Perché un errore di cablaggio dell'elettricista potrebbe rendere lo schermo USB di un PC a 120 V quando dovrebbe essere messo a terra


14

Ho quasi avuto un grave incidente elettrico la scorsa settimana quando stavo cercando di usare un oscilloscopio per testare un circuito che uno studente aveva costruito.

Avevo collegato l'oscilloscopio a una presa a pavimento e il circuito stampato tramite un cavo USB collegato a un PC in laboratorio. Ho avuto problemi a ottenere l'oscilloscopio per visualizzare un segnale con la punta della sonda che esplora i punti sul circuito, quindi ho provato a collegare la clip a coccodrillo della terra della sonda alla terra del circuito (anche se pensavo che non fosse necessario), e ho ottenuto un grande arco e filo fuso e parti carbonizzate del circuito e alcuni sensori.

Dopo alcuni graffi alla testa e alcune altre scintille, ho finalmente verificato con un voltmetro che lo schermo metallico della porta USB sul PC era collegato a 120 V CA rispetto al terzo polo della presa a cui avevo collegato l'oscilloscopio.

Quindi sono convinto che un elettricista abbia commesso una sorta di errore di cablaggio durante il collegamento dell'alimentazione al tavolo in laboratorio. Invece di essere collegato a una presa a muro, l'alimentazione del tavolo da laboratorio proviene da un condotto che va nell'apertura del muro per soddisfare le esigenze di alimentazione di due tavoli da laboratorio. Un adesivo sul condotto mostra uno schema di cablaggio che indica che le due connessioni dovrebbero condividere il filo neutro, ma una è collegata a "hot1" - un filo rosso e l'altra a "hot2" - un filo nero. Mostra anche un filo di terra condiviso verde.

Chiedo scusa per la lunga configurazione alla mia vera domanda, ma sto cercando di capire quale potrebbe essere l'errore di cablaggio a causare questa situazione. Sono certo che lo schermo USB fosse a 120 V rispetto alla terra. Lo schermo non dovrebbe essere collegato al case del computer e quindi essere messo a terra? Come potrebbe essere quindi un potenziale a 120 V? Se l'elettricista ha invertito accidentalmente caldo e neutro, il collegamento al computer non dovrebbe aver fatto saltare un interruttore invece di rendere lo schermo a 120 V?

Sono contento di non essermi fulminato. Ora che lo spavento è svanito, la mia curiosità riguardo all'effettivo errore di cablaggio è in aumento. Spero che la mia spiegazione sia abbastanza chiara per qualcuno per identificare ciò che è sbagliato. (A proposito, ho riferito tutto questo a molte persone a scuola e un elettricista verrà portato subito per correggere le cose.)

Aggiunto: spero di aver chiarito che in effetti ho fatto riferimento all'effettivo lavoro di correzione di questo pericolo per un elettricista che porterà la scuola. Ma sono anche molto interessato a capire l'errore, in modo da poter semplicemente aumentare la mia conoscenza. Spero che qualcuno là fuori possa aiutarti.

EDIT: SBAGLIATO - VEDI SOTTO "Oggi sono arrivato a scuola dopo che l'elettricista aveva già corretto qualunque fosse l'errore." Vorrei aver avuto la possibilità di chiedere quale fosse il problema. Spero di poter ottenere maggiori informazioni dalle persone a scuola nei prossimi giorni o giù di lì.

Ho usato un ohmmetro per convincermi che lo schermo USB del computer è effettivamente legato al terzo polo della sua spina di alimentazione, quindi sono convinto che l'intero telaio metallico del computer sia stato caldo la scorsa settimana.

Ho sentito di seconda mano che i nostri addetti alla manutenzione avevano usato una sorta di tester di uscita sul circuito in passato e che in realtà ha superato il test (!) Com'è possibile con un guasto così grave come la terra mancante e cosa avrebbe dovuto essere collegato a terra invece a 120 V CA? Esiste una sorta di strano schema di connessione difettoso che un semplice tester di presa mancherebbe?

Dal momento che sembra che il lavoro di ricablaggio del circuito non abbia richiesto molto tempo (sono arrivato a scuola alle 11 del mattino e tutto è stato risolto) presumo che non ci sia voluto molto da caccia per trovare. Ma sono ancora sconcertato. Aggiungerò ulteriori informazioni man mano che imparo di più ...

AGGIORNAMENTO IMPORTANTE: ieri mi sono dimostrato un idiota. Quello che pensavo indicasse che i lavori di riparazione erano solo le prove del nostro addetto alla manutenzione della testa che stava facendo qualche altro controllo e spegnendo l'alimentazione. Stavo semplicemente misurando non più 120 V sul case del computer perché l'alimentazione era spenta. Bonehead.

Oggi l'elettricista è al piano di sopra a risolvere il problema e a trovare cose molto strane. In questo momento sembra che i computer siano correttamente collegati all'alimentazione, ma la presa a terra ha alcuni problemi tra terra e neutro. Mi ha mostrato come ottiene un bel tono pulito dal suo tester su terra e neutro sulle forniture di computer, ma una sorta di tono cautamente tra terra e neutro sul pavimento e sulle prese a muro.

Inoltre, il nostro addetto alla manutenzione ha trovato strane tensioni come 36 V e 23 V su alcune prese di corrente del computer durante la sua sperimentazione di ieri. Così oggi visita l'elettricista. Tutte le teorie semplici per questo sembrano essere fuori dalla finestra. Quindi sta diventando più interessante di minuto in minuto ...

L'ULTIMO - L'istruttore dell'ufficio più vicino mi ha detto che i ragazzi stavano incoraggiando il successo nel tardo pomeriggio, ma non ero lì per ottenere la risposta. Dang. Forse domani. Qualunque fosse il problema, l'elettricista faceva telefonate per chiedere aiuto e il personale della nostra scuola faceva un sacco di grattarsi la testa tutto il giorno.

ALTRO: Oggi ho sentito che hanno rintracciato il colpevole come "frusta modulare nei mobili". Il nostro addetto alla manutenzione della testa dice (e ho visto) che le prese dei PC sono tenute in vassoi nei tavoli del laboratorio e ogni striscia è una specie di margherita incatenata insieme. Raccolgo da qualche parte nella catena c'erano sia terreno aperto che neutri aperti. Dice di aver perso tutta la fiducia nei materiali di connessione dell'alimentazione che sono arrivati ​​nei mobili del laboratorio.

Ancora non capisco come un tester di presa non avrebbe rilevato questi guasti. Forse è stato solo che il tester è stato utilizzato originariamente solo quando le strisce erano effettivamente salutari e quindi l'errore si è verificato qualche tempo dopo. Qualche idea su cosa porterebbe allo sviluppo di questo tipo di difetti?

Ho trovato qualcosa qui che si adatta a molti dei sintomi che abbiamo scoperto. Lo chiama "terra bootleg di polarità inversa". Pensi che potrebbe essere? Ma come potrebbe essere un fallimento in una presa di corrente? Non dovrebbe essere ancora nel cablaggio dell'edificio?

http://ecmweb.com/contractor/failures-outlet-testing-exposed

AGGIUNTO: Ho appena avuto una bella conversazione telefonica con Mike Sokol, l'autore dell'articolo sopra. Dice che il mio incidente suona esattamente come il suo scenario RPBG, e mi ha anche fatto capire che il "warble" dal tester di continuità del tono dell'elettricista è probabilmente la prova di una buona terra e di una connessione neutra, mentre il tono "pulito" è probabilmente un segno che le linee di terra e neutra sono avvitate direttamente l'una verso l'altra, una violazione del codice. Penso che il suono "curabile" stia mostrando che c'è una caduta di tensione tra terra e neutro, come dovrebbe esserci con un carico collegato. L'elettricista pensò l'esatto contrario. Hmmm ...

PIÙ RECENTEMENTE: le persone a scuola sembrano soddisfatte del fatto che il problema sia stato corretto. Tuttavia, mi è stato detto che la correzione era semplicemente che hanno scollegato qualcosa e ricollegato (!). Ho controllato le cose con un tester di tensione senza contatto e il case del computer è ora collegato a terra. Ma non capisco come il semplice ricollegamento di qualcosa possa risolverlo. Forse non ho capito la storia completa, ma sono ancora nervoso che questa situazione possa ripresentarsi. Non sono ancora abbastanza soddisfatto ...


Hai controllato se lo schermo USB e la custodia del PC hanno la stessa tensione? La custodia del PC è collegata a terra oa quale tensione da terra?
berto

3
Vivi in ​​un paese con una rete da 120 V o 230 V? In quest'ultimo caso, ciò che è stato misurato è un sintomo di assenza di messa a terra di protezione su un prodotto con un telaio collegato a terra. L'alimentatore ha condensatori di filtro dal vivo e neutri a terra per ridurre le interferenze elettromagnetiche. Senza una messa a terra adeguata, i cappucci dei filtri fungono da divisori di tensione, facendo galleggiare l'intero PC a metà della tensione di rete. La bassa reattanza dei tappi alla frequenza di rete non consente un flusso significativo di corrente. Se vivi in ​​un paese a 120 V, la causa è diversa e la situazione è pericolosa.
jms

2
Naturalmente un enorme arco confuterebbe del tutto l'ipotesi del divisore capacitivo.
jms

Esiste un GFCI "extra" in qualsiasi parte di questo sistema di cablaggio?
brhans,

1
Sembra che tu abbia la risposta. Penso che tu lo pubblichi come una risposta. Spehro ha avuto l'idea giusta (molto calda) ma non la causa.
JRE,

Risposte:


7

Supponendo che il sistema elettrico nordamericano, l'unico errore che l' elettricista potrebbe fare che causerebbe quel sintomo sarebbe di scambiare i fili GND e HOT. Lo scambio caldo e neutro non lo farebbe.

Questo è un errore molto grave e abbastanza negligente nel non verificarlo, se questo è davvero il problema. Potrebbe facilmente far morire qualcuno.

Se è il problema, sarai in grado di misurare 120 V tra quello che chiami il terzo pin delle due prese.

È anche possibile, ma improbabile, che un problema con il PC possa causare questo sintomo.

Modifica: come altri hanno sottolineato, il PC funziona quindi non può essere un semplice scambio, infatti nessun singolo errore può causare questi sintomi descritti.

Se l'hot è collegato ad entrambi gnd e dove dovrebbe andare .. Ad esempio se l'hot è stato messo in cortocircuito con il conduit e il conduit gnd è stato rotto.

In attesa di un seguito su cosa fosse ...


1
Lo scambio di Hot e Gnd consentirebbe al PC di funzionare?
Passerby

1
Dall'accensione del PC, la tensione di linea dovrebbe essere collegata a due dei tre terminali della presa e non solo alla terra. Quindi, non potrebbe essere un semplice scambio. È anche possibile (anche se improbabile) che il cavo di alimentazione non sia collegato correttamente. Mi aspetto che il PC funzioni (fino a quando non viene collegato con un cavo a un dispositivo correttamente messo a terra).
Pigrew

Grazie per i tuoi approfondimenti. Sono in Minnesota, quindi questo è un sistema a 120 V, ma la "presa" a parete (non una presa standard ma due condotti che escono da una scatola delle dimensioni di una presa) utilizza due fili "caldi", uno per ciascuno. Penso che ciò significhi che sono fasi opposte. Se capissi quello che ho letto solo ieri, ciò permette al neutro condiviso di portare una corrente inferiore quando ci sono carichi su entrambe le linee. Ho capito bene?
user55515

Il sistema nordamericano può avere due o tre fili caldi che sono 240 (2 per uso residenziale) o 208 V CA (3 per uso commerciale) l'uno rispetto all'altro. Quindi se misuri tra due fili caldi su circuiti diversi potresti vedere 0 o 208 o 240 se residenziale, ma non vedo alcun modo che possa avere un effetto sulla terra di sicurezza
Spehro Pefhany

6

Mi viene in mente una possibilità, ma è piuttosto spaventoso.

Se i tuoi condotti forniscono effettivamente due hots separati, il tuo PC sta ricevendo 240 volt CA. Questo non è di per sé un problema: molti alimentatori per PC gestiranno automaticamente 120/240. Tuttavia (ed è qui che fa paura) queste forniture assumono un ingresso caldo / neutro, con il neutro nominale alla stessa tensione di terra. Se ho ragione, l'intero circuito dell'elettronica del PC è a 120 V CA, in attesa di mordere qualcuno.

Ti consiglio di chiamare immediatamente il tuo elettricista e, se non ricevi una risposta immediata, vai al tuo negozio di ferramenta locale durante la pausa pranzo e acquista un tester di potenza a 3 LED per 10 dollari o qualunque cosa vada.

Ci sono due aspetti sconcertanti di questo: 1) perché il tuo schermo (supponendo che tu abbia un monitor staccato) non ha fumato. Le stampanti sono spesso a doppio isolamento, quindi possono galleggiare, ma i monitor sono sempre (per quanto ne so) collegati a terra. 2) Perché il cavo di massa del tuo PC non ha provocato problemi? È possibile che l'elettricista non abbia mai collegato la terra alla presa?

Fondamentalmente, sembra probabile che ciò che ti ha salvato sia il fatto che un PC moderno non richiede di toccare qualcosa di conduttivo.

Sono con Spehro: non vedo l'ora di sentire cosa è successo davvero.

EDIT - Il motivo per cui trovo che questo abbastanza spaventoso comporta un'esperienza personale che potresti trovare divertente.

Sono stato coinvolto in un lancio di missili da Wallops Island e il nostro carico utile includeva un gruppo di sensori ottici a bassa sensibilità. Li abbiamo testati illuminando una luce intensa su ciascun sensore a sua volta. Poco prima del lancio, abbiamo accoppiato il carico utile al booster a combustibile solido e quindi abbiamo eseguito un test finale. Si noti che, sebbene il booster non avesse il suo nucleo di accensione installato, era un razzo perfettamente funzionante. Stavamo usando una lampada da lavoro standard per fornire una luce ad alta luminosità ed eravamo a metà del test quando il ragazzo con la luce ha lasciato che la struttura di protezione toccasse la pelle. Ha disegnato un arco. Fu uno di quei momenti di Venuta a Gesù in quanto, per un momento straordinariamente lungo, tutti aspettavano di vedere se il booster si sarebbe acceso. No A nostro merito, il ragazzo con la luce non l'ha lasciato cadere e nessuno si è davvero sporcato.

Un post mortem determinò che la presa in cui ci eravamo collegati aveva scambiato il neutro e il terreno, e il carico nell'edificio era sbilanciato, quindi il neutro era fluttuato significativamente da terra. Come precauzione di sicurezza, naturalmente, l'uccello è stato messo a terra, e quindi ha fatto un buon bagno di ritorno quando collegato alla gabbia di filo nominalmente messa a terra (ma in realtà collegata al neutro) sulla lampada.

Quindi non scherzare con questo.


This is not, by itself an issue: lots of PC power supplies will handle 120/240 automaticallyDevo ancora vedere un alimentatore PC / ATX che non richiede che passi manualmente da 120 a 240 o viceversa.
Passerby

6
Molti alimentatori per PC con oltre 80 classificazione hanno PFC attivo e sono in grado di gestire un ingresso CA universale (85-264 V CA, 47-63 Hz). Penso che non puoi ottenere 80+ Gold o Platinum senza PFC attivo.
Adam Lawrence,

2
@passerby: ne ho appena buttati via alcuni a gennaio
PlasmaHH,

2
+1 per la gestione di un carico che racchiude un wallop su Wallops Island, e il poveretto che è stato walloped lo sta facendo.
Sean Boddy,

2
Inoltre, molti monitor oggi hanno anche un SMPS universale.
ThreePhaseEel

2

Ho sentito di seconda mano che i nostri addetti alla manutenzione avevano usato una sorta di tester di uscita sul circuito in passato e che in realtà ha superato il test (!) Com'è possibile con un guasto così grave come la terra mancante e cosa avrebbe dovuto essere collegato a terra invece a 120 V CA? Esiste una sorta di strano schema di connessione difettoso che un semplice tester di presa mancherebbe?

Sì, i tester di rete plug-in più economici testano solo alcune delle permutazioni più semplici di possibili errori di cablaggio.

Ecco una tabella di un produttore di tali dispositivi, si noti che ci sono molte più permutazioni delle condizioni di guasto rispetto alle permutazioni di tre indicatori LED.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Nota 1 - Inversione EN non rilevabile.
Nota 2 - Indagine richiesta da elettricista qualificato.
Nota 3 - Attenzione! Indaga con cura. I cavi delle prese potrebbero essere in tensione, ma i LED non si accenderanno. Indagine richiesta da elettricista qualificato

È possibile acquistare versioni Advanced e Professional di questi tester socket che distinguono tra una maggiore varietà di guasti, ma nessuno di essi è in grado di distinguere correttamente tra tutti i possibili errori di cablaggio errato.

I tester per prese plug-in più avanzati costano in genere dieci volte il prezzo di quelli più economici. Quelli più completi misurano l'impedenza del circuito di terra e possono testare RCD / GFCI.

inserisci qui la descrizione dell'immagine inserisci qui la descrizione dell'immagine


Riferimenti

Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.