A que se conectam os conectores de neutro e aterramento nas tomadas?

Neutros, fundamentos, NEMA 10, NEMA 14 e a Primeira Regra de Eletricidade

O modo antigo (3 fios) é chamado NEMA 10 e abusa do neutro como um aterramento do chassi de proteção. Isso funciona porque os neutros e os aterramentos estão ligados no painel principal - a finalidade de um fio terra para um eletrodoméstico é enviar corrente rebelde do gabinete de volta para onde ele veio ou seja, a entrada de serviço, enquanto o fio neutro está indo na mesma direção, por assim dizer. No entanto, a configuração do NEMA 10 é problemática, porque se o neutro combinado combinado com o solo, o chassi do secador irá flutuar para algum potencial chocante.

O NEMA 14 (4 fios) elimina esse problema separando o neutro e o terra, fazendo com que eles tomem dois caminhos diferentes de volta para a ligação do painel principal. Dessa forma, se o fio neutro do secador quebrar ou falhar, o chão ainda estará lá para protegê-lo de ser atingido.

Quando tudo mais falhar, lembre-se da Primeira Regra de Eletricidade: FLUXOS ATUAIS EM LOOPS !!! Isso significa que a eletricidade não é sempre tentando ir para "ground", seja qual for o - @ $ (! @ $ que significa, ou para algum cano de água aleatório em algum lugar que realmente esteja tangencialmente relacionado a todo o sistema elétrico. Ele está sempre tentando voltar de onde veio - seu serviço elétrico da concessionária ou da bateria do seu carro, por exemplo.

Pense nisso como uma usina de vapor distrital - a concessionária está apenas emprestando os elétrons ou moléculas de água, já que eles são meros portadores da energia que você está vendendo. Assim como a empresa de vapor cortaria alguém que tomasse toda a sua valiosa água e a deixasse sair para a atmosfera, a concessionária de energia elétrica quer que seus elétrons voltem a subir tanto quanto, se não mais, e o mesmo vale para a bateria do seu carro. p>     

É útil consultar o diagrama de fiação para plugues comuns para entender o que está acontecendo.

Um secador elétrico é 240V, 30A, então ele usa o conector NEMA 10-30. Como mostra o gráfico, há dois pontos e um neutro.

Esta é uma coisa realmente ruim. Na maioria das vezes, um eletrodoméstico conectado dessa forma (fornos elétricos são similares) funcionará bem. No entanto, se houver uma falha na cablagem (por exemplo, curto-circuito), o chassis do aparelho pode ser carregado eletricamente. 240V com 30A de corrente matam você .

Você deve sempre atualizar a fiação em vez de fazer o downgrade do plugue.

De qualquer forma, para as suas perguntas específicas:

A) On the older 3 prong outlet what is the neutral or ground connected to under the house (water pipe? nothing?)

O neutro é conectado ao barramento neutro no painel principal, que possui um fio ao terra (haste de aterramento ou tubo de água fria) e também está conectado ao neutro que entra no painel da companhia elétrica. NEMA 10-30 não tem conector de aterramento.

B) on the newer 4 prong outlet what are the 2 neutral/ground connectors connected to? (same water pipe? different water pipe?)

Tanto o neutro quanto o terra estão conectados ao barramento neutro no painel.

No entanto, a fiação no lado do dispositivo é diferente. O neutro é usado como um caminho de retorno para qualquer necessidade monofásica no aparelho. Por exemplo, talvez a bobina do aquecedor use ambos os pontos, enquanto o motor não (não dizendo que este é o caso, apenas um exemplo). Deve sempre haver um caminho de retorno para completar o circuito, então uma parte de 120V do aparelho precisaria daquele neutro (os componentes de 240V usam apenas os dois pontos).

A principal diferença aqui é que, com um cabo de 3 pinos, o chassi não é aterrado, enquanto que com um cabo de 4 pinos, é. É por isso que o chassi pode ficar "quente" em uma falha de fiação com um cabo de 3 pinos: não há lugar para a eletricidade ir até que você toque nele e forneça um aterramento. Com um cabo de 4 pinos, uma falha na fiação levará esse caminho de volta ao chão, esperançosamente, tropeçando no disjuntor antes que você ou um ente querido o toque e possivelmente morra.

Neutro não é moído!

Sério. Eles servem funções completamente diferentes e devem ser isolados um do outro inteiramente , exceto no local específico onde estão vinculados.

Muitas pessoas adquiriram o mau hábito de jogar rápido e solto com isso. Eles passam os painéis principais e juntam neutros e aterram no mesmo ônibus. Eles pegam terra quando precisam de neutro para um interruptor inteligente. Fazer essas coisas é discutível, mas a linha de pensamento que leva você a elas é errada, perigosa e tem uma contagem de corpos.

Como a ThreePhaseEel diz, a eletricidade quer voltar para source .

Neutro é o caminho corrente diário normal para a corrente retornar à origem.

Ground é um escudo protetor. Ele é usado de várias maneiras, e o relevante aqui é como um escudo para proteger os seres humanos de fios "quentes" soltos ou mal posicionados. Nunca deveria, nunca fluir corrente normalmente. Qualquer corrente em movimento no solo é uma condição de falha.

É claro que a corrente quer voltar à fonte, não ao solo. Por que ele flui pelo chão durante uma condição de falha? Como parte do design dessa proteção, nós intencionalmente ligamos a fonte à fonte (neutra) dentro do painel de serviço main . Devido a esta ligação, não é errado (meramente desleixado) ter neutros e terrenos usando o mesmo barramento no painel de serviço principal. No seu modo de pensar, eles devem ser separados e, também em um sub-painel, eles devem ser separados.

A história

No começo não havia chão, apenas neutro. Você ligaria um secador quente-neutro-quente e usaria um conector NEMA 10. No entanto, havia muitas eletrocutações, e eles estavam procurando uma maneira de retardá-las. Em particular, o equipamento era principalmente todo em metal naquela época, e uma falha entre o quente e o chassi resultava no equipamento sendo energizado a 120V. Então surgiu a idéia de um escudo de segurança para conectar todo o chassi exatamente ao que? Algo que seguramente levaria energia de volta à fonte, então eles ligavam o neutro ao terra na fonte, o transformador - ou razoavelmente próximo a ele, o painel principal. (Como o transformador geralmente ficava em cima de um poste, difícil de inspecionar, e o jumper de aterramento é difícil de ser protegido contra danos).

Eles então queriam "aterrar" os lares americanos. Eles fizeram isso gradualmente, como renovações foram feitas. No entanto, a indústria de secadores e fogões recuou politicamente - eles não queriam que seus clientes gastassem US $ 1.000 para substituir a fiação para comprar um novo fogão - isso mataria as vendas! Então, eles politicaram para permitir que o NEMA 10 continuasse em serviço, na lógica de que os plugues raramente são desconectados e os secadores raramente são movidos. Eles disseram "apenas aterrar o chassi para o neutro". Errmmmm ...

Como isso falha com secadores e fogões

O problema é que, se o fio neutro + terra tiver algum tipo de quebra, os fios quentes irão "puxar" o lado do secador do fio quebrado em direção a 120V. Se o chassi do secador estiver colado ao lado do secador do neutro, isso significa que seu chassi está agora energizado. Tocar isso com sapatos de sola de borracha não vai te matar, mas tocar isso e qualquer outra coisa , como a máquina de lavar ao lado dele, ou o forno ... Will!

Como seria de esperar, esta situação tem uma contagem de corpo. Ele tende a estar entre os pobres, por isso é sub-relatado.

Aterrando esse secador adequadamente

Eu não vou confiar na minha segurança em um compromisso político.

Obviamente, hot-neutral-hot precisa ser conectado da maneira usual para o secador funcionar.

Uma grande vitória de segurança é colocar o hot-neutral-hot em um disjuntor GFCI. Eu ficaria confortável em continuar um NEMA 10 em serviço nessa situação. Protegeria de qualquer tipo de vazamento de corrente.

Caso contrário, eu faria um retrofit adequadamente, o que agora é legal fazer. Ele pode seguir qualquer rota viável de volta ao mesmo painel. Em seguida, use um receptáculo NEMA 14 (com o qual o secador provavelmente vem), de modo que você esteja pagando para substituir o receptáculo em vez do cabo do secador.

Ou eu faria com que o secador ficasse apenas em 240V e não usasse o neutro, adicionando internamente um pequeno transformador para alimentar qualquer coisa que tenha 120V. (Provavelmente o timer e controles, talvez uma lâmpada). Isso não é tão estranho; isto é exatamente o que o fabricante faz quando eles vendem o mesmo secador em territórios de 240V / 60Hz como o das Filipinas. Na verdade, eu usaria apenas peças OEM, se disponível. Nesse ponto eu usaria um conector NEMA 6 (terra, sem neutro) e (ilegalmente) re-tarefa do antigo "neutro" para ser um "terra" marcando-o com fita verde e movendo-o para o barramento de terra.

Ou se eu fosse pobre, eu iria hackear em um terreno adequado de qualquer maneira que eu pudesse, ou seja, para um cano de água próximo em um sistema de tubos de metal ... não legal mas melhor que nada.

A) On the older 3 prong outlet what is the neutral or ground connected to under the house (water pipe? nothing?)

B) on the newer 4 prong outlet what are the 2 neutral/ground connectors connected to? (same water pipe? different water pipe?)

Nenhum dos fios em uma tomada "se conecta a qualquer cano" (pelo menos fisicamente não diretamente).

Na sua caixa de disjuntores, há barras de ônibus para terra e neutro. Se for uma caixa main , eles são iguais e podem ser misturados.

Os fios neutro (branco) e de terra (cobre descoberto) vão para barras como esta no painel (caixa). Em um sub-painel eles são separados, ambos retornam ao painel principal (principal).

No painel principal, as barras de barramento de neutro / terra estão conectadas ao mesmo metal que você tocaria na porta do painel, por exemplo.

No painel mestre, há um neutro de entrada da companhia de energia, e há um ou mais fios de cobre que conectam as hastes de aterramento enterradas, ou canos de água, ou algum outro solo.

Também pode haver cabos de aterramento que se conectam a outros locais, incluindo grandes estruturas metálicas em sua casa, mas isso não está relacionado à sua pergunta.

Todos estes se conectam às mesmas barras de barramento no painel principal.

Assim, o solo e o neutro de qualquer tomada devem ser conduzidos até o painel (caixa), mas eventualmente acabam em uma haste de aterramento ou tubo de tubulação de água de metal. Não não é executado a partir de cada saída para qualquer cano de água velho nas proximidades! (a menos que fosse montado por um marinheiro bêbado)

Em condições normais, o neutro e o solo devem ter o mesmo potencial. Eles devem ser conectados à massa geral da terra através de hastes de aterramento e ao ponto neutro do transformador de alimentação.

O problema é que, ao tentar projetar um sistema elétrico seguro, não precisamos nos preocupar apenas com as condições normais. Também precisamos nos preocupar com o que acontece sob condições de falha.

O ideal é que o neutro e a Terra se encontrem em exatamente um ponto. Isso é seguro em condições de "falha única". Se o neutro quebrar, as coisas vão parar de funcionar e alguns equipamentos podem ser fritos por sobretensão, mas não há risco real de choque. Se a Terra quebrar, então nós perdemos a proteção, mas nós esperamos não ter um cenário imediatamente perigoso.

Se as funções de neutro e terra forem combinadas no mesmo fio (ou mesmo com fios separados, os dispositivos têm um grande vazamento de terra), a desconexão desse fio faz com que os dispositivos a jusante permaneçam ativos. Isso é uma coisa ruim.

Diferentes países em diferentes momentos tiveram ideias diferentes sobre até que ponto é apropriado combinar os dois papéis e que precauções adicionais devem ser tomadas ao fazê-lo.

A prática atual da AIUI nos EUA para combinar as funções na fiação elétrica que abastece casas e nos barramentos do painel principal do cliente, mas após o painel principal elas devem ser separadas.

A prática mais antiga também combinou as funções nos circuitos de distribuição para os subpainéis e suprimentos para grandes dispositivos de 120 / 240V, como fogões.

O appliance de 240v vê dois toques de 120v do transformador. Quando apenas um desses toques é usado para aparelhos de 120v, computadores, etc., o neutro serve como retorno e o aterramento protege contra potencial energização do eletrodoméstico, computador, etc. em uma condição de falha. Quando as duas torneiras de 120v são usadas como quente para aparelhos de 240v, o neutro (torneira central) não é necessário na conexão de tomada de parede / plugue. A conexão de aterramento ao chassi do dispositivo de 240v - via painel - onde tanto o neutro quanto o terra se encontram, elimina um potencial loop de aterramento quando a conexão neutra desnecessária termina no barramento no painel.

Eu acho simples em tomadas de 3 fios. Se uma linha quente toca o quadro ... você aposta que eu quero neutro como o chão do quadro ... a alternativa é o meu corpo ao chão. O flipside é o menor risco de se tornar um caminho de retorno melhor do que o neutro ou um choque. Eu acho que isso é o que a exceção NEMA é, um menor de dois males quando o fio 4 não está lá.

Me pergunto onde esta eletricidade quer voltar para onde ela veio do seminário? É simples, caminho de menor resistência ao menor potencial. Não tem memória, apenas se move naturalmente para um estado mais baixo. Relâmpago, Condutores de Solo, Cachoeiras, Sua bateria Fluke morrendo, VIDA etc.