Conexión a tierra del panel de alimentación y conexión neutra / conexión a la secadora en una casa antigua [1975]

En mi casa tengo las viejas conexiones de secador y cocina de 3 cables.

Mirando mi panel de servicio CB; mis neutros (blanco) y mis cables de tierra (cobre desnudo) se conectan a la misma barra de bus. Panel de servicio principal: esto parece codificar para todos los intentos y propósitos (alguien que tenga más conocimientos me corrige si me equivoco). Sé que los paneles secundarios deben estar separados.

Así que tengo algunas preguntas aquí para aclararme un poco más:

Tengo una secadora y un receptáculo de cocina con la conexión de 3 cables (HNH) y me gustaría hacerlos compatibles con 4 cables (HNGH).

Podría volver a conectar 4 cables al panel y conectar mi neutro y tierra a la misma ubicación en el panel y, por supuesto, los dos puntos calientes a las líneas calientes.

¿Cuál es la diferencia al hacer eso versus decir que conectar el cable de tierra al neutro en el receptáculo? Terminan en el mismo lugar. Sé que no deberías hacer eso; Por supuesto, sé que la gente hace esto en los puntos de venta en algunas casas para pasar una inspección. Alguien me ha dicho que solo conecte el cable a un tubo de metal ... pero eso me huele mal ...

Si bien los neutros no deben transportar corriente, la posibilidad es que puedan hacerlo en una situación de falla o una mala instalación, por lo que simplemente con un cable separado volver a la barra de bus y llamarlo "tierra"; ¿Cómo está haciendo eso una diferencia?

Estaba leyendo aquí. ¿Qué sucede si no se une neutral y a tierra en un panel de servicio principal?

La respuesta no aclara esto exactamente para mí: establece ventajas y desventajas, pero nunca especifica exactamente la ventaja / desventaja de qué ... (vinculación en el panel de servicio o no vinculación en el panel de servicio).

Supongo que lo que realmente estoy preguntando es cómo hace que sea más seguro que 2 cables vuelvan a la misma barra de bus desde el receptáculo de la secadora y por qué no es más seguro tener una verdadera tierra separada en el panel de servicio principal donde las tierras son tierras y los neutrales son neutrales?

— Conocer
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Esto puede responder a su pregunta: en un dispositivo típico de 240 V, el neutro llevará algo de corriente, ya que a menudo hay cargas de 120 V en el dispositivo (podrían ser luces, motores, temporizadores, paneles de control, etc.), por lo que parte de la corriente fluye hacia el neutral. Entonces, si el neutro + tierra están unidos en el receptáculo (o en la secadora), energizará el chasis si hay una falla neutral.

— Johnny

@Johnny en la secadora de 3 cables si hay una falla neutra: el chasis está energizado. también al tocar el chasis de la secadora y una tierra o la arandela (que está conectada a tierra) puede electrocutarse, así que entiendo eso; De ahí la razón de 4 cables. Entonces, de lo que estoy reuniendo, ¿es que el 4to cable es solo un 'neutral' redundante para todos los fines prácticos? Puede ser un cable pelado pero vuelve a la misma barra de bus neutral.

— Ken

@Johnny en el subpanel de ejemplo, el neutro tiene una corriente de falla que vuelve a través del cable de tierra: todo funciona. Por lo que entiendo, no pasa 4 cables al subpanel sino 3 cables (el mismo escenario que una secadora / rango) El chasis del subpanel se calienta en falla neutral. Su cable a tierra no vuelve al panel principal, sino a la barra de conexión a tierra, por lo que las cosas no funcionan; al igual que con ese neutro roto, no tiene una ruta redundante a la línea neutral de la estación de energía (probablemente una derivación central de un xformer) y sabe que tiene una condición de falla porque las cosas no funcionan.

— Ken

Neutral siempre lleva corriente. Tierra solo lleva corriente de falla. Estás en el camino correcto cuando haces la pregunta “¿qué hace que esto sea más seguro?”. Recuerda, sin embargo, que es el peor de los casos, una condición de falla, que hace que tener una segunda ruta de salida sea más seguro. La electricidad vuelve a su FUENTE a través de CUALQUIER ruta disponible.

— Tyson

La razón básica por la que no cumple con el código para vincular tanto el neutro como la tierra es que ahora la corriente objetable estaría disponible en el conductor de tierra, no se supone que el conductor de tierra conecte la corriente en condiciones normales. El conductor neutro o conectado a tierra es el camino de retorno para cargas de 120v. Desde el código de 2014, se puede ejecutar una conexión a tierra por separado al servicio para agregar el conductor de conexión a tierra para que pueda tener una salida de 4 cables que cumpla con el código.

— Ed Beal

Respuestas:

Neutral hace y debe llevar corrientes normales

Este puede ser el quid de tu malentendido.

Se transportan cargas de 240V en los dos puntos calientes. Las cargas de 120V se transportan en una caliente y neutral. Por lo tanto, un secador típico puede consumir 20 A de 240 V y 3 A de 120 V. En ese caso, los amperajes de L1, N y L2 serán 23, 3 y 20. Esto es normal.

Ground es solo un escudo de seguridad

La filosofía de diseño de la conexión a tierra es que nunca se deben usar las bases para manejar la corriente.

La protección contra sobrecorriente del circuito ya protege de una falla entre conductores. ¿Pero qué pasa con las fallas entre un conductor y cualquier otra cosa ? Eso podría causar mucha travesura. El trabajo de Ground es ser el camino de primer recurso para cualquier corriente de falla desviada. Eso funciona muy bien en máquinas con chasis de metal.

"Espera. ¿GFCI no hará lo mismo?" Un poco Sí. Se pueden tener interruptores 30A de 2 polos GFCI.

El neutro y la tierra deben estar separados en todas partes, excepto el enlace de tierra neutral designado.

En un panel con cableado ideal, todos los neutros aterrizan en la barra neutral y todos los terrenos aterrizan en la barra de tierra. Hay un enlace a tierra neutral que se puede eliminar.

Este panel se puede convertir sin esfuerzo en un subpanel alimentándolo desde otra tubería principal y eliminando el enlace neutro a tierra.

También es fácil medir la corriente de falla a tierra, sujetando un medidor alrededor del enlace NG.

Sin embargo, los constructores también tienen un lobby con la NFPA, y presionaron por las reglas que les permiten enviarlo todo en una barra. No hace daño real, ya que de todos modos están conectados por el enlace neutral a tierra. Es leeeegal, solo es un acceso directo de grado de constructor, y obviamente evita cualquiera de las cosas que menciono anteriormente.

¿Por qué no hacer bootleg en NEMA 14?

Bueno, eso es lo que ya hace la conexión de tipo NEMA 10, por lo que si esa es su intención, no hay necesidad de reiniciar NEMA 14 ... ya está allí.

Vuelve al mismo problema que NEMA 10 y cualquier otra conexión de contrabando: cualquier problema con el cable neutro hará que el neutro sea arrastrado hasta 120 V por las cargas, y con él el chasis de la secadora .

Mientras que eso no sucede si el neutro y el suelo están separados. En ese caso, la máquina simplemente no funciona y la tierra continúa protegiendo contra fallas de tierra caliente. Como no debería haber fallas de tierra neutral, esto se convierte en un no evento, excepto que la máquina no funciona obviamente. La máquina rota motiva a la persona a buscar una reparación adecuada.

Si no era una falla de tierra neutra, la máquina puede trabajar normalmente mal uso de suelo como de retorno de corriente. Es por eso que los reparadores malos crean fallas de tierra neutral, para git-r-dun y en el próximo trabajo, la seguridad está condenada.

Puedes adaptar el terreno

Bajo NEC 2014 (y antes para secadores) es legal actualizar los terrenos. Puede ejecutar solo un cable a tierra (# 10) y conservar el uso de los cables existentes. Puede volver a ese panel de servicio, o a cualquier otro terreno también servido fuera de ese panel, siempre que sea de tamaño suficiente (# 10).

Esta misma regla también hace que una modernización del terreno de la secadora sea útil para la modernización de terrenos en casi cualquier otro lugar, por lo que puede ser prudente planificarla como una "columna vertebral" para otras modernizaciones del terreno.

— Harper
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I had a misnomer on the neutral since GFCI works by an imbalance between [L1 supply- Neutral return]. It is a bit perplexing how faults travel the ground and not on neutral; reason I say this is that Neutral and Ground are tied at the panel. Just thinking (4-wire) internal to the dryer the "center tap - for lack of a better terminology" is isolated on the supply neutral line so things work when it is connected and don't when it is not. The ground line is simply attached to the chassis and isolated from any load provision [L1-G]; so if hot touches the chassis the breaker will trip.

— Ken

@Ken en un GFCI de 2 polos como lo usaría en una secadora, funciona en un desequilibrio entre el suministro L1, el suministro L2 y el retorno neutral. Eso parece un poco extraño hasta que se da cuenta de toda la corriente que va a cabo en cualquiera de alambre deberán regresar de algún otro hilo. Si trata la corriente de retorno como un número negativo , entonces L1 + L2 + N = 0. Eso es exactamente lo que hacen los GFCI, enrollan los 3 cables alrededor de un núcleo magnético en la misma dirección y los flujos de corriente se convierten en un flujo magnético que cancela. Si el flujo magnético no se cancela, tira un martillo hacia abajo y se dispara .

— Harper

If I am to understand correctly running an additional #10 copper wire - I could just run this to the Washing Machine outlet ground connection so long as it is also a #10 ?

— Ken

@ken yes, you could ground the dryer and switch to a NEMA 14 plug by running a #10 2 feet to the washing machine's receptacle, if and only if the washer ground wire is in fact #10. Sadly this is unlikely. However, any metal EMT, IMC or Rigid conduit counts as a ground path for #10.

— Harper

-1

It is difficult to understand to the layman. But you will just have to trust us on this one. It is safer to have two different conductors from the range and from the dryer, one colored white and one bare terminating in the same neutral bus bar in the service panel but it is true. It is not a waste of time and money. If they are bonded together at the appliance and for some reason the neutral comes loose at the panel the appliance body now would become fully and dangerously energized.

— Paul Logan
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So what you are saying is that if the neutral comes loose at the panel (or receptacle) the sole purpose of this is to put a redundant wire back to the panel ? I understand about the chassis becoming live - in a 3-wire Dryer this can happen when the neutral opens and with a 'grounded' washing machine next to it this can be bad. So I was thinking perhaps the house ground rod was truly "ground" and neutral was the 'ground' of the power plant ... am I missing something ?

— Ken

Losing a neutral on a NEMA 10 is all kinds of bad all the time. It should not be tolerated anymore than is necessary.

— Harper

Like I said, It is complicated. It all started during the second world war when copper was scarce. Under these conditions the heavier conductor circuits were allowed to use the neutral to double as the ground. It was purely a matter of dollars and cents. Fast forward 60-years we want a high level of safety. As to your second point, it goes like this: the power company does not want to spend the money to give you the fourth wire. And as a result 'we' arbitrarily had to pick a place to establish the fourth wire. 'We' chose the service.

— Paul Logan

@ken, (1) We protect against a hot wire shorted to the metal frame by providing a low conductance path back to service panel ground. This causes current to flow tripping the breaker on the hot wire and alerts you to the hazard. (2) We protect against an open neutral wire by separating neutral and grounding wires. Otherwise the frame can build up charge (capacitively, without a hot wire fault) and sit there waiting to shock you.

— Stanwood

@ken (3) Neither has much to do with connecting the service panel ground to earth (e.g., by grounding rod). The connection to earth reduces the risk to life and equipment due to an external surge on the service neutral wire (e.g. lightning strike) by providing a decent path to earth. (4) If you would like to protect against a surge on the hot wires at the service entrance you need to install a dynamic load between hot and neutral/earth. This is what a Type 1 or Type 2 "whole house" surge suppressor does.

— Stanwood