Γιατί ένα στάνταρ πρωτεκτόρα δεν προστατεύει από τις λάθος συνδέσεις στη γη;

Μια σπασμένη ουδέτερη σε μια διάταξη με κανονικό αποσυνεργατή παρουσιάζει κίνδυνο ηλεκτροσοκ επειδή ο αποσυνεργατής δεν ελέγχει ή προστατεύει τον ουδέτερο ηφαιστοφέρ. Το εσωτερικό μηχανισμό ενός κανονικού αποσυνεργατή δεν είναι σχεδιασμένος να ανιχνεύει ρεύματα λάθους στο έδαφος κατά τη λειτουργία. Οι κανονικοί αποσυνεργατές είναι σχεδιασμένοι για να προστατεύουν από υπερφορτώσεις και σύντομες συνδέσεις, όχι από λάθη στο έδαφος.

Οι κανονικοί αποσυνεργατές ελέγχουν το ρεύμα στον φασικό ηφαιστοφέρ και τρέχουν αν το ρεύμα υπερβαίνει την ικανότητα του αποσυνεργατή - συνήθως λόγω υπερφόρτωσης ή σύντομης σύνδεσης. Ωστόσο, με μια σπασμένη ουδέτερη, το ρεύμα λάθους μπορεί να επιστρέψει στην πηγή μέσω του καλωδίου έδαφους. Αυτό συμβαίνει επειδή οι βάρες έδαφους και ουδετερότητας είναι συνδεδεμένοι στο κύριο πάνελ.

Ως αποτέλεσμα, ένα ρεύμα χαμηλότερο από την ικανότητα του αποσυνεργατή μπορεί να ρέει στη διάταξη μέσω μιας μη προβλεπόμενης διαδρομής. Επειδή κανένα υπερβολικό ρεύμα δεν ρέει μέσω του φασικού ηφαιστοφέρ, ο αποσυνεργατής δεν ανιχνεύει λάθος και παραμένει κλειστός. Συνεπώς, μέρη της διάταξης παραμένουν ενεργά, δημιουργώντας έναν κρυμμένο κίνδυνο ηλεκτροσοκ που ο αποσυνεργατής δεν αντιμετωπίζει.

Τα πιο συνηθισμένα λάθη σε μια ηλεκτρική διάταξη είναι τα εξής:
Υπερφορτώσεις και Σύντομες Συνδέσεις

Οι κανονικοί αποσυνεργατές ανταποκρίνονται στο υπερβολικό ρεύμα που προκαλείται από υπερφορτώσεις ή άμεσες σύντομες συνδέσεις (λάθη με υψηλό ρεύμα όπου το ρεύμα ρέει άμεσα από το φασικό στον ουδέτερο ή φασικό σε φασικό). Αυτές οι συνθήκες δημιουργούν ένα πλήθος ρεύματος, το οποίο ο αποσυνεργατής ανιχνεύει και τρέχει για να προλάβει την καταστροφή.

Λάθη Εδάφους

Ένα λάθος εδάφους συμβαίνει όταν το ρεύμα διαρρέει από τον φασικό ηφαιστοφέρ σε μια εδαφοσυνδεδεμένη επιφάνεια, παρακαμπτώντας τον ουδέτερο ηφαιστοφέρ (π.χ., λόγω μιας σπασμένης ουδετερότητας ή ενός ζωντανού ηφαιστοφέρ που επικοινωνεί με το μεταλλικό περίβλημα ενός συσκευής ή υγρή επιφάνεια). Τα λάθη εδάφους μπορεί να μην παράγουν τα υψηλά πλήθη ρεύματος που απαιτούνται για να τρέξει ένας κανονικός αποσυνεργατής, ειδικά αν μόνο μικρό ποσοστό ρεύματος διαρρέει στο έδαφος. Αυτή η διάρροια μπορεί να δημιουργήσει σοβαρούς κινδύνους ηλεκτροσοκ χωρίς να φθάσει στο όριο τρέξιμου του αποσυνεργατή.

Πώς Ανταποκρίνεται Ένας Κανονικός Αποσυνεργατής σε Σύντομη Σύνδεση ή Λάθος Εδάφους;

Ας εξετάσουμε πώς ανταποκρίνεται και αντιδρά ένας κανονικός αποσυνεργατής σε σύντομες συνδέσεις ή λάθη εδάφους σε μια διάταξη, όπως φαίνεται παρακάτω.

Θεωρήστε αυτό το παράδειγμα: Σε ένα κύριο πάνελ 120V/240V, μια διάταξη φωτισμού ελέγχεται και προστατεύεται από έναν 15-αμπερ κανονικό αποσυνεργατή σε 120V προμήθεια, και η σύνδεση ουδετερότητας χάνεται.

Όπως φαίνεται στο σχήμα, αν ο βάρος ουδετερότητας στο κύριο πάνελ δεν είναι διαθέσιμος, το επιστροφικό ρεύμα προσπαθεί να ρέει πίσω στον βάρος ουδετερότητας. Επειδή ο βάρος ουδετερότητας είναι συνδεδεμένος με τον βάρος έδαφους, η μόνη διαδρομή του ρεύματος πίσω στην πηγή (συνήθως τον μετατροπέα) είναι μέσω του καλωδίου έδαφους. Αυτό δημιουργεί μια διάταξη, επιτρέποντας σε περίπου 2.4 αμπέρ αμπέρ λάθους ρεύματος να ρέει. Η σφαίρα φωτισμού μπορεί να εκπέμπει ακόμη και ένα ασθενές φως.

Αυτό το 2.4-αμπερ ρεύμα λάθους είναι σημαντικά χαμηλότερο από την ικανότητα 15-αμπερ του αποσυνεργατή, οπότε δεν τρέχει. Συνεπώς, η διάταξη παρουσιάζει κίνδυνο ηλεκτροσοκ, καθώς όλα τα μεταλλικά στοιχεία - περιλαμβανομένων των περιβλήματων συσκευών, μεταλλικών διαδρομών και των μεταλλικών σωμάτων συνδεδεμένων συσκευών - ενεργοποιούνται με περίπου 72V AC.

Τώρα, θεωρήστε ένα άλλο σενάριο όπου η ουδέτερη χάνεται και ο φασικός ηφαιστοφέρ επικοινωνεί με το μεταλλικό σώμα της συσκευής, δημιουργώντας ένα "διπλό λάθος". Σε αυτή την περίπτωση, το φως είναι ανοιχτό λόγω της έλλειψης αντίστασης φορτίου. Όπως φαίνεται στο σχήμα, ένα ρεύμα λάθους περίπου 4 αμπέρ ρέει μέσω του καλωδίου έδαφους πίσω στην πηγή.

Και πάλι, όλα τα μεταλλικά στοιχεία στη διάταξη ενεργοποιούνται σε 120V AC. Αυτό το 4-αμπερ ρεύμα λάθους παραμένει κάτω από το όριο 15-αμπερ του αποσυνεργατή, οπότε ο αποσυνεργατής δεν τρέχει. Εάν ένας τεχνικός αγγίξει το περίβλημα συσκευής, τη μεταλλική διαδρομή ή το μεταλλικό σώμα της συσκευής, κινδυνεύει να υποστεί σοβαρό ηλεκτροσοκ.

Για την εξάλειψη αυτών των κινδύνων, συνιστάται η χρήση αποσυνεργατή GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) αντί για κανονικό αποσυνεργατή. Οι αποσυνεργατές GFCI είναι σχεδιασμένοι για να ανιχνεύουν λάθη εδάφους και να τρέχουν σε επικίνδυνες συνθήκες - περιλαμβανομένων εκείνων που προκαλούνται από μια σπασμένη ουδέτερη - εξασφαλίζοντας μια ασφαλέστερη λειτουργία.