Por que un interruptor estándar non protexe contra fallos a terra

Un neutro roto nun circuito con un interruptor estándar supón un risco de descarga eléctrica porque o interruptor non monitoriza nin protexe o cable neutro. O mecanismo interno dun interruptor estándar non está deseñado para detectar correntes de falso a terra durante a súa operación. Os interruptores de circuito estándar están deseñados para protexer contra sobrecargas e cortocircuitos, pero non contra falsos a terra.

Os interruptores estándar monitorizan a corrente no cable activo e saltan se a corrente supera a capacidade do interruptor, xeralmente debido a unha sobrecarga ou a un cortocircuito. No entanto, cun neutro roto, a corrente de falso pode volver á fonte a través do cable de terra. Isto ocorre porque as barras de conexión do terra e do neutro están ligadas na caixa principal.

En consecuencia, unha corrente inferior á capacidade nominal do interruptor pode fluir polo circuito nun camiño non intencionado. Como non hai corrente excesiva que pase polo cable activo, o interruptor non detecta o falso e permanece pechado. Como resultado, partes do circuito permancen energizadas, creando un risco oculto de descarga que o interruptor non aborda.

As fallos máis comúns nun circuito eléctrico son os seguintes:
Sobrecargas e Cortocircuitos

Os interruptores estándar reaccionan á corrente excesiva causada por sobrecargas ou cortocircuitos directos (fallos de alta corrente onde a corrente fluye directamente do activo ao neutro ou do activo a outro activo). Estas condicións crean un pico de corrente, que o interruptor detecta e salta para evitar danos.

Falsos a Terra

Un falso a terra ocorre cando a corrente escapa do cable activo a unha superficie aterrada, evitando o cable neutro (por exemplo, debido a un neutro roto ou a un cable activo en contacto cunha carcasa metálica de electrodoméstico ou superficie húmida). Os falsos a terra poden non xerar os picos de corrente necesarios para que salte un interruptor estándar, especialmente se só unha pequena cantidade de corrente escapa a terra. Esta fuga pode crear graves riscos de descarga sen alcanzar o límite de salto do interruptor.

Como Responde un Interruptor Estándar a un Cortocircuito ou Falso a Terra?

Vamos examinar como se comporta e responde un interruptor estándar a cortocircuitos ou falsos a terra nun circuito, como se ilustra a continuación.

Considérese este exemplo: Nuna caixa principal de 120V/240V, un circuito de iluminación está controlado e protexido por un interruptor estándar de 15 amperios nunha alimentación de 120V, e a conexión neutra está perdida.

Como se mostra na figura, se a barra neutra na caixa principal non está dispoñible, a corrente de retorno tentará volver á barra neutra. Como a barra neutra está ligada á barra de terra, a única via de volta á fonte (xeralmente o transformador) é a través do cable de terra. Esto forma un circuito, permitindo que aproximadamente 2,4 amperios de corrente de falso fluían. A lámpara pode emitir unha luz débil.

Esta corrente de falso de 2,4 amperios está ben por debaixo da capacidade de 15 amperios do interruptor, polo que non salta. En consecuencia, o circuito presenta un risco de descarga, xa que todos os componentes metálicos, incluíndo as carcasas dos equipos, as canalizacións metálicas e os corpos metálicos dos dispositivos conectados, quedan energizados con aproximadamente 72V AC.

Agora, considérese outro escenario onde o neutro está perdido e o cable activo entra en contacto co corpo metálico do dispositivo, creando un "doble falso". Neste caso, a lámpara está apagada debido á ausencia de resistencia de carga. Como se mostra na figura, unha corrente de falso de aproximadamente 4 amperios fluye a través do conductor de terra de volta á fonte.

Novamente, todos os componentes metálicos no circuito quedan energizados a 120V AC. Esta corrente de falso de 4 amperios permanece por debaixo do límite de 15 amperios do interruptor, polo que o interruptor non salta. Se un operador toca a carcasa do equipo, a canalización metálica ou o corpo metálico do dispositivo, corre o risco dunha grave descarga eléctrica.

Para mitigar estes riscos, recoméndase un interruptor GFCI (Interruptor de Circuito de Falso a Terra) sobre un interruptor estándar. Os interruptores GFCI están deseñados para detectar falsos a terra e saltar en situacions perigosas, incluíndo aquelas causadas por un neutro roto, asegurando unha operación máis segura.