In meinem End-to-End-Bild, wie Erdung funktioniert und warum sie wichtig ist, fehlt eine grundlegende Information. Wenn eine Spannung in einem Stromkreis angelegt wird, beginnt der elektrische Strom zu fließen (oder das Feld baut sich auf). Jetzt fließt in einem Wechselstrom-Heimstromkreis der Strom wie in Gleichstrom durch den Stromkreis, kehrt aber auch 50 oder 60 Mal pro Sekunde (Hz) die Richtung um.
Warum also streuen manche Geräte überhaupt elektrischen Strom auf ihre metallischen Oberflächen? Sollte nicht das Innenleben aller Geräte so ausgelegt sein, dass es niemals (oder selten) zu Leckströmen kommen kann?
Der springende Punkt meiner Frage ist, warum wir die fehlende Erdung beschuldigen, wenn ein Gerät einen elektrischen Schlag abgibt - ist das Gerät nicht auch dafür verantwortlich, dass es so konstruiert ist, dass ein Ladungsverlust möglich ist?
Daher ist es im Falle eines Stromschlags nicht ebenso wichtig, das Gerät (in diesem Fall handelt es sich tatsächlich um einen speziell zusammengestellten Desktop-Computer) zu untersuchen, um herauszufinden, warum sein Stromkreis Ladung an seine metallischen Körperteile abgibt, anstatt immer damit zu rechnen Erdung, um diese überschüssige Ladung zur Erde abzuleiten.
Eine andere Möglichkeit, diese Frage zu umschreiben, lautet: Gibt es bei einigen Geräten (insbesondere zusammengebauten Computern) wahrscheinlich / zu erwarten, dass Ladung austritt? Daher sollte es bei seltenen Stromschlägen nicht wichtiger sein, das Gerät selbst darauf zu untersuchen, ob es zu Leckladungen neigt, als blind die Erdung zu überprüfen
Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Netzversorgung bewusst über kleine Hochspannungskondensatoren mit Masse verbunden wird, um emittierte Funkstörungen zu reduzieren. Diese Kondensatoren sind so bemessen, dass sie hohen Spannungen sicher standhalten und "ausfallsicher" sind (dh bei einem Unfall oder übermäßiger Temperatur keine Kurzschlüsse bilden). Sie werden normalerweise als "Klasse Y" oder "Klasse X2" auf ihrem Gehäuse gekennzeichnet Markierungen, typischerweise 0,1 uF 275 V oder 400 V.
Diese leiten einen kleinen Wechselstrom zu einem Metallgehäuse, und wenn das Metallgehäuse NICHT richtig geerdet ist, ist es möglich, einen leichten Stromschlag von diesem Strom zu bekommen, aber es sollte nicht gefährlich sein.
Ich habe auch etwa 110 V Wechselstrom an freiliegenden Metallarbeiten gemessen, einfach anhand der Kapazität in einem (230 V) Netztransformator (der Kurzschlussstrom betrug nur 30 Mikroampere, aber das "Kribbeln" war zu spüren).
Ich würde jedoch zustimmen, dass jede andere Leckagequelle vom Wechselstromnetz zu Metallarbeiten untersucht werden sollte - die gefährlichen würden im Gegensatz zu den oben genannten normalerweise bei Gleichstromwiderstandsmessungen auftauchen.
Das Gehäuse des Geräts kann aufgrund eines Konstruktionsfehlers oder unsachgemäßen Gebrauchs (Herunterfallen auf den Boden) heiß werden == an spannungsführende Leitung angeschlossen werden. Diese Dinge passieren, genauso wie jede Software Fehler hat. Es wäre schön, wenn solche Fehler KEINE Menschenleben kosten würden. Aus diesem Grund erden wir das Gehäuse, und wenn ein Kurzschluss auftritt, fließt der übermäßige Strom zur Erde, der Leistungsschalter löst aus (oder besser, der Fehlerstromschutzschalter löst aus), und niemand wird verletzt.
Zur Verdeutlichung: Die Ladung soll NICHT zur Erde abfließen. In jedem Fall ist das Gerät defekt und muss repariert oder ausgetauscht werden. Interessanterweise ist der mittlere Strom, der erforderlich ist, um einen Menschen zu töten, 30 mA, auch der Standardwert für Fehlerstromschutzschalter, um auszulösen.
Warum fließt nun Strom durch eine Person und verbindet das Gehäuse des Geräts mit Masse? Warum nicht alle Netzteile von Masse isolieren, und dann wäre es nicht möglich, einen Stromkreis durch die Person zu schließen, die das Live-Gehäuse berührt?
FIXMEUP:
Leider bin ich mir nicht sicher. Ich denke, das liegt daran, dass die Erde eine erhebliche Kapazität hat und bevor sie genug aufgeladen ist, damit der Stromfluss aufhört, wird die Person lange tot sein.
In einem ordnungsgemäß funktionierenden Gerät der Klasse I (geerdetes Chassis) gibt es zwei Hauptquellen für Netzableitungen: vorsätzliche kapazitive Verbindungen vom Netz zur Erde und Streukapazität.
First, and foremost in the case of most consumer/light-commercial grade Class I equipment (desktop PCs, mains-powered test equipment), are the class Y capacitors, often around 4.7-10nF or so, from mains to earth at the power input. These provide a path that allows internal high frequency noise to return to its origin instead of entering or exiting the box -- along with the rest of the mains entry filter parts, they provide a "noise firewall" that keeps your box from making a hash of your favorite radio station.
Bei medizinischen Geräten, bei denen eine geringe Leckage von größter Bedeutung ist, und bei älteren Geräten, bei denen eine solche Rauschfilterung nicht erforderlich ist, sind diese Kondensatoren jedoch nicht vorhanden. Infolgedessen sind die primären Leckquellen jetzt parasitäre oder "streuende" Kapazitäten von der Netzverkabelung zu geerdetem Metall und auch zwischen den beiden Seiten des Netztransformators, falls einer vorhanden ist, und die Sekundärseite ist geerdet. Diese Kapazitäten sind in den meisten Fällen kleiner als Y-Kondensatoren, können aber dennoch einen gewissen Leckstrom liefern, insbesondere bei Geräten mit großen Wechselstrommotoren oder dergleichen.
Neuere Geräte mit ihren ausgeklügelten Steuerungen und einige andere Geräte (z. B. Mikrowellen) sind ein Gleichgewicht zwischen den beiden Leckstromquellen.
Nick Alexejew