Miért nem védezi a szabványos átmeneti áramkör alapvetően a földkapcsolattal kapcsolatos hibákat?

Egy törött nőleg egy szabványos átmeneti eszközzel (szekrény) ellátott áramkörben akut melegedési veszélyt jelent, mivel a szekrény nem figyeli vagy védja a nőleges vezetést. A szabványos átmeneti eszköz belső mechanizmusa nem tervezve van a talajhelyzet-áramok észlelésére a működés során. A szabványos áramkör-átmeneti eszközök olyan esetekre tervezve vannak, hogy védelmet nyújtanak túlzott terhelések és rövidzárlatok ellen, nem pedig a talajhelyzet-áramok ellen.

A szabványos átmeneti eszközök az erős vezetésben lévő áramot monitorozzák, és ha az áram meghaladja az eszköz minősített értékét – általában túlzott terhelés vagy rövidzárlat miatt – lekapcsolódnak. Azonban törött nőleg esetén a hibás áram vissza tud térni a forrás felé a talajvezetőn keresztül. Ez történik, mert a talaj- és nőleges terminál csatlakoztatva van a fő panelen.

Ezáltal alacsonyabb áram, mint amit az átmeneti eszköz minősített kapacitása engedélyez, áthaladhat a körön egy nem tervezett úton. Mivel nincs túlzott áram az erős vezetésben, az átmeneti eszköz nem észleli a hibát, és zárva marad. Ennek eredményeként a kör részei energiázottak maradnak, ami rejtett melegedési kockázatot jelent, amire az átmeneti eszköz nem reagál.

Az elektrikus körök leggyakoribb hibái a következők:
Túlzott terhelések és rövidzárlatok

A szabványos átmeneti eszközök reagálnak a túlzott áramra, ami túlzott terhelés vagy közvetlen rövidzárlat (magas-áramú hiba, ahol az áram közvetlenül az erős vezetésből a nőleges vagy más erős vezetésbe áramlik) miatt keletkezik. Ezek a feltételek áramkitörést okoznak, amit az átmeneti eszköz észlel és lekapcsol, hogy megelőzze a károkat.

Talajhelyzet-áramok

Egy talajhelyzet-áram akkor jön létre, amikor az áram a nőleges vezetés mellőzése nélkül a talaj felületére szivárog (pl. törött nőleg vagy élő vezetés érintkezése fémmel borított berendezéssel vagy nedves felülettel). A talajhelyzet-áramok nem mindig generálják a magas áramkitöréseket, amire a szabványos átmeneti eszköz reagálna, különösen, ha csak kis mennyiségű áram szivárog a talajba. Ez a szivárgás súlyos melegedési kockázatot jelenthet anélkül, hogy elérné az átmeneti eszköz trip küszöbértékét.

Hogyan reagál a szabványos átmeneti eszköz a rövidzárlatokra vagy talajhelyzet-áramokra?

Nézzük meg, hogyan viselkedik és reagál a szabványos átmeneti eszköz a rövidzárlatokra vagy talajhelyzet-áramokra a körben, ahogy az alább látható.

Vegyük ez a példát: Egy 120V/240V főpanelben egy világítási kör irányítása és védelme egy 15-ampér szabványos átmeneti eszközön történik 120V ellátással, és a nőleges kapcsolat elveszik.

Ahogy a rajzon látható, ha a főpanel nőleges csomópontja nem elérhető, a visszatérő áram megpróbál visszaáramolni a nőleges csomópontra. Mivel a nőleges csomópont csatlakoztatva van a talajhoz, az áram egyetlen útja a forrás felé (általában a transzformátor) a talajvezetőn keresztül. Ez egy áramkört formál, ami lehetővé teszi, hogy körülbelül 2,4 ampér hibás áram folyjon. A lámpa még mindig halványan világíthat.

Ez a 2,4-ampér hibás áram jól alacsonyabb, mint az átmeneti eszköz 15-ampér-os minősítése, ezért nem kapcsol le. Ennek eredményeként a kör melegedési kockázatot jelent, mivel minden fémmel borított elem – beleértve a berendezéskészleteket, fémmel borított vezetőkötőket, és a csatlakoztatott eszközök fémmel borított testét – körülbelül 72V AC-nal energiázódik.

Most vegyünk egy másik forgatókönyvet, ahol a nőleg elveszik, és az erős vezetés érintkezik a berendezés fémmel borított testével, így "dupla hiba" keletkezik. Ebben az esetben a lámpa kikapcsolódik a terhelés hiánya miatt. Ahogy a rajzon látható, körülbelül 4 ampér hibás áram folyik a talajvezetőn vissza a forrás felé.

Ismét, a kör minden fémmel borított eleme 120V AC-nal energiázódik. Ez a 4-ampér hibás áram továbbra is alacsonyabb, mint az átmeneti eszköz 15-ampér-os küszöbének, ezért az átmeneti eszköz nem kapcsol le. Ha egy operátor megérinti a berendezés készletét, a fémmel borított vezetőkötőt, vagy a berendezés fémmel borított testét, komoly melegedési kockázathoz kerülhet.

Ezek a kockázatok enyhítése érdekében ajánlott a GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) átmeneti eszköz használata a szabványos átmeneti eszköz helyett. A GFCI átmeneti eszközök tervezve vannak a talajhelyzet-áramok észlelésére és lekapcsolására veszélyes helyzetekben – beleértve a törött nőleg miattiakat is – biztonságosabb működést biztosítva.