Zakaj standardni preklopnik ne zaščiti pred zemeljskimi križnimi vezmi?

Pokvarjeni neutral v krogu z standardnim preklopnikom predstavlja tlačenje električnega strma, ker preklopnik ne nadzira in ne zaščituje neutralne žice. Notranji mehanizem standardnega preklopnika ni oblikovan za zaznavanje tokov strma na zemlji med delovanjem. Standardni preklopniki so zgrajeni za zaščito pred pretokom in kratkimi spoji, ne pa pred strmi na zemlji.

Standardni preklopniki nadzirajo tok v vodilu pod naponom in se odpnejo, če tok preseže oceno preklopnika - običajno zaradi pretoka ali kratkega spoja. Vendar pri pokvarjenem neutralu se lahko strminski tok vrne nazaj k viru skozi žico zemlje. To se zgodi, ker sta terminalna polja zemlje in neutrala povezana v glavnem panelu.

Tako lahko tok, manjši od ocene preklopnika, teče skozi krog po nenamerni poti. Ker noben pretok ne teče skozi vodilo pod naponom, preklopnik ne zazna strma in ostane zaprt. Tako ostane del kroga pod naponom, kar ustvari skrito tveganje za tlačenje, ki ga preklopnik ne obravnava.

Najpogostejša strma v električnem krogu so naslednja:
Pretoki in kratki spoji

Standardni preklopniki reagirajo na prekomeren tok, ki je povzročen pretokom ali neposrednimi kratkimi spoji (strmi visokega toka, kjer tok teče neposredno od vodila pod naponom do neutrala ali od vodila pod naponom do vodila pod naponom). Te razmere ustvarijo val toka, ki ga preklopnik zazna in se odpne, da prepreči škodo.

Strmi na zemlji

Strminski strmo se zgodi, ko se tok izvaja iz vodila pod naponom na zemljeno površino, obhaja neutralno žico (npr. zaradi pokvarjenega neutrala ali žive žice, ki stika s kovinskim oklepom naprave ali vlagno površino). Strmi na zemlji morda ne ustvarijo visokih valov toka, ki bi jih bil potreben za odpinjanje standardnega preklopnika, zlasti, če se le majhen delež toka izvaja na zemljo. Ta iztekanje lahko ustvari resno tveganje za tlačenje, ne da bi dosegel prag odpinjanja preklopnika.

Kako standardni preklopnik reagira na kratki spoji ali strme na zemlji?

Poglejmo, kako se standardni preklopnik obnaša in kako reagira na kratke spoje ali strme na zemlji v krogu, kot je prikazano spodaj.

Razmislite o tem primeru: V glavnem panelu z napajanjem 120V/240V je osvetljeni krog kontroliran in zaščiten s standardnim preklopnikom 15 A na napajanju 120V, in neutralna vezava je izgubljena.

Kot je prikazano na sliki, če je neutralni trak v glavnem panelu nedosegljiv, se poskuša vračni tok pretokati nazaj k neutralnemu traku. Ker je neutralni trak povezan s trakom zemlje, je edina pot nazaj k viru (običajno transformatorju) skozi žico zemlje. To tvori krog, ki omogoča, da teče približno 2,4 A strminskih toka. Lučna žarnica lahko še vedno oddaja dimen svetlobni blisk.

Ta strminski tok 2,4 A je daleč pod oceno preklopnika 15 A, zato se ta ne odpne. Tako krog predstavlja tveganje za tlačenje, saj postane energizirani vsi kovinski komponenti - vključno z opremnimi oklepci, kovinskimi vodili in kovinskimi telesi povezanih naprav - s približno 72 V AC.

Zdaj upoštevajte drug scenario, kjer je neutral izgubljen in vodilo pod naponom stika s kovinskim telesom naprave, kar ustvari "dvojni strmo". V tem primeru je luč izklopljena zaradi odsotnosti upornosti optoge. Kot je prikazano na sliki, teče strminski tok približno 4 A skozi vodilo zemlje nazaj k viru.

Spet postane energizirani vsi kovinski komponenti v krogu s 120 V AC. Ta strminski tok 4 A ostane pod pragom preklopnika 15 A, zato se preklopnik ne odpne. Če operater dotakne opremni oklep, kovinski vodil ali kovinsko telo naprave, je ogrožen za resno električno tlačenje.

Za zmanjšanje teh tveganj se priporoča GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) preklopnik namesto standardnega preklopnika. GFCI preklopniki so zgrajeni za zaznavanje strmov na zemlji in se odpnejo v nevarnih situacijah - vključno z tistimi, ki jih povzroči pokvarjeni neutral - za zagotovitev varnejšega delovanja.