Mengapa Pemutus Litar Standard Tidak Melindungi Terhadap Kesalahan Tanah?

Dalam litar dengan pemutus litar standard, kabel neutral yang putus membawa risiko kesan elektrik kerana pemutus litar tidak memantau atau melindungi kabel neutral. Mekanisme dalaman pemutus litar standard tidak direka untuk mendeteksi arus kesalahan tanah semasa operasi. Pemutus litar standard direka untuk melindungi terhadap beban berlebihan dan kesalahan pendek, bukan kesalahan tanah.

Pemutus litar standard memantau arus dalam kabel panas dan akan terputus jika arus melebihi penilaian pemutus litar—biasanya disebabkan oleh beban berlebihan atau kesalahan pendek. Walau bagaimanapun, dengan kabel neutral yang putus, arus kesalahan mungkin kembali ke sumber melalui kabel tanah. Ini berlaku kerana bar terminal tanah dan neutral dihubungkan dalam panel utama.

Akibatnya, arus yang lebih rendah daripada kapasiti pemutus litar boleh mengalir melalui litar dalam laluan yang tidak diingini. Oleh kerana tiada arus berlebihan yang mengalir melalui kabel panas, pemutus litar tidak mendeteksi kesalahan dan tetap tertutup. Akibatnya, bahagian litar kekal bertenaga, mencipta risiko kesan elektrik yang tersembunyi yang tidak ditangani oleh pemutus litar.

Kesalahan paling biasa dalam litar elektrik adalah seperti berikut:
Beban Berlebihan dan Kesalahan Pendek

Pemutus litar standard bertindak balas terhadap arus berlebihan yang disebabkan oleh beban berlebihan atau kesalahan pendek langsung (kesalahan arus tinggi di mana arus mengalir secara langsung dari panas ke neutral atau panas ke panas). Kondisi ini mencipta lonjakan arus, yang dideteksi oleh pemutus litar dan terputus untuk mencegah kerosakan.

Kesalahan Tanah

Kesalahan tanah berlaku apabila arus bocor dari kabel panas ke permukaan yang ditanahkan, melewati kabel neutral (contohnya, disebabkan oleh kabel neutral yang putus atau kabel hidup yang menyentuh kasih alat elektrik logam atau permukaan basah). Kesalahan tanah mungkin tidak menghasilkan lonjakan arus tinggi yang diperlukan untuk memutuskan pemutus litar standard, terutamanya jika hanya sedikit arus yang bocor ke tanah. Pembocoran ini boleh mencipta risiko kesan elektrik yang serius tanpa mencapai ambang pemutusan pemutus litar.

Bagaimana Pemutus Litar Standard Bertindak Balas Terhadap Kesalahan Pendek atau Kesalahan Tanah?

Mari kita lihat bagaimana pemutus litar standard bertingkah laku dan bertindak balas terhadap kesalahan pendek atau kesalahan tanah dalam litar, seperti yang ditunjukkan di bawah.

Pertimbangkan contoh ini: Dalam panel utama 120V/240V, litar pencahayaan dikawal dan dilindungi oleh pemutus litar standard 15-amp pada bekalan 120V, dan sambungan neutral hilang.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, jika bar neutral dalam panel utama tidak tersedia, arus pulangan cuba mengalir kembali ke bar neutral. Oleh kerana bar neutral dihubungkan dengan bar tanah, satu-satunya laluan arus kembali ke sumber (biasanya transformer) adalah melalui kabel tanah. Ini membentuk litar, membolehkan sekitar 2.4 amp arus kesalahan mengalir. Lampu boleh masih bersinar redup.

Arus kesalahan 2.4-amp ini jauh di bawah penilaian pemutus litar 15-amp, jadi ia tidak terputus. Akibatnya, litar menimbulkan risiko kesan elektrik, kerana semua komponen logam—termasuk enklosur peralatan, saluran logam, dan badan logam peranti yang disambung—menjadi bertenaga dengan sekitar 72V AC.

Sekarang, pertimbangkan skenario lain di mana neutral hilang dan kabel panas menyentuh badan logam peranti, mencipta "kesalahan berganda." Dalam kes ini, lampu padam disebabkan ketiadaan rintangan beban. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, arus kesalahan sekitar 4 amp mengalir melalui konduktor tanah kembali ke sumber.

Sekali lagi, semua komponen logam dalam litar menjadi bertenaga dengan 120V AC. Arus kesalahan 4-amp ini tetap di bawah ambang pemutus litar 15-amp, jadi pemutus litar tidak terputus. Jika operator menyentuh enklosur peralatan, saluran logam, atau badan logam peranti, mereka berisiko kesan elektrik yang serius.

Untuk mengurangkan risiko-risiko ini, pemutus litar GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) direkomendasikan daripada pemutus litar standard. Pemutus litar GFCI direka untuk mendeteksi kesalahan tanah dan terputus dalam situasi berbahaya—termasuk yang disebabkan oleh neutral yang putus—menjamin operasi yang lebih selamat.