Warum ein Fehler in der Verkabelung eines Elektrikers dazu führen könnte, dass die USB-Abschirmung eines PCs 120 V beträgt, wenn er geerdet werden sollte

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Ich hatte letzte Woche beinahe einen schweren Stromunfall, als ich versuchte, mit einem Oszilloskop eine von einem Studenten gebaute Schaltung zu testen.

Ich hatte das Zielfernrohr an eine Bodensteckdose angeschlossen und die Platine über ein USB-Kabel an einen PC im Labor angeschlossen. Ich hatte Probleme damit, ein Signal nur mit der Sondenspitze und den Erkundungspunkten auf der Platine anzuzeigen. Deshalb habe ich versucht, den Erdungskrokodilklemme der Sonde mit der Platinenerde zu verbinden (obwohl ich dachte, dass dies unnötig sein sollte) ein großer Lichtbogen und geschmolzener Draht und verkohlte Teile der Leiterplatte und einige Sensoren.

Nach einigem Kopfkratzen und ein paar weiteren Funken habe ich schließlich mit einem Voltmeter überprüft, ob die Metallabschirmung des USB-Anschlusses am PC mit 120 V Wechselstrom verbunden ist, und zwar in Bezug auf den dritten Stift an der Steckdose, an die ich das Zielfernrohr angeschlossen hatte.

Daher bin ich überzeugt, dass ein Elektriker beim Anschließen des Stroms an den Tisch im Labor einen Verdrahtungsfehler gemacht hat. Anstatt an eine Wandsteckdose angeschlossen zu werden, wird der Labortisch über eine Leitung mit Strom versorgt, die in die Wandöffnung führt und den Strombedarf von zwei Labortischen deckt. Ein Aufkleber auf dem Kabelkanal zeigt einen Schaltplan, der angibt, dass sich die beiden Anschlüsse den Neutralleiter teilen sollen. Einer ist jedoch mit "hot1" - einem roten Draht und der andere mit "hot2" - einem schwarzen Draht verbunden. Es zeigt auch ein grünes gemeinsames Erdungskabel.

Ich entschuldige mich für die lange Einrichtung bei meiner eigentlichen Frage, aber ich versuche zu verstehen, was der Verdrahtungsfehler sein könnte, um diese Situation zu verursachen. Ich bin sicher, dass der USB-Schirm bei 120V relativ zur Masse war. Sollte die Abschirmung nicht mit dem Computergehäuse verbunden und daher geerdet sein? Wie könnte es dann bei 120V Potenzial sein? Wenn der Elektriker versehentlich heiß und neutral geschaltet hat, sollte der Computer dann nicht einen Schutzschalter durchgebrannt haben, anstatt die Abschirmung auf 120 V zu stellen?

Ich bin froh, dass ich keinen Stromschlag bekommen habe. Jetzt, da die Angst verflogen ist, steigt meine Neugier, was für ein Fehler in der Verkabelung tatsächlich gemacht wurde. Ich hoffe, meine Erklärung ist klar genug, damit jemand erkennen kann, was falsch ist. (Übrigens habe ich all das vielen Leuten in der Schule gemeldet und ein Elektriker wird hinzugezogen, um die Dinge sofort zu korrigieren.)

Hinzugefügt: Ich hoffe, dass ich klargestellt habe, dass ich die eigentliche Arbeit zur Behebung dieser Gefahr tatsächlich einem Elektriker übertragen habe, den die Schule einbringen wird. Ich bin jedoch sehr daran interessiert, den Fehler zu verstehen, damit ich einfach mein Wissen erweitern kann. Ich hoffe, dass jemand da draußen dabei helfen kann.

EDIT: FALSCH - SIEHE UNTEN "Heute bin ich zur Schule gekommen, nachdem der Elektriker den Fehler bereits behoben hatte." Ich wünschte, ich hätte die Gelegenheit gehabt zu fragen, was los war. Ich hoffe, dass ich in den nächsten Tagen mehr Informationen von den Leuten in der Schule bekommen kann.

Ich habe ein Ohmmeter verwendet, um mich davon zu überzeugen, dass der USB-Schirm des Computers tatsächlich mit dem dritten Stift seines Netzsteckers verbunden ist, und bin daher überzeugt, dass das gesamte Metallgehäuse des Computers letzte Woche heiß war.

Ich hörte aus zweiter Hand, dass unsere Wartungsmitarbeiter in der Vergangenheit eine Art Steckdosenprüfgerät auf der Rennstrecke eingesetzt hatten und dass es den Test tatsächlich bestanden hat (!). Wie ist das möglich, wenn ein so schwerwiegender Fehler wie der fehlende Boden vorliegt und was hätte sein sollen? geerdet statt an 120VAC angeschlossen? Gibt es eine Art seltsames, fehlerhaftes Anschlussschema, das ein einfacher Steckdosenprüfer vermissen würde?

Da es den Anschein hat, als ob die Umverkabelung der Strecke nicht sehr lange gedauert hat (ich bin um 11 Uhr zur Schule gegangen und alles war repariert), nehme ich an, dass es nicht viel Jagd gekostet hat, sie zu finden. Aber ich bin immer noch verwirrt. Ich werde zusätzliche Informationen hinzufügen, sobald ich mehr erfahre ...

WICHTIGES UPDATE: Gestern habe ich mich als Idiot erwiesen. Was ich für reparaturbedürftig hielt, war nur ein Beweis dafür, dass unser Kopfwartungsmann noch mehr prüfte und den Strom abschaltete. Ich habe einfach keine 120V mehr am Computergehäuse gemessen, weil die Stromversorgung ausgeschaltet war. Dummkopf.

Heute arbeitet der Elektriker oben an dem Problem und findet ein paar sehr seltsame Sachen. Im Moment sieht es so aus, als wären die Computer korrekt an die Stromversorgung angeschlossen, aber die Bodensteckdose weist einige Probleme zwischen Masse und Neutral auf. Er hat mir gezeigt, wie er von seinem Tester einen schönen, sauberen Ton über den Boden und neutral auf den Computer liefert, aber eine Art trüben Ton zwischen Boden und neutral auf dem Boden und den Wandsteckdosen.

Außerdem hat unser Wartungsmann gestern während seines Experimentierens seltsame Spannungen wie 36 V und 23 V an einigen Computersteckdosen festgestellt. So besucht der Elektriker heute. Alle einfachen Theorien dafür scheinen aus dem Fenster zu sein. So wird es von Minute zu Minute interessanter ...

DAS NEUESTE - Der Ausbilder im nächsten Büro sagte mir, dass die Jungs am späten Nachmittag Erfolg hatten, aber ich war nicht da, um die Antwort zu bekommen. Dang. Vielleicht morgen. Was auch immer das Problem war, der Elektriker rief um Hilfe und unser Schulpersonal kratzte den ganzen Tag viel am Kopf.

MEHR: Heute höre ich, dass sie den Täter als "modulare Peitsche in den Möbeln" ausfindig gemacht haben. Unser Kopfpfleger sagt (und ich habe gesehen), dass die Ausgänge zu den PCs in Tabletts in den Labortischen untergebracht sind und jeder Streifen sozusagen verkettet ist. Ich versammle mich irgendwo in der Kette, dort waren sowohl offener Boden als auch offene Neutrale. Er sagt, er habe jegliches Vertrauen in die Stromverbindungsmaterialien verloren, die in den Labormöbeln steckten.

Ich verstehe immer noch nicht, wie ein Steckdosenprüfer diese Fehler nicht erkannt hätte. Vielleicht war es nur so, dass der Tester ursprünglich nur verwendet wurde, wenn die Streifen tatsächlich gesund waren, und dann trat der Fehler einige Zeit später auf. Irgendwelche Ideen, was dazu führen würde, dass sich diese Art von Fehlern entwickelt?

Ich habe hier etwas gefunden, das zu vielen der von uns entdeckten Symptome passt. Er nennt es "Bootleg-Boden mit umgekehrter Polarität". Glaubst du, das könnte es sein? Aber wie könnte dies ein Fehler in einer Steckdosenleiste sein? Müsste es nicht noch in der Gebäudeverkabelung sein?

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

ADDED: Ich hatte gerade ein sehr nettes Telefongespräch mit Mike Sokol, dem Autor des obigen Artikels. Er sagt, mein Unfall klingt genau wie sein RPBG-Szenario, und er hat mir auch klargemacht, dass das "Warble" des Tonkontinuitätstesters des Elektrikers wahrscheinlich ein Beweis für eine gute Erdung und eine neutrale Verbindung ist, während der "saubere" Ton wahrscheinlich ein Zeichen dafür ist Die Masse- und Neutralleitung sind direkt miteinander verbunden, was eine Verletzung des Codes darstellt. Ich denke das "warbly" Geräusch zeigt, dass es einen Spannungsabfall zwischen Masse und Neutral gibt, wie es mit einer angeschlossenen Last sein sollte. Der Elektriker dachte genau das Gegenteil. Hmmm...

LETZTER: Die Leute in der Schule scheinen zufrieden zu sein, dass das Problem behoben wurde. Mir wurde jedoch gesagt, dass der Fix einfach darin bestand, dass etwas herausgezogen und wieder eingesteckt wurde (!). Ich habe die Dinge mit einem berührungslosen Spannungsprüfer überprüft und das Computergehäuse ist jetzt geerdet. Aber ich verstehe nicht, wie man das durch einfaches Wiederverbinden beheben kann. Vielleicht habe ich die ganze Geschichte nicht verstanden, aber ich bin immer noch nervös, dass sich diese Situation wiederholen könnte. Ich bin noch nicht ganz zufrieden ...

user55515
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Haben Sie überprüft, ob der USB-Schirm und das PC-Gehäuse die gleiche Spannung haben? Ist das PC-Gehäuse geerdet oder auf welche Spannung von Masse?
berto
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Leben Sie in einem Land mit 120 V oder 230 V Netzspannung? Im letzteren Fall ist das von Ihnen gemessene Symptom, dass bei einem Produkt mit geerdetem Gehäuse keine Schutzerde vorliegt. Das Netzteil verfügt über Filterkondensatoren von stromführend und neutral zur Erde, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Ohne eine ordnungsgemäße Erdung fungieren die Filterkappen als Spannungsteiler, wodurch der gesamte PC auf der Hälfte der Netzspannung schwebt. Die geringe Reaktanz der Kappen bei Netzfrequenz lässt keinen nennenswerten Strom fließen. Wenn Sie in einem 120-V-Land leben, ist die Ursache anders und die Situation gefährlich.
JMS
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Natürlich würde ein großer Bogen die kapazitive Teilerhypothese insgesamt widerlegen.
JMS
Gibt es irgendwo in diesem Verkabelungssystem einen zusätzlichen FI-Schutzschalter?
brhans
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Sieht so aus, als hättest du die Antwort. Ich denke du postest das als Antwort. Spehro hatte die richtige Idee (Grund heiß), aber nicht die Ursache.
JRE

Antworten:

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Angenommen, das nordamerikanische Elektrosystem wäre der einzige Fehler, den der Elektriker machen könnte, der das Symptom verursachen würde, das Austauschen der GND- und der HEISSEN Drähte. Heiß und neutral zu tauschen würde es nicht tun.

Das ist ein sehr schwerwiegender Fehler - und es ist ziemlich fahrlässig, nicht darauf zu achten, ob das tatsächlich das Problem ist. Es könnte leicht jemanden umkommen lassen.

Wenn es das Problem ist, können Sie 120 V zwischen dem so genannten dritten Pin an den beiden Ausgängen messen.

Es ist auch möglich, aber unwahrscheinlich, dass ein Problem mit dem PC dieses Symptom verursachen kann.

Bearbeiten: Wie andere darauf hingewiesen haben, funktioniert der PC so, dass es sich nicht um einen einfachen Tausch handelt. Tatsächlich kann kein einzelner Fehler diese beschriebenen Symptome verursachen.

Wenn der Heißleiter an beiden Anschlüssen angeschlossen ist und wo er hin soll. Zum Beispiel, wenn der Heißleiter an der Leitung kurzgeschlossen ist und die Leitung unterbrochen ist.

Ich freue mich auf eine Fortsetzung dessen, was das war ...

Spehro Pefhany
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Würde das Austauschen von Hot und Gnd dem PC ermöglichen, zu funktionieren?
Passant
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Da der PC eingeschaltet war, musste die Netzspannung an zwei der drei Anschlüsse der Steckdose und nicht nur an Masse angeschlossen werden. Es könnte also kein einfacher Tausch sein. Es ist auch möglich (wenn auch unwahrscheinlich), dass das Netzkabel falsch verdrahtet wurde. Ich würde erwarten, dass der PC funktioniert (bis er mit einem Kabel an ein ordnungsgemäß geerdetes Gerät angeschlossen wird).
Pigrew
Vielen Dank für Ihre Erkenntnisse. Ich bin in Minnesota, also ist dies ein 120-V-System, aber die Wandsteckdose (keine Standardsteckdose, sondern zwei Leitungen, die aus einer Steckdose kommen) verwendet zwei "heiße" Kabel, eines für jedes. Ich denke, das bedeutet, dass sie gegensätzliche Phasen sind. Wenn ich verstanden habe, was ich gestern gelesen habe, kann der gemeinsame Neutralleiter einen geringeren Strom führen, wenn beide Leitungen belastet sind. Habe ich das richtig verstanden?
user55515
Das nordamerikanische System kann zwei oder drei heiße Drähte haben, die 240 (2 für Wohnzwecke) oder 208 VAC (3 für gewerbliche Zwecke) relativ zueinander sind. Wenn Sie also zwischen zwei heißen Drähten an verschiedenen Stromkreisen messen, sehen Sie im Wohnbereich 0 oder 208 oder 240, aber ich sehe keine Möglichkeit, die sich auf die Sicherheit
auswirken könnte
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Ich kann mir eine Möglichkeit vorstellen, aber es ist ziemlich beängstigend.

Wenn Ihre Conduits tatsächlich zwei separate Hots liefern, wird Ihr PC mit 240 Volt Wechselstrom versorgt. Dies ist an sich kein Problem: Viele PC-Netzteile verarbeiten 120/240 automatisch. Allerdings (und hier wird es unheimlich) nehmen diese Versorgungen einen heißen / neutralen Eingang an, wobei der Nullleiter nominell auf der gleichen Spannung wie die Masse liegt. Wenn ich recht habe, sitzt Ihre gesamte PC-Elektronik bei 120 VAC und wartet nur darauf, jemanden zu beißen.

Ich empfehle, sofort Ihren Elektriker anzurufen. Wenn Sie keine sofortige Antwort erhalten, gehen Sie in Ihrer Mittagspause zu Ihrem örtlichen Baumarkt und kaufen Sie einen 3-LED-Leistungstester für 10 Dollar oder was auch immer.

Dabei gibt es zwei rätselhafte Aspekte: 1) Warum hat Ihr Bildschirm (vorausgesetzt, Sie haben einen getrennten Monitor) nicht geraucht? Drucker sind oft doppelt isoliert, damit sie schweben können, aber Monitore sind (soweit ich weiß) immer geerdet. 2) Warum hat die Erdleitung Ihres PCs nicht viel Aufhebens gemacht? Ist es möglich, dass der Elektriker niemals Masse an die Steckdose angeschlossen hat?

Grundsätzlich ist es wahrscheinlich, dass Sie die Tatsache gerettet haben, dass ein moderner PC nicht erfordert, dass Sie etwas Leitfähiges berühren.

Ich bin bei Spehro: Ich kann es kaum erwarten zu hören, was wirklich passiert ist.

BEARBEITEN - Der Grund, warum ich dies für ziemlich beängstigend halte, ist eine persönliche Erfahrung, die Sie vielleicht unterhaltsam finden.

Ich war an einem Raketenstart von Wallops Island beteiligt, und unsere Nutzlast enthielt eine Reihe von optischen Sensoren mit niedriger Empfindlichkeit. Wir haben diese getestet, indem wir nacheinander ein helles Licht auf jeden Sensor gerichtet haben. Kurz vor dem Start haben wir die Nutzlast mit dem Booster für feste Brennstoffe verbunden und dann einen Abschlusstest durchgeführt. Beachten Sie, dass der Booster zwar keinen eingebauten Zündkern hatte, aber ein perfekt funktionierendes Höhenruder war. Wir verwendeten eine Standardarbeitslampe, um hochhelles Licht bereitzustellen, und befanden uns mitten im Test, als der Typ mit dem Licht das Schutzgerüst die Haut berühren ließ. Er zeichnete einen Bogen. Es war einer dieser Come-To-Jesus-Momente, denn für einen außergewöhnlich langen Moment warteten alle darauf, ob sich der Booster entzünden würde. Das hat es nicht getan. Zu unserer Ehre ließ der Typ mit dem Licht es nicht fallen und niemand beschmutzte sich wirklich.

Eine Obduktion stellte fest, dass die Steckdose, an die wir den Stecker angeschlossen hatten, den Nullleiter und den Boden vertauscht hatte und die Last im Gebäude nicht ausgeglichen war, sodass der Nullleiter erheblich vom Boden abwich. Aus Sicherheitsgründen wurde der Vogel natürlich geerdet und bot so ein gutes Rücklaufbad, wenn er an den nominell geerdeten (aber tatsächlich an den Neutralleiter angeschlossenen) Drahtkäfig der Lampe angeschlossen wurde.

Also nicht herumspielen.

WhatRoughBeast
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This is not, by itself an issue: lots of PC power supplies will handle 120/240 automaticallyIch habe noch keine PC / ATX-Versorgung gefunden, die nicht manuell von 120 auf 240 oder umgekehrt umgeschaltet werden muss.
Passant
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Viele PC-Netzteile mit einer Nennleistung von mehr als 80 verfügen über eine aktive PFC und können universelle Wechselstromeingänge (85-264 VAC, 47-63 Hz) verarbeiten. Ich denke, Sie können nicht mehr als 80 Gold oder Platin ohne aktive PFC erreichen.
Adam Lawrence
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@passerby: Ich habe gerade ein paar im Januar
weggeworfen
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+1 für den Umgang mit einer Ladung, die einen Wallop auf Wallops Island packt, und dem armen Kerl, der dabei einen Wallop bekommen hat.
Sean Boddy
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Viele Monitore verfügen heutzutage auch über ein universelles SMPS.
ThreePhaseEel
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Ich hörte aus zweiter Hand, dass unsere Wartungsmitarbeiter in der Vergangenheit eine Art Steckdosenprüfgerät auf der Rennstrecke eingesetzt hatten und dass es den Test tatsächlich bestanden hat (!). Wie ist das möglich, wenn ein so schwerwiegender Fehler wie der fehlende Boden vorliegt und was hätte sein sollen? geerdet statt an 120VAC angeschlossen? Gibt es eine Art seltsames, fehlerhaftes Anschlussschema, das ein einfacher Steckdosenprüfer vermissen würde?

Ja, die billigsten Steckernetztester testen nur sehr wenige der einfachsten Permutationen möglicher Verdrahtungsfehler.

In der folgenden Tabelle eines Herstellers solcher Geräte ist zu beachten, dass es wesentlich mehr Permutationen von Fehlerzuständen gibt als Permutationen von drei LED-Anzeigen.

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Anmerkung 1 - EN-Umkehrung nicht erkennbar.
Anmerkung 2 - Untersuchung durch eine Elektrofachkraft erforderlich.
Hinweis 3 - Achtung! Sorgfältig untersuchen. Die Steckdosendrähte stehen möglicherweise unter Spannung, aber die LEDs leuchten nicht. Untersuchung durch Elektrofachkraft erforderlich

Sie können Advanced- und Professional-Versionen dieser Steckdosentester kaufen, die eine größere Anzahl von Fehlern unterscheiden, aber keine von ihnen kann alle möglichen Verdrahtungsfehler korrekt unterscheiden.

Die fortschrittlicheren Steckdosentester kosten in der Regel das Zehnfache der billigsten. Die umfassenderen messen die Erdschleifenimpedanz und können RCDs / GFCIs testen.

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Verweise

RedGrittyBrick
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