Kwa nini Kitambaa Chakikuu Haiwezi Kuzuia Matukio ya Kimatataifu?

Mkondo wa neutrali uliyevunjika katika siri ya kijamii na kitambulisho chenye breaker chenye kikomo unaweza kuwa hatari ya msimamo wa mwanga kutokana na sababu ya kile breaker hakuhesabii au hukilifi mkondo wa neutrali. Mbinu za ndani ya breaker wa kijamii haijengwe kubainisha mikondo ya ground-fault wakati wa kazi. Breaker wa siri zinazofanyika zimeundwa kusaidia dhidi ya overloads na short circuits, si ground faults.

Breaker wa kijamii huangalia mkondo katika hot wire na kuhapana ikiwa mkondo unategemea rating ya breaker—kwa kawaida kutokana na overload au short circuit. Lakini, na mkondo wa neutrali unaovunjika, mkondo wa fault unaweza kurudi kwenye chanzo kupitia ground wire. Hii hutokea kwa sababu ya ground na terminal bars za neutrali zinazokuwa mfululiana katika paneli kuu.

Kwa hiyo, mkondo chache kuliko capacity ya breaker inaweza kutoka kwenye siri kwa njia isiyotumaini. Tangu hakuna mkondo mwingi hutoka kwenye hot wire, breaker haukubaini fault na anasimama fuara. Kama matokeo, sehemu za siri huzoeleka, kufanya hatari ya msimamo wa mwanga yenye kutuna ambayo breaker haisaidii.

Hatari zinazofanikiwa kwenye siri ya umeme ni ifuatavyo:
Overloads na Short Circuits

Breaker wa kijamii hujibu kwa mkondo mwingi unaoelekezwa na overloads au short circuits moja kwa moja (faults za mkondo mwingi ambako mkondo hutoka kwenye hot hadi neutrali au hot hadi hot). Hali hizi huchapa mkondo mwingi, ambayo breaker hupata na kukata kuzuia ongezeko.

Ground Faults

Ground fault hutokea wakati mkondo unatoka kwenye hot wire hadi surface iliyokabiliana, kutembelea neutrali (kwa mfano, kutokana na neutrali iliyoovunjika au live wire unayetumia kwenye metal appliance case au wet surface). Ground faults hawawezi kuchapa surges za mkondo mwingi yanayohitajika kutokata breaker wa kijamii, hasa ikiwa tu mkondo chache hutoka kwenye ground. Mkondo huu unaweza kufanya hatari nyingi za msimamo bila kufika threshold ya breaker.

Jinsi Breaker wa Kijamii Huwajibu Short Circuit au Ground Fault?

Hebu tafiti jinsi breaker wa kijamii husema na hujibu short circuits au ground faults kwenye siri, kama linavyoonyeshwa chini.

Tafakuri mfano huu: Katika paneli kuu ya 120V/240V, siri ya lighting inahusishwa na linahifadhiwa na breaker wa 15-amp standard kwenye supply ya 120V, na muunganisho wa neutrali unapotea.

Kama inavyoonyeshwa katika picha, ikiwa bar ya neutrali katika paneli kuu haipo, mkondo rudi unajaribu kutoka tena kwenye bar ya neutrali. Tangu bar ya neutrali imewasilishwa kwenye bar ya ground, njia pekee ya mkondo kurudi kwenye chanzo (kwa kawaida transformer) ni kupitia ground wire. Hii hutoa siri, kunawezesha mkondo wa fault wa takriban 2.4 amps kutoka. Bulb ya mwanga inaweza kuwa na mwanga mdogo.

Mkondo wa fault wa 2.4-amps ni chache kuliko rating ya breaker ya 15-amps, kwa hiyo hakitoka. Kwa hiyo, siri hutoa hatari ya msimamo, kwa sababu ya komponenti yote ya metal—ikiwa ni equipment enclosures, metal raceways, na mifumo ya devices—kubakiwa na takriban 72V AC.

Sasa, tafakuri scenario nyingine ambapo neutrali imepotea na hot wire unatumika kwenye body ya device, kufanya "double fault." Katika hali hii, mwanga unamaliza kutokana na upungufu wa resistance. Kama inavyoonyeshwa katika picha, mkondo wa fault wa takriban 4 amps hutoka kwenye ground conductor kurudi kwenye chanzo.

Ten tena, komponenti yote ya metal kwenye siri huzoeleka na 120V AC. Mkondo wa fault wa 4-amps bado chache kuliko threshold ya 15-amps, kwa hiyo breaker hakitoka. Ikiwa operator anaigonga enclosure ya equipment, metal raceway, au body ya device, anaweza kupata msimamo wa mwanga mwingi.

Kutokufanya hatari hizi, GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) breaker unarushwa zaidi kuliko breaker wa kijamii. GFCI breakers zimeundwa kubainisha ground faults na kutoka kwenye scenarios ngumu—ikiwa ni zinazofanikiwa kutokana na neutrali iliyovunjika—kusaidia uendeshaji wa salama zaidi.