¿Qué hace que la tensión de red sea segura en los hogares?

Los interruptores de circuito no son suficientes para proteger la vida. Los interruptores automáticos están ahí para evitar que el cable en las paredes de su casa se derrita y posiblemente se incendie. Los interruptores automáticos y fusibles cumplen la función de detener un incendio (que, por supuesto, también es muy peligroso para la vida).

Para el contacto directo con una parte de CA en vivo, en el Reino Unido tenemos dispositivos de corriente residual (RCD, por sus siglas en inglés): estos "desconectan" el suministro si la corriente tomada de uno de los cables de CA es diferente a la corriente del otro por ~ 20mA:

enlace

Claramente,unfusiblenoseríaútilporquelacorrientenormaldelosdispositivosconectadosalaCAserádediezamperiosomás.Entonces,sitieneundispositivoquetoma10amperiosytocaunodelosconductoresdeCA,podríadibujarunacorrientedetierradequizás20mAyesto"desequilibraría" el RCD y desconectaría el suministro.

En cuanto a tocar ambas terminales simultáneamente, debe contemplarse un escenario diferente. Me refiero a los sistemas de alimentación de CA donde un conductor (a veces llamado neutro) es "terrenal", es decir, puede tener un voltaje de solo un par de voltios a tierra. Si solo tocó este cable, es muy poco probable que se dispare el RCD. PERO a quién le importa: es solo un par de voltios colocados en su cuerpo en el mejor de los casos y casi ninguna corriente fluirá. Si, en cambio, tocó ambos cables de CA (vivo y neutro), entonces se tomará una corriente de tierra del vivo que aún es significativamente mayor que la corriente de tierra del neutro y el disparo del RCD.

Habiendo dicho todo esto, ~ 20mA todavía va a doler incluso si es solo por menos de 100 milisegundos. ¿Será letal, posiblemente para las personas con problemas cardíacos, pero esa gente buscará debajo de un escritorio para empujar un conector a ciegas?

Para los sistemas de CA que están "aislados" de la tierra, tocar un cable apenas se notará, pero al tocar ambos no disparará un RCD y estará en grave peligro: el flujo de corriente será directamente a través del cuerpo y De conductor a conductor. Por suerte, este tipo de instalaciones no son muy comunes pero ciertamente no son desconocidas. La pérdida del enlace de tierra neutral puede causar este problema.

En algunas partes de Europa (conozco Alemania y Francia), los conectores están diseñados para protegerlo de tocar la red accidentalmente, incluso si se esfuerza, mientras se trabaja con el conector:

(laimagenesdewikimediaydominiopúblico)

EstezócaloenparticularestáenusoenAlemania.Franciatieneunformatoligeramentediferente(quenoescompatibleconelenchufequesemuestraenlaimagen,peroconotraformasimilardeenchufes)dondelatierranoestáenloslados(etiquetadacomo“2”enlaimagen)sinocomounalfilergruesosaliendodelzócalo.

Comoelzócaloestáintegrado,noesposibletocarlospinescalientesmientrasseenchufaodesenchufa.Lasúnicaspartesmetálicasquesepuedentocarestánenelpotencialdetierrayseconectanantesdequeseconectenloscablescalientes.

LaúnicamaneradeobtenerunshockconunSchukoesrellenaralgoconduciendoenunodelosagujeros.Paraprotegeralosniñospequeñosdehacereso,haydisponiblesinlaysdeseguridad(ylasregletasdealimentaciónamenudovienenconunaprotecciónincorporada).

Además,tambiénseusanlosRCD como lo describe @Andy aka .

Como @venny comenta, los enchufes finos de dos clavijas ( Europlugs ) tienen metal solo en el extremo más alejado de las clavijas. .

Lo que lo hace seguro en hogares, empresas y escuelas: Nada hace que la alimentación de red sea más segura que las estrictas pautas de diseño aplicadas por varias normas nacionales e internacionales. En los Estados Unidos, el NEC o el Código Eléctrico Nacional dictan cómo deben conectarse los hogares y qué dispositivos están permitidos y no se pueden usar. Gobierna cosas como la forma en que se debe ejecutar el cableado, cómo se debe admitir, terminar, adjuntar, qué tipos de cables se permiten para un escenario, etc.

Para un dispositivo eléctrico, que puede ser cualquier cosa, desde la caja de receptáculos (caja que monta una toma de corriente) en su pared hasta un dispositivo como un televisor, debe cumplir con varios estándares. Estas normas fueron desarrolladas y mantenidas por varias agencias privadas y gubernamentales, muchas de ellas son internacionales, como IEC. Un ejemplo en los EE. UU. Serían los Laboratorios de Suscriptores (UL) y la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA).

Lo que te mantiene seguro es la cooperación entre los fabricantes y estas diversas agencias. Esto garantiza que un dispositivo conectado a la tensión de red sea seguro para usar en su función prevista.

Donde termina ese uso seguro: Una vez que comience a trabajar con la alimentación principal, por ejemplo usted es un ingeniero que está desarrollando una fuente de alimentación de conmutación fuera de línea, entonces USTED es su propia agencia de seguridad. Tienes que tener cuidado y seguir las precauciones básicas.

¿Qué más lo hace seguro? Educación. Al principio de la vida te dicen que no te metas con eso. No pegue los tenedores ni los dedos dentro de los tomacorrientes, enchufes de lámparas o tostadores. Esto se enseña a la mayoría de los niños a una edad temprana. Sin embargo, algunos de nosotros fuimos un poco más curiosos e ignoramos esas enseñanzas. Dolió, pero nos llevó por un camino fantástico para interesarnos en aprender los aspectos básicos del mismo.

Los interruptores de circuito de falla a tierra generalmente se usan solo para circuitos que tendrán aparatos conectados a ellos en lugares húmedos. Todos los puntos de venta cerca de un fregadero, como en un baño o en una cocina, tendrán GFCI. También los puntos de venta ubicados en el exterior de una casa deben estar protegidos por GFCI. Pero NO ASUMAS eso. El mandato para los GFCI es reciente y muchas casas antiguas no tuvieron que hacerlo o no se molestaron en actualizarlo.

Funcionan simplemente midiendo la corriente de ambas piernas. La corriente es siempre igual en ambas piernas a menos que esté saliendo del aparato. El GFCI detecta el desequilibrio y abre un disyuntor.

En los usuarios que se sorprenden por los enchufes: Los enchufes NEMA 5-15 estilo estadounidense son generalmente lo suficientemente seguros, ya que las puntas no hacen contacto inmediato con los contactos internos. En ese punto, el espacio es normalmente demasiado pequeño para que los dedos encajen entre la cara del tapón y los dientes. Además, si observa que la cara del enchufe es bastante grande, aumenta la distancia entre el borde de la cara y las puntas.

Si tus dedos tuvieran que atravesar tanto el calor como el neutro, entonces te sorprenderías. De hecho, tendría dos rutas para corriente, caliente a neutral y caliente a tierra. Cuanto duele? Depende. ¿Estás mojado o sudoroso? entonces tal vez te dolerá mucho o incluso te matará. ¿Piel seca? Puede ser una picadura rápida.

Otros pensamientos: 120V o incluso 240V no son tan altos cuando lo piensas. La potencia se transmite a medio millón de voltios en torres o más. Se distribuye localmente a 2.4-28.8kV en los polos y algunas veces puede llegar a 69kV. Esos voltajes de red son un compromiso entre la comodidad y la seguridad. En los grandes sistemas comerciales e industriales, los sistemas trifásicos 277 / 480V son comunes. En Canadá era común ver sistemas trifásicos de 600 V (también llamados sistemas de 550 V o 575 V, varió un poco). Esos voltajes más altos fueron para empujar más potencia a un conductor del mismo tamaño.

Recuerde que en muchos (tal vez la mayoría) de los casos, cuando alguien entra en contacto con la corriente de la casa no está conectado a tierra. La corriente de dedo a dedo en la misma mano es desagradable y dañina si continúa (vea videos de cómo cocinar salchichas de esta manera), pero no es letal. Las situaciones muy peligrosas son de mano a mano, o de mano a pie, donde la corriente pasa por el corazón y puede interrumpir su sincronización.

Moverse detrás de un escritorio o lo que sea poco probable que ponga una mano en cada una de las clavijas del enchufe. Entonces, el gran riesgo es encontrar otro terreno en algún lugar con la segunda mano: tuberías, un radiador conectado a tierra, algo con una caja metálica conectada a tierra de seguridad. Ciertamente es posible pero aparentemente poco común dadas las estadísticas.

Hay muchas cosas que son subóptimas pero que aceptamos porque rediseñarlas sería más problemático de lo que queremos invertir. Este parece ser uno de ellos. Dada la base de instalación masiva, es más fácil instalar GFCI que intentar reemplazar algunos miles de millones de enchufes y los enchufes para que coincidan.

(Re voltaje por contacto: mi abuelo informa que cuando él estaba reparando el elevador, uno de sus compañeros era un maníaco que solía controlar el voltaje de un circuito, apartando una mano del camino y lamiendo dos dedos). su otra mano, y rápidamente los pasó por las terminales. La teoría era que este contacto en movimiento evitaba el riesgo de bloqueo que puede ocurrir cuando los músculos se contraen en una mano que está agarrando a un conductor vivo, y mantuvo el contacto lo suficientemente corto como para no dañar significativamente Tejido. Enfoque ESTÚPIDO, pero demuestra el punto que mencioné anteriormente: si no tiene corriente a través del núcleo del cuerpo central, y el voltaje no está en el rango de kilovoltios, es probable que un breve encuentro no lo mate. ¡NO intentes esto en casa, niños!)

No asuma que 120V es "más seguro" que 240V. ¡Ambos pueden matar! Y toma muy poca corriente a estos voltajes (es decir, 1/10 amp es suficiente para electrocutar). Hay disyuntores y fusibles para evitar que los circuitos se sobrecarguen, lo que puede provocar incendios. Esta es la razón por la cual los interruptores o receptáculos GFCI (interruptor de circuito de falla a tierra) se usan en ciertas áreas como las cocinas, el baño, el garaje y las áreas de piscinas / sauna donde existe la posibilidad de que un aparato enchufado pueda caer al agua. Tienen una función adicional para ayudar a proteger a las personas de descargas eléctricas. Cuando se instalan correctamente, dispararán (abrirán) el circuito si se detectan corrientes parásitas que excedan los 5 mA (1 / 200A). En cuanto a los enchufes, nunca manipule las partes metálicas (eléctricamente conductoras) al enchufarlas o quitarlas.

Los voltajes de alimentación son un compromiso. Los voltajes más altos significan más peligro de descarga y la capacidad de la electricidad para "saltar" aún más, pero los voltajes más bajos significan corrientes más altas, lo que significa mayores pérdidas y más peligro de incendio.

Casi todo el mundo ha elegido voltajes de red entre 100V y 240V. Estos voltajes son lo suficientemente altos como para mantener las pérdidas y el riesgo de incendio bajo control, mientras que son lo suficientemente bajos para no saltar muy lejos y para que muchas víctimas de los choques sobrevivan (aunque de ninguna manera está garantizado, NO VAYA A USTED MISMO A LOS SHOCKS DE LA RED)

Los enchufes y los enchufes están diseñados para reducir el riesgo de tocar los pines mientras están activos. Los países con ~ 230V en el primer mundo tienden a hacer un mayor esfuerzo para esto que los países con ~ 115V o los países menos desarrollados.

Dudo que existan estadísticas confiables sobre la probabilidad de muerte por descargas eléctricas de la red eléctrica porque estoy seguro de que la gran mayoría de las personas que sobreviven a esas descargas no las informan formalmente, pero anecdóticamente la mayoría de los electrianos con los que hablo indican que han tenido al menos una descarga de la red eléctrica en su carrera, mientras que las muertes por descarga eléctrica están a un nivel de un puñado por año en el Reino Unido (donde vivo).

No olvidemos que las alternativas a la electricidad, como las velas y la iluminación de gas, tampoco están libres de riesgos.