למה מפרק תקן לא מגן מפני כשלים קרקעיים
במעגל עם מפגר סטנדרטי, חיבור ניטרלי שבורה מהווה סיכון לחשמל מכיוון שהמפגר לא שומר על החוט הניטרלי או בוחן אותו. המנגנון הפנימי של מפגר סטנדרטי אינו תוכנן לזהות זרמי תקלה אל הקרקע במהלך פעילות. מפרקים סטנדרטיים מתוכננים להגן מפני עומסים יתר ו קצרי מעגל, ולא מפני תקלות קרקע.
מפגרים סטנדרטיים בודקים את הזרם בחוט החם ומשחררים אם הזרם עולה מעל לקיבולת המפרק - בדרך כלל עקב עומס יתר או קצר מעגל. עם זאת, עם חיבור ניטרלי שבורה, זרם התקלה עשוי לחזור למקור דרך החוט הארצי. זה קורה כי מסגרת החיבור של החוט הארצי והניטרלי מחוברת במגש הראשי.
כתוצאה מכך, זרם נמוך מהקיבולת המוגדרת של המפרק יכול לזרום דרך המעגל במסלול לא מתוכנן. מכיוון שאין זרם מופרז עובר דרך החוט החם, המפרק אינו מזהה תקלה ונשאר סגור. כתוצאה מכך, חלקים מהמעגל נשארים טעונים, ומייצרים סיכון חבוי לחשמל שהמפגר אינו מטפל בו.
התקלות הנפוצות ביותר במעגל חשמלי הן:
עומסים יתר וקצרי מעגל
מפגרים סטנדרטיים מגיבים לזרם מופרז שנגרם מעומסים יתר או קצרי מעגל ישירים (תקלות בעוצמה גבוהה שבהן הזרם זורם ישירות מהחוט החם לניטרלי או מהחוט החם לחוט חם). מצבים אלו יוצרים גאות זרם, שמפגר מגן ומזהה וממשחרר כדי למנוע פגיעה.
תקלות קרקע
תקלת קרקע מתרחשת כאשר זרם נשפך מהחוט החם לשטח מובנה, ומתחמק מהחוט הניטרלי (לדוגמה, בשל חיבור ניטרלי שבורה או חוט חם שנוגע בגוף מכשיר מתכתי או משטח לח). תקלות קרקע могу не создавать высокие скачки тока, необходимые для срабатывания стандартного автомата, особенно если утекает только небольшое количество тока к земле. Этот утечка может создавать серьезные риски удара электрическим током, не достигая порога срабатывания автомата.
איך מפגר סטנדרטי מגיב לקצר מעגל או תקלה קרקע?
נבדוק כיצד מפגר סטנדרטי מתנהג ומגיב לקצרי מעגל או תקלות קרקע במעגל, כפי שמוצג להלן.
נניח דוגמה זו: במגש ראשי של 120V/240V, מעגל תאורה מבוקר ומוגן על ידי מפגר סטנדרטי של 15 אמפר בספק של 120V, והחיבור הניטרלי אבוד.
כפי שמוצג בתמונה, אם מסגרת החיבור הניטרלית במגש הראשית אינה זמינה, זרם החזר מנסה לזרום חזרה למסגרת החיבור הניטרלית. כיוון שמסגרת החיבור הניטרלית מחוברת למסגרת החיבור הארתית, המסלול היחיד של הזרם חזרה למקור (בדרך כלל הממרח) הוא דרך החוט הארצי. זה יוצר מעגל, המאפשר לזרם התקלה של בערך 2.4 אמפר לזרום. נורת האור עשויה עדיין להאיר בהבהוב עמום.
זרם התקלה של 2.4 אמפר זה נמצא מתחת לקיבולת של 15 אמפר של המפרק, ולכן הוא לא משוחרר. כתוצאה מכך, המעגל מציג סיכון לחשמל, שכן כל רכיבי המתכת - כולל מכלים, מסילות מתכתיות וגופים מתכתיים של מכשירים מחוברים - נעשים טעונים בערך 72V AC.
עכשיו, נניח מצב נוסף שבו החיבור הניטרלי אבוד והחוט החם נוגע בגוף המתכתי של המכשיר, ויוצר "תקלה כפולה". במקרה זה, האור כבוי בשל היעדרנגד העומס. כמו שמוצג בתמונה, זרם התקלה של בערך 4 אמפר זורם דרך החוט הארצי חזרה למקור.
שוב, כל רכיבי המתכת במעגל נעשים טעונים ב-120V AC. זרם התקלה של 4 אמפר זה נשאר מתחת לקיבולת של 15 אמפר של המפרק, כך שהמפגר לא משוחרר. אם מפעיל נוגע במכל, מסילה מתכתית או בגוף המתכתי של המכשיר, הוא בסיכון לסיכון חשמלי חמור.
כדי להפחית את הסיכונים הללו, מומלץ להשתמש במפגר GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) במקום מפגר סטנדרטי. מפרקים GFCI מתוכננים לזהות תקלות קרקע ולהתפוצץ במצבים מסוכנים - כולל אלה שנגרמים מחיבור ניטרלי שבורה - להבטיח פעולה בטוחה יותר.
