아파트에서 전원 콘센트를 교체하고 있습니다. 표준 4 선이 있으며 두 개의 빨간색 중 하나가 근처의 토글 스위치로 이동합니다.

토글 스위치가 꺼져있을 때 빨간색 전선 중 하나와 흰색 사이의 16V를 측정하기 때문에 걱정됩니다. (다른 빨간 선은 항상 0V를 측정하므로 아무것도 가지 않는다고 가정합니다.)

그것이 꺼져 있어야 할 때 16V에 앉아 있다면 빨간색을 연결하고 싶지 않습니다. 왜 이런 일이 일어나거나 내가 할 수있는 아이디어가 있습니까? 아니면 16이 0에 충분히 가깝습니까?

16V는 유도 / 스트레이 / 팬텀 전압 일 수 있습니다. 이 전력선은 라이브 와이어 (~ 120-130V)와 함께 번들로 제공되므로 라디오처럼 전압을 "수신"합니다. 다른 빨간색 선은 어딘가 접지 (또는 중성)에 연결되어 ~ 0V로 유지 될 수 있습니다.

팬텀 전압이라고 가정하면 16V는 어떤 장치에도 전원을 공급할 수 없으며 안전하다고 간주 될 수 있습니다. 주로 두 와이어 사이의 커패시턴스에 의해 발생합니다. 멀티 미터를 시스템에 연결하면 "개방형"와이어와 중성선 사이에 전류 경로가 생성됩니다. 그러면 AC 전류가 전선 사이에 흐를 수 있고 (AC는 커패시터를 통과 함) 멀티 미터 (유한 한 입력 임피던스를 가짐)를 통과 할 수 있습니다. 멀티 미터를 통해 흐르는 전류에 따라 측정중인 전압이 결정됩니다.

전원 콘센트를 교체하기 전에 회로를 완전히 이해하기 위해 스위치의 배선 방법을 살펴볼 수 있습니다. 또한 스위치는 중립이 아닌 LINE (~ 120V)을 연결 / 분리해야합니다. 중성점과 접지는 항상 콘센트에 연결해야합니다 (그리고 전원을 끄십시오).

이 문제를 피하는 한 가지 방법은 입력 임피던스가 낮은 전압계를 사용하는 것입니다. 최신 디지털 전압계는 일반적으로 약 10MΩ의 입력 임피던스를 갖습니다. 500kΩ 미만의 입력 임피던스를 가진 미터를 사용하면 연결되지 않은 와이어에 충분한 팬텀 전압을 발생시킬 수 없을 정도로 충분히로드됩니다. 전압계의 입력과 병렬로 500kΩ-1MΩ 저항을 추가하면 팬텀 전압을 제거 할 수있는 합리적인 방법이됩니다 (그러나 저항의 전력 등급, power = V ^ 2 / R 내에 있음에주의하십시오).

구형 아날로그 전압계는 종종 팬텀 전압을 측정 할 수 없을 정도로 충분히 낮은 입력 임피던스를 가지고 있습니다. 또한 팬텀 전압을 측정 할 수없는 충분한 입력 임피던스를 갖도록 설계된 일부 최신 디지털 멀티 미터가 있습니다. 이 멀티 미터는 종종 입력과 병렬로 PTC 서미스터를 사용합니다.

실험실 실험

예를 들어, 귀하의 상황과 비슷한 방식으로 약 1 미터의 NM 12/2 케이블을 연결했습니다. NM 케이블의 두 도체 외부에 중성선을 연결하고 접지를 떠났습니다. 중성선과 접지선 사이에서 31V를 측정했습니다.

이론적 계산

Matlab 코드로 작성된이 "팬텀"이 상당히 클 수 있음을 보여주는 계산 예제 (많은 단순화, 최악의 시나리오 등)가 있습니다. "빨간색"커넥터는 "핫"과 접지 된 와이어 사이에 있으며 12 게이지 와이어, 각 와이어에 19mil의 절연, PVC의 유전 상수, 멀티 미터의 입력 임피던스는 10Mohm이며 유도 성 커플 링 없음 (용량 성 커플 링 만). 병렬 와이어 쌍에 대해 Wikipedia 의 정전 용량 공식을 사용합니다 . 가정 된 와이어 길이는 1 미터입니다. 결과적으로 "실제"에서 측정 한 것과 유사한 33.4V의 팬텀 전압이 나타납니다. 이는 16V가 최신의 높은 입력 임피던스 전압계로 측정 할 수있는 "합리적인"팬텀 전압임을 나타냅니다.

이 계산은 12/3 케이블이 다음과 같다는 가정하에 기초합니다.

이렇게하면 다음과 같은 전압 분배기 회로가 생성됩니다 (유도 결합이 없다고 가정).

팬텀 전압은 Rmm 양단의 전압입니다 (다이어그램 오른쪽). AC 회로의 경우 회로에서 각 요소의 임피던스를 나타 내기 위해 복소수를 사용할 수 있습니다. 커패시터의 임피던스는 1 / (jωC)입니다. Wikipedia에는 ​​전압 분배기에 대한 자세한 정보가 있습니다. 출력 전압의 크기는 멀티 미터가 측정하는 것이므로 위상을 버릴 수 있습니다.

% For NM 12/2 cable, approx....
% Assume flat NM cable, with Red-Line-Ground-Neutral

f = 60; % Hz
w = 2*pi*f; % rad
Vin = 120; % V(rms)

% wire diameter
a=2.053e-3; % m

% Insulation, 19 mil
t_ins = 0.019*2.54/100; %m

% Cable length
l = 1; % m

% Dielectric constant
e0 = 8.854e-12; % F/m
e = 3 * e0; % PVC has a dielectric constant of 3.

%Multimeter input resistance, value of Fluke 80 series V
Rmm = 1e7;

% Wire capacitance, formula from Wikipedia
C = pi*e*l/acosh((2*t_ins+a)/a); % F
% The impedance of a capacitor is 1/(j*w*C)
Z_C = 1./(1j*w*C);

% Impedance of Z_C in parallel with Rmm.
% Parallel impedances are combined as the inverse of the sum of the
% inverses.
Z_2 = 1/(1/Z_C + 1/Rmm);

% The phantom voltage is a voltage divider of Z_C is series
% with Z_2. The phantom voltage is the voltage over Z_2.
Vphantom = Vin * abs(Z_2/(Z_C + Z_2));

fprintf('Phantom voltage is %f V.\n', Vphantom);

건물 / 주택의 접지 회로를 점검하십시오. 무결성을 확인하고 연결을 확인하십시오. 모두 정상이면 16V가 나타나는 지점까지 배선을 점검하십시오.

배선의 일부 세그먼트가 너무 오래된 경우, 유전체 (절연체)가 완전히 노출 된 지점이 아니고 방전이 발생할 수 있습니다. 스위치가 회로의 나머지 부분을 차단하더라도 유도 (변압기와 마찬가지로) 전류가 발생할 수 있습니다. 이러한 세그먼트를 찾은 다음 양쪽에서 잘라서 분리 한 다음 절연 될 우수한 도체의 평행 경로를 배치하면 문제가 해결됩니다.