Zašto standardni prekidač ne pruža zaštitu od grešaka na zemlji?

Povredjena neutralna žica u kolu sa standardnim prekidačem predstavlja opasnost od šoka jer prekidač ne nadgleda ni zaštićuje neutralnu žicu. Unutrašnji mehanizam standardnog prekidača nije dizajniran da detektuje strujne greške tokom rada. Standardni prekidači su inženjerisani da zaštite od preopterećenja i kratkih spojeva, ali ne i od strujnih grešaka.

Standardni prekidači nadgledaju struju u žičnoj fazi i isključuju se ako struja premaši kapacitet prekidača – obično zbog preopterećenja ili kratkog spoja. Međutim, sa povredjenom neutralnom žicom, greška može vratiti na izvor kroz zemljnu žicu. To se dešava zato što su terminalne šipke zemlje i neutrala povezane u glavnoj kutiji.

Zato može proći struja manja od kapaciteta prekidača kroz kolu neplaniranim putem. Budući da nema prekomjerne struje kroz faznu žicu, prekidač ne detektuje grešku i ostaje otvoren. Kao rezultat, delovi kola ostaju pod napajanjem, stvarajući skriveno riziko od šoka koje prekidač ne rešava.

Najčešće greške u električnom kolu su sledeće:
Preopterećenja i Krati Spojevi

Standardni prekidači reaguju na prekomjernu struju uzrokovanu preopterećenjima ili direktnim kratkim spojevima (visokotražne greške gde struja teče direktno sa fase na neutral ili sa faze na fazu). Ove situacije stvaraju talas struje, koji prekidač detektuje i isključuje kako bi sprečio oštećenje.

Strujne Greške

Strujna greška nastupa kada struja izbaci iz fazne žice na zemlju, preskočivši neutralnu žicu (npr., zbog povredjene neutralne žice ili live žice koja dodirne metalni korpus uređaja ili mokru površinu). Strujne greške možda ne generišu visoku struju potrebnu da aktivira standardni prekidač, posebno ako samo mala količina struje izbaci na zemlju. Ova izbaci struje može stvoriti ozbiljno riziko od šoka bez dostizanja pragova prekidača.

Kako Reaguje Standardni Prekidač na Kratak Spoj ili Strujnu Grešku?

Pogledajmo kako standardni prekidač ponaša i reaguje na kratke spojeve ili strujne greške u kolu, kao što je prikazano ispod.

Razmotrimo ovaj primer: U glavnoj kutiji na 120V/240V, svetlosni kol kontrolisan i zaštićen je 15-amperskim standardnim prekidačem na 120V snabdevanju, a neutralna veza je izgubljena.

Kao što je prikazano na slici, ako je neutralna šipa u glavnoj kutiji nedostupna, povratna struja pokušava da se vrati na neutralnu šipu. Budući da je neutralna šipa vezana za zemljnu šipu, jedini put struje nazad na izvor (obično transformator) je kroz zemljnu žicu. To formira kolu, omogućavajući da oko 2,4 ampera greške struje prođe. Svetiljka može ipak emitovati blakan sjaj.

Ova 2,4-amperska greška struje je daleko ispod 15-amperskog kapaciteta prekidača, pa se ne isključuje. Zato kola predstavlja rizik od šoka, budući da sve metaličke komponente – uključujući oklop opreme, metaličke kanale i metaličke tela povezanih uređaja – postaju pod napajanjem oko 72V AC.

Sada, razmotrimo drugi scenarij gde je neutral izgubljen i faza dodirne metaličko telo uređaja, stvarajući "dvostruku grešku". U ovom slučaju, svetiljka je isključena zbog odsustva otpora opterećenja. Kao što je prikazano na slici, greška struje od oko 4 ampera teče kroz zemljni vod nazad na izvor.

Ponovo, sve metaličke komponente u kolu postaju pod napajanjem na 120V AC. Ova 4-amperska greška struje ostaje ispod 15-amperskog praga prekidača, pa se prekidač ne isključuje. Ako operater dotakne oklop opreme, metalički kanal ili metaličko telo uređaja, oni su izloženi ozbiljnom električnom šoku.

Da bi se smanjila ova opasnost, preporučuje se upotreba GFCI (prekidac za prekid strujnih grešaka) umesto standardnog prekidača. GFCI prekidači su dizajnirani da detektuju strujne greške i isključuju u opasnim situacijama – uključujući one uzrokovane povredjenom neutralnom žicom – obezbeđujući bezbedniju operaciju.