Por que um erro de fiação de eletricista pode fazer com que a blindagem USB de um PC esteja em 120V quando deve ser aterrada

Quase tive um grave acidente elétrico na semana passada, quando estava tentando usar um osciloscópio para testar um circuito que um aluno havia construído.

Eu tinha o escopo conectado a uma tomada de chão e a placa de circuito alimentada por um cabo USB conectado a um PC no laboratório. Eu estava com problemas para obter o escopo para exibir um sinal apenas com a ponta da sonda, explorando os pontos na placa de circuito, então tentei conectar o clipe jacaré de aterramento da sonda ao aterramento da placa de circuito (apesar de achar que isso seria desnecessário) e obtive um arco grande e fio derretido e partes carbonizadas da placa de circuito e alguns sensores.

Depois de alguns arranhões na cabeça e mais algumas faíscas, finalmente verifiquei com um voltímetro que a blindagem metálica da porta USB do PC estava conectada a 120VCA em relação à terceira ponta da tomada na qual o escopo estava conectado.

Portanto, estou convencido de que um eletricista cometeu algum tipo de erro de fiação ao conectar a energia à mesa do laboratório. Em vez de ser conectado a uma tomada, a energia da mesa do laboratório provém de um conduíte que entra na abertura da parede que atende às necessidades de energia de duas mesas do laboratório. Um adesivo no conduíte mostra um diagrama de fiação indicando que as duas conexões devem compartilhar o fio neutro, mas uma está conectada ao "hot1" - um fio vermelho e a outra ao "hot2" - um fio preto. Ele também mostra um fio terra compartilhado verde.

Peço desculpas pela configuração longa da minha pergunta real, mas estou tentando entender qual poderia ser o erro de fiação para causar essa situação. Estou certo de que a blindagem USB estava em 120V em relação ao terra. O escudo não deve ser conectado ao gabinete do computador e, portanto, aterrado? Como poderia estar no potencial de 120V então? Se o eletricista acidentalmente inverteu a quente e o neutro, o computador não deve ter ligado um disjuntor em vez de fazer a blindagem estar em 120V?

Fico feliz por não ter sido eletrocutado. Agora que o susto passou, minha curiosidade sobre o que foi cometido um erro de fiação está aumentando. Espero que minha explicação seja clara o suficiente para alguém identificar o que está errado. (A propósito, relatei tudo isso a muitas pessoas na escola e um eletricista será trazido para corrigir as coisas imediatamente.)

Adicionado: espero que tenha deixado claro que de fato encaminhei o trabalho real de corrigir esse risco a um eletricista que a escola trará. Mas também estou muito interessado em entender o erro, para que eu possa simplesmente aumentar meu conhecimento. Espero que alguém possa ajudar com isso.

EDIT: ERRADO - VEJA ABAIXO "Hoje cheguei à escola depois que o eletricista já havia corrigido qualquer que fosse o erro." Eu gostaria de ter tido a chance de perguntar qual era o problema. Espero conseguir mais informações das pessoas da escola nos próximos dias.

Usei um ohmímetro para me convencer de que a blindagem USB do computador está realmente ligada à terceira ponta do plugue, por isso estou convencido de que todo o chassi de metal do computador estava quente na semana passada.

Ouvi em segunda mão que nossa equipe de manutenção usava algum tipo de testador de saída no circuito no passado e que ele realmente passou no teste (!) Como isso é possível com uma falha tão séria como a falta de terra e o que deveria ter sido? aterrado conectado em vez de 120VAC? Existe algum tipo de esquema de conexão com defeito estranho que um simples testador de tomada deixaria passar?

Como parece que o trabalho de religar o circuito não demorou muito tempo (cheguei à escola às 11 horas e tudo estava consertado), presumo que não foi algo que exigiu muita caça para encontrar. Mas ainda estou confuso. Adicionarei informações adicionais à medida que aprender mais ...

ATUALIZAÇÃO IMPORTANTE: Ontem eu me provei um idiota. O que eu pensei que indicava o trabalho de reparo era apenas uma evidência do nosso técnico de manutenção da cabeça fazendo mais algumas verificações e desligando a energia. Eu estava simplesmente medindo não mais 120V no gabinete do computador porque a energia estava desligada. Cabeça oca.

Hoje, o eletricista está lá em cima trabalhando no problema e encontrando coisas muito estranhas. No momento, parece que os computadores estão conectados corretamente à energia, mas a tomada do piso tem alguns problemas entre o terra e o neutro. Ele me mostrou como ele obtém um tom limpo e agradável do testador no chão e neutro nos suprimentos de computador, mas uma espécie de tom distorcido entre o chão e o neutro no chão e nas tomadas da parede.

Além disso, nosso técnico de manutenção estava encontrando tensões estranhas como 36V e 23V em algumas tomadas de computador durante sua experiência ontem. Assim, o eletricista visita hoje. Todas as teorias simples para isso parecem estar fora da janela. Então, está ficando mais interessante a cada minuto ...

O MAIS RECENTE - O instrutor no escritório mais próximo me disse que os caras estavam aplaudindo o sucesso no final da tarde, mas eu não estava lá para obter a resposta. Dang. Talvez amanhã. Fosse qual fosse o problema, o eletricista fazia ligações telefônicas para pedir ajuda e o pessoal da escola fazia muita coisa coçando a cabeça o dia inteiro.

MAIS: Hoje ouvi dizer que eles localizaram o culpado como o "chicote modular nos móveis". Nosso chefe de manutenção diz (e vi) que as saídas para os PCs são mantidas em bandejas nas mesas do laboratório, e cada tira é uma espécie de margarida acorrentada. Acho que em algum lugar da cadeia havia dois campos abertos e neutros abertos. Ele diz que perdeu toda a confiança nos materiais de conexão de energia que vieram nos móveis do laboratório.

Ainda não entendo como um testador de tomada não teria detectado essas falhas. Talvez apenas o testador tenha sido usado originalmente quando as tiras estavam realmente saudáveis ​​e a falha ocorreu algum tempo depois. Alguma idéia sobre o que levaria a esse tipo de falha se desenvolvendo?

Encontrei algo aqui que se encaixa em muitos dos sintomas que descobrimos. Ele chama isso de "terreno pirata de polaridade reversa". Você acha que poderia ser isso? Mas como isso poderia ser uma falha em uma tomada? Ainda não teria que estar na fiação do edifício?

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

ADICIONADO: Acabei de ter uma conversa telefônica muito agradável com Mike Sokol, autor do artigo acima. Ele diz que meu acidente soa exatamente como o seu cenário RPBG e também me fez entender que o "ruído" do testador de continuidade de tom do eletricista é provavelmente uma evidência de uma boa conexão terra e neutra, enquanto o tom "limpo" é provavelmente um sinal de que o solo e as linhas neutras são inicializadas diretamente entre si, uma violação de código. Eu acho que o som "warbly" está mostrando que há uma queda de tensão entre o terra e o neutro, como deveria haver com uma carga conectada. O eletricista pensou exatamente o oposto. Hummm ...

MAIS RECENTE: As pessoas na escola parecem satisfeitas com o fato de o problema ter sido corrigido. No entanto, disseram-me que a correção foi simplesmente que eles desconectaram algo e o conectaram novamente (!). Eu verifiquei as coisas com um testador de tensão sem contato e a caixa do computador agora está aterrada. Mas não entendo como simplesmente reconectar algo poderia resolver isso. Talvez eu não tenha entendido a história completa, mas ainda estou nervoso que essa situação possa ocorrer novamente. Ainda não estou satisfeito ...

Assumindo o sistema elétrico norte-americano, o único erro que o eletricista poderia causar que causaria esse sintoma seria trocar os fios GND e HOT. Trocar quente e neutro não faria isso.

Esse é um erro muito sério - e bastante negligente em não procurá-lo, se esse é realmente o problema. Isso poderia facilmente fazer com que alguém perecesse.

Se for esse o problema, você poderá medir 120V entre o que chama de terceiro pino nas duas tomadas.

Também é possível, mas improvável, que um problema com o PC possa causar esse sintoma.

Edit: como outros já apontaram, o PC funciona para que não possa ser uma troca simples; na verdade, nenhum erro pode causar esses sintomas descritos.

Se o quente estiver conectado ao gnd e aonde deve ir. Por exemplo, se o quente estiver em curto no eletroduto e no eletroduto estiver quebrado.

Ansioso para acompanhar o que foi isso ...

Eu posso pensar em uma possibilidade, mas é bastante assustador.

Se seus conduítes estão realmente fornecendo dois pontos de acesso separados, seu PC está recebendo 240 volts CA. Isso não é, por si só, um problema: muitas fontes de alimentação de PC lidam com o 120/240 automaticamente. No entanto (e é aqui que fica assustador), esses suprimentos assumem uma entrada quente / neutra, com o neutro nominalmente na mesma voltagem que o terra. Se eu estiver certo, todo o circuito eletrônico de seu PC está sentado a 120 VCA, apenas esperando para morder alguém.

Eu recomendo ligar imediatamente para o seu eletricista e, se você não receber resposta imediata, vá à loja de ferragens local no seu horário de almoço e compre um testador de energia de 3 LEDs por 10 dólares ou o que quer que seja.

Existem dois aspectos intrigantes disso: 1) por que sua tela (supondo que você tenha um monitor desconectado) não fumou. As impressoras geralmente têm isolamento duplo, para que possam flutuar, mas os monitores estão sempre (tanto quanto eu sei) aterrados. 2) Por que o líder do seu PC não causou problemas? É possível que o eletricista nunca conecte o terra ao soquete?

Basicamente, parece provável que o que você salvou é o fato de um PC moderno não exigir que você toque em algo condutor.

Estou com Spehro: mal posso esperar para ouvir o que realmente aconteceu.

EDIT - A razão pela qual acho isso bastante assustador envolve uma experiência pessoal que você pode achar divertida.

Eu estava envolvido com um lançamento de míssil em Wallops Island, e nossa carga incluía um monte de sensores ópticos de baixa sensibilidade. Nós os testamos brilhando uma luz brilhante em cada sensor, por sua vez. Pouco antes do lançamento, acoplamos a carga útil ao impulsionador de combustível sólido e, em seguida, fizemos um teste final. Observe que, embora o booster não tivesse seu núcleo de ignição instalado, era um foguete perfeitamente funcional. Estávamos usando uma lâmpada de trabalho padrão para fornecer luz de alto brilho e estávamos no meio do teste quando o cara com a luz deixou a estrutura do guarda tocar a pele. Ele desenhou um arco. Foi um daqueles momentos de vir a Jesus, pois, por um instante extraordinariamente longo, todo mundo esperou para ver se o booster iria acender. Isso não aconteceu. Para nosso crédito, o cara com a luz não deixou cair, e ninguém realmente se sujou.

Um post-mortem determinou que o soquete em que conectamos havia trocado neutro e terra, e a carga no edifício era desequilibrada, de modo que o neutro flutuava significativamente do chão. Como precaução de segurança, é claro, o pássaro foi aterrado e, assim, fez um bom banho de retorno quando conectado à gaiola de arame nominalmente aterrada (mas realmente conectada ao neutro) na lâmpada.

Portanto, não mexa com isso.

Ouvi em segunda mão que nossa equipe de manutenção usava algum tipo de testador de saída no circuito no passado e que ele realmente passou no teste (!) Como isso é possível com uma falha tão séria como a falta de terra e o que deveria ter sido? aterrado conectado em vez de 120VAC? Existe algum tipo de esquema de conexão com defeito estranho que um simples testador de tomada deixaria passar?

Sim, os testadores de rede elétrica mais baratos testam apenas algumas das permutações mais simples de possíveis falhas de conexão.

Aqui está um gráfico de um fabricante de tais dispositivos, observe que existem muito mais permutações de condições de falha do que há permutações de três indicadores LED.

Nota 1 - Reversão EN não detectável.
Nota 2 - Investigação exigida por eletricista qualificado.
Nota 3 - Cuidado! Investigue com cuidado. Os fios do soquete podem estar ativos, mas os LEDs não acendem. Investigação exigida por eletricista qualificado

Você pode comprar versões Advanced e Professional desses testadores de soquete, que distinguem entre uma variedade maior de falhas, mas nenhum deles consegue distinguir corretamente entre todos os possíveis erros de conexão.

Os testadores de soquete de plug-in mais avançados normalmente custam dez vezes o preço dos mais baratos. Os mais abrangentes medem a impedância do loop de terra e podem testar RCDs / GFCIs.

Referências

• Reino Unido - Guia de Boas Práticas 8 - Seleção e uso de dispositivos de teste de tomada e tomada