为什么电工接线错误会使 PC 的 USB 屏蔽在应该接地时处于 120V

电器工程 电力电子 接线 接地
2022-01-23 22:41:10

上周,当我试图用示波器测试一个学生搭建的电路时,我差点发生了严重的电气事故。

我将示波器插入地板插座,电路板通过插入实验室 PC​​ 的 USB 电缆供电。我无法让示波器仅使用电路板上的探针探索点来显示信号,因此我尝试将探针接地鳄鱼夹连接到电路板接地(尽管我认为这应该是不必要的),并得到了电路板和一些传感器的大电弧和熔化的电线和烧焦的部分。

经过一番挠头和几下火花后,我终于用电压表验证了 PC 上 USB 端口的金属屏蔽连接到 120VAC,相对于我插入示波器的插座上的第三个插脚。

所以我确信电工在将电源连接到实验室的桌子时犯了某种接线错误。实验室台的电源不是插入墙壁插座,而是来自一个导管,该导管进入墙壁开口,满足两个实验室台的电源需求。导管上的贴纸显示了接线图,表明两个连接应该共享中性线,但一个连接到“hot1” - 一条红线,另一个连接到“hot2” - 一条黑线。它还显示了一条绿色的共享地线。

对于我的实际问题的长时间设置,我深表歉意,但我试图了解导致这种情况的接线错误。我确信 USB 屏蔽相对于地电压为 120V。屏蔽层不应该连接到计算机机箱并因此接地吗?那怎么可能是120V的电位呢?如果电工不小心把火线和零线接反了,插上电脑是不是应该把断路器烧断而不是让屏蔽层处于120V?

我很高兴我没有触电。现在恐慌已经消退,我对实际接线错误的好奇心正在上升。我希望我的解释足够清楚,以便有人找出问题所在。(顺便说一句,我把这一切都报告给了学校里的很多人,马上会请电工来纠正。)

补充:我希望我说清楚,我确实将纠正这种危险的实际工作交给了学校将带来的电工。但我也很想了解这个错误,这样我就可以简单地增加我的知识。我希望有人可以帮助解决这个问题。

编辑:错误——见下文“今天我到学校后,电工已经纠正了错误是什么。” 我希望我有机会问这是怎么回事。我希望我能在接下来的几天左右从学校的人那里得到更多的信息。

我确实用欧姆表说服自己,电脑的 USB 屏蔽罩确实系在电源插头的第三个插脚上,所以我确信上周电脑的整个金属机箱都很热。

我听说我们的维修人员过去曾在电路上使用过某种插座测试仪,并且它实际上通过了测试(!)如果出现接地缺失这样严重的故障,这怎么可能?接地连接到 120VAC?是否存在某种简单的插座测试仪会遗漏的奇怪错误连接方案?

由于似乎重新布线电路的工作并没有花很长时间(我上午 11 点到学校,一切都已修好),我认为这不是需要大量寻找才能找到的东西。但我仍然很迷惑。当我了解更多信息时,我会添加任何其他信息......

重要更新:昨天我证明自己是个白痴。我认为表明维修工作只是我们的头部维护人员进行更多检查并关闭电源的证据。我只是在电脑机箱上测量不到 120V,因为电源已关闭。骨头。

今天电工在楼上解决问题,发现了一些非常奇怪的东西。现在看起来计算机已正确连接到电源,但地板插座在接地和零线之间存在一些问题。他向我展示了他是如何从他的测试仪中获得一个干净的音调,在计算机电源上的接地和中性之间,但在地板和墙壁插座上的接地和中性之间有一种颤抖的音调。

此外,我们的维修人员在昨天的实验中发现一些计算机电源插座上有 36V 和 23V 之类的奇怪电压。于是今天电工来访。对此的所有简单理论似乎都已被抛诸脑后。所以它变得越来越有趣......

最新消息——最近办公室的教练告诉我,今天下午晚些时候,伙计们正在为成功而欢呼,但我没有在那里得到答案。当。明天吧。不管是什么问题,电工都会打电话寻求帮助,而我们学校的工作人员整天都在挠头。

更多:今天我听说他们将罪魁祸首称为“家具中的模块化鞭子”。我们的首席维护人员说(我看到)PC 的插座放在实验室桌子的托盘中,每个条带都像菊花链一样连接在一起。我聚集在链条的某个地方,既有开放的地面,也有开放的中立点。他说他对实验室家具中的电源连接材料失去了信心。

我仍然不明白插座测试仪如何检测不到这些故障。可能只是当初试纸确实是健康的时候才用的,后来又出现了故障。关于什么会导致这些故障发展的任何想法?

我在这里找到了一些符合我们发现的许多症状的东西。他称之为“反极性盗版接地”。你认为这可能是它吗?但这怎么可能是插座板的故障呢?它不是还必须在建筑物布线中吗?

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

补充:我刚刚与上述文章的作者 Mike Sokol 进行了一次非常愉快的电话交谈。他说我的事故听起来和他的 RPBG 情景一模一样,他还让我明白电工音调连续性测试仪发出的“颤音”可能是接地和中性线连接良好的证据,而“干净”的音调可能表明地线和中性线直接相互引导,违反规范。我认为“颤抖”的声音表明接地和中性线之间存在电压降,因为应该连接负载。电工的想法正好相反。嗯……

最近:学校里的人似乎对问题已得到纠正感到满意。但是,有人告诉我,解决方法很简单,就是他们拔掉了一些东西,然后重新插上(!)。我用非接触式电压测试仪检查了一下,电脑机箱现在已经接地了。但我不明白如何简单地重新连接某些东西可以解决这个问题。或许我没看懂完整的故事,但我仍然担心这种情况会再次发生。我还不是很满意...

4个回答

假设使用北美电气系统,电工可能会导致该症状的唯一错误是交换 GND 和 HOT 线。交换热和中性不会这样做。

这是一个非常严重的错误——如果这确实是问题所在,那么在不检查它时是非常疏忽的。它很容易导致某人灭亡。

如果这是问题所在,您将能够在两个插座上的第三个引脚之间测量 120V。

PC 的问题也可能导致此症状,但不太可能。

编辑:正如其他人所指出的,PC 的功能因此不能简单地交换,实际上没有一个错误会导致这些描述的症状。

如果热连接到接地和它应该去的地方。例如,如果热短路到导管并且导管接地被破坏。

期待跟进这是什么...

我能想到一种可能性,但它非常可怕。

如果您的导管确实提供了两个单独的热源,那么您的 PC 将获得 240 伏交流电。这本身不是问题:许多 PC 电源将自动处理 120/240。然而(这就是它变得可怕的地方)这些电源采用热/中性输入,中性线名义上与地电压相同。如果我是对的,您的整个 PC 电子电路都处于 120 VAC 的电压下,正等着咬人。

我建议立即致电您的电工,如果您没有立即得到回复,请在午休时间前往当地的五金店,花 10 美元或任何他们想要的东西购买 3-LED 功率测试仪。

这有两个令人费解的方面:1)为什么你的显示器(假设你有一个分离的显示器)没有冒烟。打印机通常是双重绝缘的,因此它们可以浮动,但显示器总是(据我所知)接地。2) 为什么你的 PC 的地线没有大惊小怪?电工是否可能从未将接地连接到插座?

基本上,拯救你的可能是现代 PC 不需要你触摸任何导电的东西。

我和 Spehro 在一起:我迫不及待地想知道到底发生了什么。

编辑 - 我觉得这很可怕的原因涉及您可能会觉得有趣的个人经历。

我参与了从瓦勒普斯岛发射导弹的任务,我们的有效载荷包括一堆低灵敏度的光学传感器。我们通过依次在每个传感器上照射强光来测试这些。就在发射前,我们将有效载荷与固体燃料助推器配对,然后进行了最终测试。请注意,虽然助推器没有安装点火核心,但它是一个功能完善的火箭。我们使用标准的工作灯来提供高亮度的灯光,并且在测试进行到一半时,拿着灯的人让防护框架接触了皮肤。他画了一条弧线。这是那些归向耶稣的时刻之一,在一个非常长的瞬间,每个人都在等着看助推器是否会点燃。它没有。值得称赞的是,带灯的那个人没有丢掉它,实际上没有人弄脏自己。

验尸报告确定我们插入的插座交换了零线和接地线,并且建筑物中的负载不平衡,因此零线明显从地面浮动。当然,作为安全预防措施,这只鸟是接地的,因此当连接到灯上标称接地(但实际上连接到中性线)的线笼时,它做了一个很好的回水浴。

所以不要乱搞这个。

我听说我们的维修人员过去曾在电路上使用过某种插座测试仪,并且它实际上通过了测试(!)如果出现接地缺失这样严重的故障,这怎么可能?接地连接到 120VAC?是否存在某种简单的插座测试仪会遗漏的奇怪错误连接方案?

是的,最便宜的插入式电源测试仪只测试极少数最简单的可能接线错误排列。

这是此类设备制造商的图表,请注意,故障条件的排列比三个 LED 指示灯的排列要多得多。

在此处输入图像描述

注 1 - 检测不到 EN 反转。
注 2 - 由合格的电工进行调查。
注 3 - 注意!仔细调查。插座线可能带电,但 LED 不亮。由合格的电工进行调查

您可以购买这些插座测试仪的高级版和专业版,它们可以区分更多种类的故障,但它们都不能正确区分所有可能的接线错误。

更高级的插入式插座测试仪的价格通常是最便宜的测试仪的十倍。更全面的测量接地回路阻抗,可以测试 RCD/GFCI。

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参考

与 PC 电源的 12 VDC 电源相比,低电压(法律术语为 <1000 VAC)(如欧盟或美国的电源电压)不会产生特别长的电弧。在任何一种情况下,您都必须通过至少几乎 >1 毫米距离的接触来开始电弧,然后通过拉开探头来延长电弧。

许多现代设备设计为在欧盟和美国 110/230 VAC 系统中运行,因此它们在电源的情况下可能会做出不同的反应 - 插座中的电源故障。这可以解释为什么有些设备继续运行,而有些则失败。

一些实验室表有自己的 RCD,因此它们的接地“插脚”连接到零引线。我敢肯定这不再合法,但它们被设计为使用隔离源操作,因为许多电子实验室仍然有。只要它们的内部 RCD 可操作并且没有可能以错误方式连接到非隔离源的插头,它们就同样安全。

作为一个结论,我相信你的测量是正确的,但是任何负载都会发生什么。可能只是接地断开,电压通过电源滤波器布置显示,与电弧或烧毁的组件无关。