gli interruttori nel tuo esempio siano attivati ​​o almeno conduttivi (gli interruttori elettronici possono essere in qualche modo conduttivi anche quando sono spenti, MAI fidarti di loro per l'isolamento di sicurezza)

Switch2 è una sorta di interruttore elettronico, quindi è di per sé un carico. Con il neutro collegato, la corrente per alimentare l'elettronica dell'interruttore fluirà normalmente dalla fase 2, attraverso l'elettronica dell'interruttore e di nuovo nel neutro condiviso. Il neutro condiviso prenderà facilmente la corrente e ci sarà pochissima tensione su di esso.

Quindi vai e disconnetti il ​​Neutral condiviso, ora la corrente non ha nessun posto dove andare. Nessuna corrente significa nessuna tensione attraverso l'alimentazione dell'interruttore, il che significa piena tensione sul filo neutro scollegato.

Allo stesso modo il "filo caldo" diventa attivo tramite l'alimentatore di switch2, quindi il neutro condiviso quindi carica1.

Ciò che lo rende così pericoloso è che le tensioni pericolose compaiono solo dopo aver scollegato il conduttore neutro condiviso. Quindi, indipendentemente da quanto test prima di disconnetterti, è improbabile che noti qualcosa di sbagliato (potresti notare una leggera tensione tra terra e neutro ma lievi tensioni tra terra e neutro sono abbastanza normali)

Altre risposte hanno detto come risolvere questa particolare istanza del problema, ma il problema più grande è che se qualcuno lo ha fatto in un posto nella tua casa, lo ha probabilmente fatto anche in altri posti. Prestare estrema attenzione quando si lavora su questa installazione in futuro.

Modifica: ho letto male il tuo diagramma.

Come hai ipotizzato, la presenza del neutro condiviso è il motivo per cui il neutro è caldo, anche quando quel circuito è spento. Gli interruttori alimentati hanno bisogno di un neutro perché consumano elettricità da soli, quindi l'interruttore 2 prende energia dal nastro bianco e lo invia attraverso il neutro comune. Non conosco il codice, ma non è una buona idea perché ti aspetti che un interruttore tagli la potenza al corrispondente neutro.