Bakit Hindi Nakapagbibigay ng Proteksyon ang Standard Breaker Laban sa Ground Faults

Ang isang nasirang neutral sa isang circuit na may standard breaker ay nagpapahiwatig ng panganib ng shock dahil ang breaker ay hindi nagmo-monitor o nagprotekta sa neutral wire. Ang panloob na mekanismo ng isang standard breaker ay hindi disenado upang detektoin ang ground-fault currents sa panahon ng operasyon. Ang mga standard circuit breakers ay disenado upang protektahan laban sa overloads at short circuits, hindi ground faults.

Ang mga standard breakers ay nagsusuri ng current sa hot wire at trip kung ang current ay lumampas sa rating ng breaker—kadalasang dahil sa overload o short circuit. Gayunpaman, sa may isang nasirang neutral, maaaring bumalik ang fault current sa pinagmulan sa pamamagitan ng ground wire. Ito ay dahil ang ground at neutral terminal bars ay nakakonekta sa main panel.

Bilang resulta, maaaring umagos ang current na mas mababa sa rated capacity ng breaker sa circuit sa isang hindi inaasahang ruta. Dahil walang excessive current na dumadaan sa hot wire, hindi ito nadetekto ng breaker at nananatiling sarado. Bilang resulta, ang bahagi ng circuit ay nananatiling may enerhiya, naglilikha ng hidden shock risk na hindi nasasagot ng breaker.

Ang mga karaniwang mga pagkakamali sa isang electric circuit ay kasunod:
Overloads at Short Circuits

Ang mga standard breakers ay sumasagot sa excessive current na dulot ng overloads o direct short circuits (high-current faults kung saan ang current ay tumutubig direkta mula sa hot patungo sa neutral o hot to hot). Ang mga kondisyong ito ay naglilikha ng current surge, na dinidetekto ng breaker at trip upang maiwasan ang pinsala.

Ground Faults

Ang isang ground fault ay nangyayari kapag ang current ay lumalabas mula sa hot wire patungo sa isang grounded surface, na umaalis sa neutral wire (halimbawa, dahil sa isang nasirang neutral o isang live wire na tumutok sa metal appliance case o basa na surface). Ang mga ground faults ay maaaring hindi gumawa ng mataas na current surges na kinakailangan upang trip ang isang standard breaker, lalo na kung tanging kaunti lang ang current na lumalabas sa ground. Ang paglabas na ito ay maaaring lumikha ng malubhang shock hazards nang hindi abot sa trip threshold ng breaker.

Paano Sumasagot ang Standard Breaker sa isang Short Circuit o Ground Fault?

Tingnan natin kung paano kumikilos at sumasagot ang isang standard breaker sa short circuits o ground faults sa isang circuit, tulad ng ipinapakita sa ibaba.

Isipin natin ang halimbawang ito: Sa isang 120V/240V main panel, ang isang lighting circuit ay kontrolado at pinoprotektahan ng isang 15-amp standard breaker sa 120V supply, at nawala ang koneksyon ng neutral.

Tulad ng ipinapakita sa larawan, kung ang neutral bar sa main panel ay hindi available, sinusubukan ng return current na bumalik sa neutral bar. Dahil ang neutral bar ay nakakonekta sa ground bar, ang tanging ruta ng current pabalik sa pinagmulan (karaniwang ang transformer) ay sa pamamagitan ng ground wire. Ito ay nagbibuo ng isang circuit, na nagpapahintulot ng humigit-kumulang 2.4 amps ng fault current na umagos. Ang light bulb maaari pa ring maglabas ng madilim na liwanag.

Ang 2.4-amp fault current na ito ay mas mababa kaysa sa 15-amp rating ng breaker, kaya hindi ito nagtrip. Bilang resulta, ang circuit ay nagpapahiwatig ng shock hazard, bilang lahat ng metal components—kasama ang equipment enclosures, metal raceways, at ang metallic bodies ng mga konektadong device—nagiging energized na may humigit-kumulang 72V AC.

Ngayon, isipin natin ang isa pang scenario kung saan nawala ang neutral at ang hot wire ay tumutok sa metallic body ng device, nagpapabuo ng isang "double fault." Sa kasong ito, ang ilaw ay off dahil sa kakulangan ng load resistance. Tulad ng ipinapakita sa larawan, ang fault current na humigit-kumulang 4 amps ay umagos sa pamamagitan ng ground conductor pabalik sa pinagmulan.

Muli, lahat ng metal components sa circuit ay nagiging energized na may 120V AC. Ang 4-amp fault current na ito ay nananatiling mas mababa kaysa sa 15-amp threshold ng breaker, kaya hindi ito nagtrip. Kung ang isang operator ay humawak sa equipment enclosure, metal raceway, o sa metallic body ng device, sila ay nasa panganib ng malubhang electric shock.

Upang mapabuti ang mga panganib na ito, inirerekumendang gamitin ang GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) breaker sa halip na standard breaker. Ang mga GFCI breakers ay disenado upang detektin ang ground faults at trip sa mga mapanganib na sitwasyon—kabilang ang mga dulot ng isang nasirang neutral—upang tiyakin ang mas ligtas na operasyon.