Aislamiento provisto por transformadores

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Tengo algunas preguntas sobre transformadores y aislamiento. Describiré mi comprensión (tal vez mal) y preguntas sobre ellos.

  • Los transformadores proporcionan un aislamiento seguro al desconectar eléctricamente dos circuitos. Así que ahora, en lugar de tocar un cable caliente en el circuito aislado, debe tocar ambos para recibir una descarga eléctrica.
  • ¿Por qué mis salidas de pared no funcionan de esta manera? Sé que hay muchos transformadores utilizados en la red de distribución de energía. ¿Esto se debe a que están referenciados a tierra (con un toque central o algo)?
  • Si las líneas eléctricas están referenciadas a tierra, ¿por qué? ¿No sería más seguro mantener las líneas eléctricas flotando w.r.t. ¿Para que ocurra un choque, una persona tendría que tocar dos cables?
  • ¿Puedo proporcionar esta protección en mi hogar al colocar un transformador de aislamiento 1: 1 entre la red eléctrica y mi casa?
pregunta jbord39

3 respuestas

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¿Puedo proporcionar esta protección en mi hogar al poner un aislamiento 1: 1?   ¿Transformador entre la red eléctrica y mi casa?

Considere estos escenarios: -

  • Si un cable (llamado neutro) es terrenal, entonces tocar el lado vivo dará una descarga, pero esa descarga no empujará cientos de mA a través de ti y te matará o te quemará.
  • Si tocas en vivo y en neutral, entonces eso provocará potencialmente cientos de mA a través de ti y te dará quemaduras o algo peor.
  

Los transformadores proporcionan un aislamiento seguro al desconectar dos circuitos   eléctricamente Así que ahora, en lugar de tocar un alambre caliente en el aislado   Circuito, debes tocar ambos para que te impacten.

Considere los beneficios relativos del escenario 1 y la llegada del interruptor automático de fuga a tierra. Si se toma una corriente del cable vivo a través de su cuerpo a tierra, la corriente no fluye por el cable neutro y esto puede detectarse a un nivel bajo y disparar un interruptor automático.

Los dispositivos modernos utilizan dispositivos de corriente residual (Reino Unido) o interruptores de circuito de falla a tierra (en los EE. UU.). Todos los países desarrollados usan algo. Entonces, el RCD pasa en vivo y neutral a través de un núcleo magnético y el flujo resultante en ese núcleo es cero porque, en condiciones normales de carga, la corriente viva y la corriente neutral son iguales y opuestas.

Una bobina de detección (también en el núcleo) genera una señal para disparar el interruptor automático si la diferencia entre las corrientes en vivo y neutral es ~ 30 mA. Se dispara con bastante rapidez, por lo que si toca en vivo de manera significativa, en unas pocas decenas de milisegundos, el circuito se vuelve seguro: -

Sin tener un neutro conectado a tierra, no existe un método intermedio semi-seguro para prevenir el contacto total del circuito y un riesgo mucho mayor para la salud.

    
respondido por el Andy aka
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Tu pregunta es una que yo también tuve. Parecía que mucha gente de la que había oído hablar (en el pasado, antes de que hubiera algún circuito de protección adicional en una casa) resultaba herida o incluso muerta en ocasiones simplemente tocando un conductor y donde un transformador parece haber ayudado. Además, a menudo lees donde los ingenieros dicen que debes AGREGAR un transformador para protegerte de los eventos de choque. Entonces, cuando estaba aprendiendo sobre estas cosas, esas preguntas también me surgieron.

(Tenga en cuenta, también, que estas decisiones en los hogares de tierra y en los transformadores de potencia de distribución local de tierra se tomaron LARGOS antes de que hubiera algo parecido a un circuito de protección de GFCI o AFCI disponible. Por lo tanto, las razones principales para utilizar un enfoque de tierra puede ' Incluya esos dispositivos como justificación, ya que no existían cuando se estaban tomando estas decisiones. Y si se dice que los nuevos dispositivos son importantes, quizás las decisiones originales para los sistemas de puesta a tierra ya no sean válidas y la explicación pueda caer. en ese punto, también.)

Considere situaciones climáticas, como cuando se producen tormentas y relámpagos en el exterior. Hay enormes acumulaciones de carga y no solo en el aire, sino también en el suelo de un lado de un pedazo de tierra a otro. Un transformador de potencia puede ubicarse fuera de su propiedad (en otro lugar) con conductores que corren dentro del aislamiento de su casa a cierta distancia, pero flotando a un voltaje bastante diferente al de la tierra cercana a su casa. O un rayo podría energizar mucho algo en su hogar. Así que no podrías experimentar cientos ... sino quizás miles ... de voltios, y esto podría conducir mucha más corriente a través de tu cuerpo que si hubieras tenido cosas "atadas" a la Tierra local. (También puede surgir una situación similar con grandes cargas estáticas acumuladas dentro del equipo que opera utilizando el sistema de energía).

Ahora, si se toma la decisión de usar sistemas de tierra y apostar (o usar un sistema de tierra Ufer: concreto y barras de refuerzo en la cimentación), el sistema eléctrico se conectará a tierra cerca de la casa y hará lo mismo para varias casas cercanas Además de los transformadores de distribución local, hay muy buenos conductores que conectan todo esto con una red de muy baja impedancia. También será casi todo a voltajes muy similares, debido a eso. Y si bien hay una gran capacidad para almacenar carga en la tierra, debido a que todo está unido a los conductores, esas cosas cercanas a los conductores también estarán más cerca de potenciales similares. Los diferenciales de carga no se acumularán lo suficiente como para crear grandes voltajes entre ellos, porque están conectados a tierra y purgarán esa carga en el sistema más grande. Los rayos se moverán a la tierra local. Pero todo el sistema se mueve con eso, también.

Claro, hay una especie de compensación. Conectar todo a tierra significa que podría estar parado en un charco de agua y estar medio conectado al sistema. Así que sí, tocar el conductor caliente del sistema de energía podría darle una sacudida eléctrica. Pero los riesgos de no hacerlo pueden ser aún peores y más probables. También hace que la situación de cada hogar sea más predecible y manejable para aquellos que luego también irán a diseñar el equipo que puede usar.

Desde entonces, por supuesto, hay nuevos dispositivos de protección contra fallas a tierra y fallas de arco disponibles. Así que toda la situación es ahora mucho, mucho mejor. Además, las ventajas de la conexión a tierra también.

Ten en cuenta que solo soy un aficionado en todo esto y mi opinión aquí es una cuestión de leer la escritura de otros. No soy un electricista capacitado y no tengo una opinión independiente y bien informada sobre este tema. Así que considera lo que he escrito y luego busca las cosas por ti mismo. Creo que tu pregunta es importante. Lo suficiente para que pienses por ti mismo y leas lo que puedas encontrar al respecto. Pero esa es mi opinión. Espero que eso ayude.

    
respondido por el jonk
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El aislamiento del transformador solo es útil si se realiza en cada dispositivo. Cada casa tiene muchos pasos de aislamiento del transformador entre la casa y la central eléctrica, pero cada vez que se usa normalmente, el lado del consumidor del transformador tiene un extremo (o el punto medio en 230 V EE. UU.) Conectado a tierra para mantener un potencial de tierra en lugar de un potencial de fuga desconocido. Eliminar la referencia de tierra del lado del consumidor de su propio transformador de edificio o el transformador de poste de calle habitual que alimenta 3 a 12 casas haría a las cosas MENOS seguras. Todos los consumidores estarían ahora a merced de todos los demás cuando se produzca la primera fuga, las redes tendrían un potencial arbitrario (probablemente entre 0 y 230 V, pero quizás no si falla un aislamiento en un transformador de encendido de caldera a 8 kV) y La siguiente persona que toque la red eléctrica tendrá esta corriente de falla conectada a tierra a través de ellos y no tendrá una manera fácil de detectar la falla por adelantado.

En un dispositivo con transformador aislado, usted intentaría asegurarse de que la entrada del transformador tenga una conexión a tierra y que las partes metálicas estén conectadas a tierra y que el aislamiento fuera de un orden alto. Todo esto para intentar evitar que el secundario se conecte al primario o a la tierra de cualquier manera en condiciones normales. En este caso, tocar cualquier punto en el secundario debe hacer que el punto de conexión a tierra local a su potencial y el resto flote según sea necesario y que no fluya ninguna corriente (sin descarga) porque el aislamiento evitaría el cierre de un circuito.

Este tipo de aplicación aún se ve en lugares (en su mayoría en baños de hoteles) donde a veces se puede encontrar un enchufe de afeitadora que tiene un pequeño transformador de aislamiento para que sea más seguro manejar el electrodoméstico mientras está parado en un piso húmedo o sosteniendo un metal accesorios de plomería.

    
respondido por el KalleMP

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