Uziemienie i dlaczego występuje wyciek ładunku

Brakuje podstawowej bryły informacji na moim kompleksowym obrazie, jak działa uziemienie i dlaczego jest to ważne. Po przyłożeniu napięcia do obwodu zaczyna płynąć prąd elektryczny (lub pole ustala się). Teraz w obwodzie domowym prądu przemiennego prąd przepływa przez obwód, podobnie jak w DC, ale zdarza się również w 50 lub 60 razy na sekundę (Hz).

Dlaczego więc w niektórych urządzeniach w ogóle dochodzi do wycieku prądu z metalowych powierzchni? Czyż nie wszystkie elementy wewnętrzne urządzeń powinny być tak zaprojektowane, aby nigdy (lub rzadko) nie dochodziło do wycieku prądu?

Chodzi mi o to, że dlaczego obwiniamy brak uziemienia, gdy urządzenie powoduje porażenie prądem - czy nie można winić urządzenia w równym stopniu za to, że zostało zaprojektowane w sposób umożliwiający wyciek ładunku?

Dlatego w przypadku porażenia prądem nie jest równie ważne, aby zbadać urządzenie (w tym przypadku jest to specjalnie zmontowany komputer stacjonarny), aby dowiedzieć się, dlaczego jego obwód wycieka ładunek do metalowych części ciała, zamiast zawsze oczekiwać uziemienie w celu usunięcia nadmiaru ładunku z ziemią.

Innym sposobem sparafrazowania tego pytania jest - czy niektóre urządzenia (zwłaszcza zmontowane komputery) prawdopodobnie / powinny spodziewać się wycieku ładunku. Dlatego w przypadku rzadkich wstrząsów czasem nie powinno być ważniejsze sprawdzenie samego urządzenia pod kątem skłonności do odbierania nieszczelności zamiast ślepej kontroli uziemienia

Często zdarza się, że zasilanie sieciowe jest celowo podłączone do ziemi za pomocą małych kondensatorów wysokiego napięcia, aby zmniejszyć emitowane zakłócenia radiowe. Kondensatory te są przystosowane do bezpiecznego wytrzymywania wysokich napięć i do „bezpieczeństwa w razie awarii” (tj. Nie tworzą zwarć w razie wypadku lub nadmiernej temperatury). Zazwyczaj są oznaczone jako „Klasa Y” lub „Klasa X2” w ich przypadku oznaczenia, zazwyczaj 0,1 uF 275 V lub 400 V.

Będą one przewodzić niewielki prąd prądu przemiennego do metalowej obudowy, a jeśli metalowa obudowa NIE zostanie prawidłowo uziemiona, możliwe jest uzyskanie lekkiego szoku z tego prądu, ale nie powinno to być niebezpieczne.

Zmierzyłem również około 110 V prądu przemiennego na odsłoniętej konstrukcji metalowej po prostu z pojemności w transformatorze sieciowym (230 V) (prąd zwarciowy wynosił tylko 30 mikroamperów, ale można było wyczuć „mrowienie”)

Zgodziłbym się jednak, że należy zbadać każde inne źródło wycieku z sieci prądu przemiennego do metaloplastyki - niebezpieczne zwykle pojawiają się przy pomiarach rezystancji prądu stałego, w przeciwieństwie do powyższych.

Obudowa urządzenia może się nagrzać == podłączona do przewodu pod napięciem z powodu błędu projektowego lub niewłaściwego użytkowania (upuszczenie na podłogę). Te rzeczy się zdarzają, podobnie jak każde oprogramowanie ma błędy. Byłoby miło, gdyby takie błędy NIE kosztowały życia ludzi. Z tego powodu uziemiamy obudowę, a jeśli wystąpi zwarcie, nadmierny prąd wędruje do ziemi, wyłącza się wyłącznik automatyczny (lub lepiej, wyłącza się wyłącznik różnicowoprądowy) i nikomu nic się nie stanie.

Aby wyjaśnić: ładunek NIE powinien przeciekać do ziemi. Każde takie zdarzenie oznacza, że ​​urządzenie jest wadliwe i musi zostać naprawione lub wymienione. Co ciekawe, mediana prądu, wymagana do zabicia człowieka o wartości 30 mA, jest również wartością standardową dla wyłączników różnicowoprądowych.

Dlaczego prąd przepływa przez osobę, łącząc obudowę urządzenia z ziemią? Dlaczego nie zaizolować wszystkich zasilaczy od ziemi, a wtedy nie byłoby możliwe zamknięcie obwodu przez osobę, dotykając obudowy pod napięciem?

FIXMEUP:
Niestety nie jestem pewien. Myślę, że dzieje się tak, ponieważ Ziemia ma znaczną pojemność i zanim zostanie wystarczająco naładowana, aby zatrzymać przepływ prądu, osoba ta będzie długo martwa.

Istnieją dwa główne źródła upływu prądu w prawidłowo funkcjonującym urządzeniu klasy I (uziemiona obudowa): celowe połączenia pojemnościowe między siecią a uziemieniem i zbłąkana pojemność.

Po pierwsze, a przede wszystkim w przypadku większości urządzeń klasy I konsumenckich / lekkich urządzeń komercyjnych (komputery stacjonarne, urządzenia testowe zasilane z sieci), są kondensatory klasy Y, często około 4,7-10 nF, od sieci do ziemi przy mocy Wejście. Zapewniają one ścieżkę, która pozwala wewnętrznemu szumowi o wysokiej częstotliwości powrócić do źródła zamiast wchodzenia do skrzynki lub wychodzenia z niej - wraz z resztą części filtra wejściowego do sieci, zapewniają „zaporę przeciwhałasową”, która uniemożliwia twojemu urządzeniu haszowanie twojej ulubionej stacji radiowej.

Jednak w przypadku sprzętu medycznego, w którym niski wyciek ma ogromne znaczenie, oraz starszych urządzeń, w których tego rodzaju filtrowanie szumów nie jest konieczne, kondensatory te nie są obecne. W rezultacie pierwotne źródła prądu upływowego mają teraz pasożytnicze lub „zbłąkane” pojemności, od okablowania sieciowego do uziemionego metalu, a także między dwiema stronami transformatora sieciowego, jeśli jeden jest obecny, a wtórny jest uziemiony. Te pojemności są w większości przypadków mniejsze niż kondensatory Y, ale nadal mogą zapewnić nieco prądu upływu, szczególnie w przypadku urządzeń z dużymi silnikami prądu przemiennego lub podobnymi.

Nowsze urządzenia, z wyrafinowanymi elementami sterującymi, oraz niektóre inne urządzenia (takie jak kuchenki mikrofalowe) zapewniają równowagę między dwoma źródłami prądu upływu.