Я многому научился по всем ответам, и, возможно, моя точка зрения настолько очевидна, что не стоит упоминать, но для меня это было неочевидно, и то же самое можно сказать и о некоторых других.
Мне кажется, что влияние заземляющих (заземляющих) дорожек не было отнесено к причине повреждающего повышения напряжения на одной ножке из-за потери нейтрали.
Очевидно, в США мы используем систему заземления TN-CS. См. Https://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system, для которой сломанный нейтральный элемент представляет собой серьезную угрозу безопасности.
Если нейтраль потеряна (полностью или частично), единственный или основной путь обратного тока от панели (заземляющие стержни) к трансформатору (заземляющему стержню) проходит через землю, путь, который имеет значительное сопротивление (в отличие от неповрежденной нейтрали, которая эффективно нулевое сопротивление).
При потреблении 125 В в доме ток, поступающий обратно к трансформатору, представляет собой разницу между током в двух горячих ветвях. Дисбаланс в двух ветвях будет отображаться как ненулевой ток на обратном пути. В случае потери нейтрали с низким сопротивлением этот ток вызовет разницу напряжения (V = IR) между заземляющими стержнями на панели потребителя и на трансформаторе. Эта разность напряжений будет вычтена из напряжения одной ноги в доме (более высокая нагрузка), но добавленак напряжению на другой ноге (нижняя нагруженная нога). Следовательно, любое оборудование на нижнем нагруженном участке будет превышать половину разности напряжений между опорами. И может возникнуть каскадный сбой, потому что каждый раз, когда нагрузка исчезает (когда происходит сбой оборудования) на участке более высокого напряжения, напряжение становится намного выше.
РЕДАКТИРОВАТЬ
Я поиграл с бесконечной сеткой резисторов, моделирующих путь от заземляющего стержня дома к заземляющему стержню на полюсе трансформатора, и меня довольно быстро одурачили и унижали. @Harper сослался на это в своем комментарии.
Погуглил и нашел изящный ответ https://www.mathpages.com/home/kmath669/kmath669.htm (Ответ на поставленную в мультфильме проблему в комментарии @Harper будет -0,5 + 4 / pi = 0,773 Ом.)
Этот анализ математики дает формулу для сопротивления между двумя точками на диагонали, разделенными m диагональными шагами, в виде:
Rmm = R (2 / pi) (1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 +.. + 1 / (2m-1))
Я предполагаю, что можно было бы оценить сопротивление на фут почвы, и тогда число футов до полюса составило бы m. Но мой вывод: существует значительное сопротивление между заземляющим стержнем дома и полюсом трансформатора.
У меня есть два заземляющих стержня, соединенных последовательно, и я мог отсоединить внешний стержень от панели и с помощью соединительных кабелей и удлинителя измерить сопротивление. Не уверен, что смогу мотивировать себя на это. Кто-нибудь знает сопротивление через 30 футов "почвы" (теперь очень влажная почва Далласа)?
РЕДАКТИРОВАТЬ2 Теперь я понимаю, что мне нужно отсоединить оба заземляющих стержня, чтобы получить точное измерение, и я не хочу этого делать. Во дворе от дома я мог нанести два ломанных отрезанных заземляющих стержня и посмотреть, какое сопротивление я получаю между ними.
EDIT3
Я вышел и толкнул два 18-дюймовых куска заземляющего стержня длиной 1 фут в землю на расстоянии 30 футов в нашем очень влажном заднем дворе. Я использовал удлинительный шнур 50 футов в качестве удлинителя измерительных проводов моего нового мультиметра Fluke 115 true rms в режиме сопротивления. Конечно, это измерение постоянного тока и количественно бессмысленно, но я просто сообщаю, что я получил. Кто-то здесь должен знать, каким должен быть действительный результат.
Первое значение, которое появилось на дисплее, было ~ 40 Ом, и оно выросло за ~ 10 секунд до ~ 120 Ом. Я вижу, что омметр постоянного тока не даст значимых результатов для 60 Гц переменного тока, но я просто сообщаю, что я получил. Я бы предположил, что сопротивление ~ 2 Ом до 20 Ом для 60 Гц.
РЕДАКТИРОВАТЬ4
Сопротивление по диагонали в двумерной бесконечной сетке резисторов R упоминалось выше
Rmm = R (2 / pi) (1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 +.. + 1 / (2m-1)).
Сумма обратных величин нечетных целых чисел (также ряд нечетных гармоник) не сходится при увеличении m к большему и большему m. Для m> 5 и прогрессивно лучше для m> 10 сумма этого ряда асимптотически приближается к логарифмической функции
гамма / 2 + Ln (2) + (1/2) Ln (м), где гамма - это константа Эйлера (или Эйлера-Маскерони) ~ 0,57722, поэтому
0,57722 / 2 + 0,69315 + (1/2) Ln (м) = 0,98176 + (1/2) Ln (м).
Тестирование это для m = 7
Сумма дает: 1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + 1/9 + 1/11 + 1/13 = 1.9551
Логарифмическая формула дает 0,98176 + 0,5 Ln (7) = 0,98176 + 0,97296 = 1,9547, и логарифмическая формула становится все ближе и ближе при m>.
Таким образом, сопротивление по диагонали из m диагональных шагов аппроксимируется
Rmm = ~ R / pi (1.9635 + Ln (m)), где m будет числом диагональных шагов между двумя узлами.
Таким образом, мы можем видеть, что сопротивление между заземляющим стержнем дома и заземляющим стержнем трансформатора является логарифмической функцией увеличения расстояния. Это означает, что это очень медленно увеличивающаяся функция расстояния.