Miks tavaline lülitus ei kaitse maapuute vastu

Väga neutraalne joon, kus on kasutusel tavaline katkis, tekitab šokkiriski, sest katkis ei jälgi ega kaitse neutraalset juhtme. Tavakatkise sisemine mehhanism ei ole mõeldud maapinnavigadele tingitud voolu tuvastamiseks töö ajal. Tavalised lülitid on projekteeritud ületaaskandmise ja lühikese tsirkviitide, mitte maapinnavigade eest hoidmiseks.

Tavalised lülitid jälgivad voolu soojas juhtmes ja võtavad kinni, kui vool ületab lülitise spetsifikatsiooni – tavaliselt ületaaskandmise või lühikese tsirkviidi tõttu. Kuid vigane neutraaliga saab vigavool tagasi allika poole maajooni kaudu liikuda. See toimub, kuna maapind ja neutraalne terminalriba on sidunud peamises paneelis.

Seetõttu võib vool, mis on väiksem kui lülitise spetsifikatsioon, liikuda tsirkviidis ebatavalisel trajektooril. Kuna ületäistoo soojas juhtmes puudub, ei tuvasta lülitis vigu ja jääb avatuks. Seetõttu osad tsirkviidist jäävad elektristatud, tekitades peidetud šokkiriski, mida lülitis ei lahenda.

Kõige levinumad vigad elektri tsirkviidis on järgmised:
Ületaaskandmed ja lühikese tsirkviidid

Tavalised lülitid reageerivad ületaaskandme või otseste lühikese tsirkviidide (suure vooluga vigude, kus vool liigub otse soojast neutraalse või soojast soojasse) põhjustatud ületäisvoolule. Need tingimused tekitavad voolusuurenduse, mida lülitis tuvastab ja võtab kinni, et vältida kahju.

Maapinnavigad

Maapinnavigane tekib, kui vool valduvabuneb soojast juhtmest maapindale, jättes välja neutraalse juhtmee (nt vigase neutraaliga või elav juhtme kontaktides metallse seadmega või niiskes pinnaga). Maapinnavigad võivad mitte tekitada nii suurt voolusuurendust, mida tavaline lülitis tuvastaks, eriti kui vaid väike vool valduvabuneb maapinna. See valduvabadus võib tekitada tõsiseid šokkiriske ilma, et jõuaks lülitise kinnivõtmise limiidini.

Kuidas reageerib tavaline lülitis lühikese tsirkviidi või maapinnavigale?

Vaadake, kuidas tavaline lülitis käitub ja reageerib tsirkviidi lühikese tsirkviidile või maapinnavigale, nagu järgmisel joonisel näidatud.

Olgu see näide: 120V/240V peamises paneelis on valgustus tsirkviit kontrollitav ja kaitstud 15 amperi tavalise lülitisega 120V tarnel, ja neutraalne ühendus on kadunud.

Nagu joonisel näha, kui neutraalne riba peamises paneelis on ebaoluline, püüab tagasivoolu liikuda neutraalse riba poole. Kuna neutraalne riba on sidunud maapinda ribaga, on voolu ainus tee tagasi allikasse (tavaliselt transformatoriga) maajooni kaudu. See moodustab tsirkviidi, lubades ligikaudu 2,4 amperi vigavoolu liikuda. Valgustitükk võib endiselt heledalt hoolduda.

See 2,4 amperi vigavool on palju väiksem kui lülitise 15 amperi spetsifikatsioon, seega ei võta ta kinni. Seetõttu esitab tsirkviit šokkiriski, kuna kõik metallkomponendid, sealhulgas seadmete kere, metallrajad ja ühendatud seadmete metalllikud kehad, jäävad elektristatud umbes 72V AC-ga.

Nüüd kaaluge olukorda, kus neutraal on kadunud ja soojas juhtme kontaktib seadme metalllikku keha, tekitades "topeltvigade". Sellisel juhul on valgustitükk väljas, kuna laadi vasturikkus puudub. Nagu joonisel näha, vigavool umbes 4 amperi liigub maajooni kaudu tagasi allikasse.

Jällegi jäävad kõik metallkomponendid tsirkviidis elektristatud 120V AC-ga. See 4 amperi vigavool jääb lülitise 15 amperi limiidi alla, seega ei võta ta kinni. Kui operaator puudutab seadme kere, metallrajad või seadme metalllikku keha, ohtuvad nad tõsise elektrishokiga.

Nende riskide vähendamiseks soovitatakse kasutada GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) lülitist tavalise lülitise asemel. GFCI-lülitised on projekteeritud maapinnavigade tuvastamiseks ja kinnivõtmiseks ohtlikes olukordades, sealhulgas vigase neutraali tõttu, tagades ohutum töö.