¿Por qué un error de cableado de un electricista podría hacer que el protector USB de una PC esté a 120 V cuando debería estar conectado a tierra?

Casi tuve un accidente eléctrico grave la semana pasada cuando intentaba usar un osciloscopio para probar un circuito que un estudiante había construido.

Conecté el telescopio a una toma de corriente y la placa de circuito se alimentó a través de un cable USB conectado a una PC en el laboratorio. Estaba teniendo problemas para que el visor mostrara una señal con solo la punta de la sonda explorando puntos en la placa de circuito, así que intenté conectar la pinza de cocodrilo a tierra de la sonda a la tierra de la placa de circuito (aunque pensé que debería ser innecesario), y obtuve un gran arco y alambre fundido y partes carbonizadas de la placa de circuito y algunos sensores.

Después de rascarme la cabeza y algunas chispas más, finalmente verifiqué con un voltímetro que el protector de metal del puerto USB de la PC estaba conectado a 120 VCA en relación con la tercera punta del tomacorriente en el que tenía enchufado el telescopio.

Así que estoy convencido de que un electricista cometió algún tipo de error de cableado al conectar la alimentación a la mesa en el laboratorio. En lugar de enchufarlo a un tomacorriente de pared, la energía a la mesa de laboratorio proviene de un conducto que va a la abertura de la pared y sirve las necesidades de energía de dos mesas de laboratorio. Una etiqueta adhesiva en el conducto muestra un diagrama de cableado que indica que se supone que las dos conexiones comparten el cable neutro, pero una está conectada a "hot1" - un cable rojo, y la otra a "hot2" - un cable negro. También muestra un cable de tierra verde compartido.

Pido disculpas por la larga configuración de mi pregunta real, pero estoy tratando de entender cuál podría ser el error de cableado para causar esta situación. Estoy seguro de que el escudo USB estaba a 120 V en relación con la tierra. ¿No debería estar conectado el protector a la caja de la computadora y, por lo tanto, estar conectado a tierra? ¿Cómo podría ser a un potencial de 120V entonces? Si el electricista accidentalmente invirtió el calor y el neutro, ¿no debería haber enchufado la computadora para quemar un disyuntor en lugar de hacer que el escudo esté a 120V?

Me alegro de no haberme electrocutado. Ahora que el susto ha desaparecido, mi curiosidad sobre qué error de cableado real se ha hecho está aumentando. Espero que mi explicación sea lo suficientemente clara para que alguien identifique lo que está mal. (Por cierto, informé todo esto a muchas personas en la escuela y se contratará a un electricista para corregir las cosas de inmediato).

Agregado: Espero haber dejado en claro que de hecho referí el trabajo real de corregir este peligro a un electricista que traerá la escuela. Pero también estoy muy interesado en comprender el error, para que simplemente pueda aumentar mi conocimiento. Espero que alguien por ahí pueda ayudar con eso.

EDITAR: INCORRECTO - VER A CONTINUACIÓN "Hoy llegué a la escuela después de que el electricista ya había corregido el error". Desearía haber tenido la oportunidad de preguntar cuál era el problema. Espero poder obtener más información de la gente en la escuela en los próximos días más o menos.

Utilicé un ohmímetro para convencerme de que el escudo USB de la computadora está realmente conectado a la tercera punta de su enchufe de alimentación, por lo que estoy convencido de que todo el chasis metálico de la computadora estaba caliente la semana pasada.

Escuché de segunda mano que nuestro personal de mantenimiento había usado algún tipo de probador de salida en el circuito en el pasado y que en realidad pasó la prueba (!) ¿Cómo es eso posible con una falla tan grave como la falta de conexión a tierra y lo que debería haber sido? conectado a tierra en lugar de 120VAC? ¿Hay algún tipo de esquema de conexión defectuoso extraño que un simple probador de salida se perdería?

Como parece que el trabajo de volver a cablear el circuito no tomó mucho tiempo (llegué a la escuela a las 11 a.m. y todo estaba arreglado), supongo que no fue algo que requirió mucha búsqueda. Pero todavía estoy desconcertado. Agregaré cualquier información adicional a medida que aprenda más ...

ACTUALIZACIÓN IMPORTANTE: Ayer demostré ser un idiota. Lo que pensé que indicaba que el trabajo de reparación era solo evidencia de que nuestro jefe de mantenimiento estaba revisando y apagando el equipo. Simplemente no estaba midiendo más de 120V en la caja de la computadora porque la energía estaba apagada. Estúpido.

Hoy el electricista está arriba trabajando el problema y encontrando cosas muy extrañas. En este momento parece que las computadoras están correctamente conectadas a la alimentación, pero la salida del piso tiene algunos problemas entre tierra y neutro. Me mostró cómo obtiene un tono limpio y agradable de su probador a través del suelo y neutral en los suministros de la computadora, pero una especie de tono retumbante entre el suelo y el neutro en los enchufes de piso y pared.

Además, nuestro encargado de mantenimiento estaba encontrando voltajes extraños como 36V y 23V en algunas de las tomas de corriente de la computadora durante su experimentación ayer. Así, el electricista visita hoy. Todas las teorías simples para esto parecen estar fuera de la ventana. Así que se vuelve más interesante por minutos ...

LO ÚLTIMO - El instructor en la oficina más cercana me dijo que los muchachos estaban animando el éxito a última hora de la tarde, pero que no estaba allí para obtener la respuesta. Dang Quizas mañana. Cualquiera que sea el problema, el electricista hizo llamadas telefónicas para pedir ayuda y el personal de nuestra escuela se rascó la cabeza todo el día.

MÁS: Hoy escuché que localizaron al culpable como el "látigo modular en los muebles". Nuestro jefe de mantenimiento dice (y vi) que los tomacorrientes de las PC se mantienen en bandejas en las mesas de laboratorio, y cada tira está conectada en serie. Me congrego en algún lugar de la cadena que había tanto campo abierto como neutrales abiertos. Él dice que ha perdido toda confianza en los materiales de conexión de energía que vinieron en los muebles del laboratorio.

Todavía no entiendo cómo un probador de salida no habría detectado estas fallas. Tal vez fue solo que el probador solo se usó originalmente cuando las tiras estaban realmente sanas y luego la falla ocurrió algún tiempo después. ¿Alguna idea sobre lo que llevaría a desarrollar este tipo de fallas?

Encontré algo aquí que se ajusta a muchos de los síntomas que descubrimos. Él lo llama "terreno de contrabando de polaridad inversa". ¿Crees que esto podría ser? Pero, ¿cómo podría ser esto un fallo en una tira de salida? ¿No tendría que estar todavía en el cableado del edificio?

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

AGREGADO: Acabo de tener una conversación telefónica muy agradable con Mike Sokol, el autor del artículo anterior. Él dice que mi accidente suena exactamente como su escenario de RPBG, y también me hizo comprender que el "warble" del probador de continuidad de tono del electricista es probablemente evidencia de una buena conexión a tierra y neutral, mientras que el tono "limpio" es probablemente una señal de que las líneas de tierra y neutrales están cargadas directamente entre sí, una violación del código. Creo que el sonido "warbly" muestra que hay una caída de voltaje entre tierra y neutro, como debería haber con una carga conectada. El electricista pensó exactamente lo contrario. Hmmm ...

MÁS RECIENTEMENTE: Las personas en la escuela parecen satisfechas de que el problema haya sido corregido. Sin embargo, me dijeron que la solución fue simplemente que desconectaron algo y lo volvieron a enchufar (!). Verifiqué las cosas con un probador de voltaje sin contacto y la caja de la computadora ahora está conectada a tierra. Pero no entiendo cómo simplemente volver a conectar algo podría arreglar eso. Tal vez no entendí la historia completa, pero todavía estoy nervioso de que esta situación pueda volver a ocurrir. Todavía no estoy satisfecho ...

Suponiendo que el sistema eléctrico de América del Norte, el único error que podría cometer el electricista que causaría ese síntoma sería intercambiar los cables GND y HOT. Intercambiar caliente y neutral no lo haría.

Ese es un error muy grave, y bastante negligente en no verificarlo, si ese es realmente el problema. Fácilmente podría causar que alguien perezca.

Si es el problema, podrá medir 120V entre lo que llama el tercer pin en las dos salidas.

También es posible, pero poco probable, que un problema con la PC pueda causar este síntoma.

Editar: como otros han señalado, la PC funciona, por lo que no puede ser un simple intercambio, de hecho, ningún error puede causar estos síntomas descritos.

Si el calor está conectado a ambos gnd y hacia dónde debe ir .. Por ejemplo, si el calor se cortocircuitó al conducto y el conducto gnd se rompió.

Esperando un seguimiento de lo que esto fue ...

Se me ocurre una posibilidad, pero da bastante miedo.

Si sus conductos realmente están proporcionando dos puntos de acceso separados, su PC está recibiendo 240 voltios de CA. Esto no es, en sí mismo, un problema: muchas fuentes de alimentación para PC manejarán 120/240 automáticamente. Sin embargo (y aquí es donde da miedo) estos suministros asumen una entrada caliente / neutral, con el neutro nominalmente al mismo voltaje que la tierra. Si estoy en lo cierto, toda la circuitería electrónica de tu PC está a 120 VCA, esperando a morder a alguien.

Recomiendo llamar a su electricista de inmediato, y si no obtiene una respuesta inmediata, vaya a su ferretería local en su hora de almuerzo y compre un probador de energía de 3 LED por 10 dólares o lo que sea.

Hay dos aspectos desconcertantes de esto: 1) por qué su pantalla (suponiendo que tenga un monitor separado) no ha fumado. Las impresoras a menudo tienen doble aislamiento, por lo que pueden flotar, pero los monitores siempre están conectados (hasta donde yo sé). 2) ¿Por qué el cable de tierra de su PC no ha provocado tanto alboroto? ¿Es posible que el electricista nunca haya conectado a tierra la toma de corriente?

Básicamente, parece probable que lo que lo ha salvado es el hecho de que una PC moderna no requiere que toque nada conductor.

Estoy con Spehro: no puedo esperar para escuchar lo que realmente sucedió.

EDITAR: la razón por la que encuentro esto bastante aterrador implica una experiencia personal que puede ser entretenida.

Estuve involucrado en el lanzamiento de un misil desde la isla Wallops, y nuestra carga incluyó un grupo de sensores ópticos de baja sensibilidad. Probamos estos alumbrando una luz brillante en cada sensor a su vez. Justo antes del lanzamiento, acoplamos la carga útil al refuerzo de combustible sólido y luego realizamos una prueba final. Tenga en cuenta que, si bien el amplificador no tenía su núcleo de encendido instalado, era un cohete perfectamente funcional. Estábamos usando una lámpara de trabajo estándar para proporcionar luz de alto brillo, y estábamos a medio camino de la prueba cuando el tipo con la luz dejó que el armazón del protector tocara la piel. Dibujó un arco. Fue uno de esos momentos de Venir a Jesús, ya que, por un instante extraordinariamente largo, todos esperaron a ver si el refuerzo se encendía. No lo hizo. Para nuestro crédito, el tipo con la luz no lo dejó caer, y en realidad nadie se ensució.

Una autopsia determinó que el enchufe al que nos habíamos enchufado se había intercambiado neutral y a tierra, y la carga en el edificio estaba desequilibrada, por lo que neutral había flotado significativamente desde el suelo. Como precaución de seguridad, por supuesto, el pájaro estaba conectado a tierra y, por lo tanto, hizo un buen baño de retorno cuando se conectó a la jaula de cables nominalmente conectada a tierra (pero realmente conectada a neutral) en la lámpara.

Así que no te metas con esto.

Escuché de segunda mano que nuestro personal de mantenimiento había usado algún tipo de probador de salida en el circuito en el pasado y que en realidad pasó la prueba (!) ¿Cómo es eso posible con una falla tan grave como la falta de conexión a tierra y lo que debería haber sido? conectado a tierra en lugar de 120VAC? ¿Hay algún tipo de esquema de conexión defectuoso extraño que un simple probador de salida se perdería?

Sí, los probadores de red eléctrica más baratos solo prueban algunas de las permutaciones más simples de posibles errores de cableado.

Aquí hay una tabla de un fabricante de tales dispositivos, tenga en cuenta que hay muchas más permutaciones de condiciones de falla que permutaciones de tres indicadores LED.

Nota 1 - Inversión EN no detectable.
Nota 2 - Investigación requerida por un electricista calificado.
Nota 3 - ¡Atención! Investigue con cuidado. Los cables de enchufe pueden estar activos, pero los LED no se encenderán. Investigación requerida por un electricista calificado

Puede comprar versiones avanzadas y profesionales de estos probadores de sockets que distinguen entre una mayor variedad de fallas, pero ninguna de ellas puede distinguir correctamente entre todos los posibles errores de cableado.

Los probadores de enchufes más avanzados suelen costar diez veces más que los más baratos. Los más completos miden la impedancia del bucle de tierra y pueden probar los RCD / GFCI.

Referencias

• Reino Unido - Guía de mejores prácticas 8 - Selección y uso de dispositivos de prueba de enchufes y enchufes