ทำไมตัวตัดวงจรมาตรฐานไม่สามารถป้องกันการลัดวงจรต่อพื้นได้
การที่สายกลางขาดในวงจรที่มีเบรกเกอร์มาตรฐานจะเป็นอันตรายต่อการช็อกไฟฟ้า เนื่องจากเบรกเกอร์ไม่ได้ตรวจสอบหรือป้องกันสายกลาง กลไกภายในของเบรกเกอร์มาตรฐานไม่ได้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจรลงดินระหว่างการทำงาน เบรกเกอร์วงจรมาตรฐานถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันการโหลดเกินและลัดวงจร ไม่ใช่การลัดวงจรลงดิน
เบรกเกอร์มาตรฐานตรวจสอบกระแสไฟฟ้าในสายร้อนและจะทริปหากกระแสเกินค่าที่กำหนดโดยทั่วไปเนื่องจากการโหลดเกินหรือลัดวงจร แต่เมื่อสายกลางขาด กระแสไฟฟ้าอาจไหลกลับไปยังแหล่งกำเนิดผ่านสายดิน เนื่องจากบาร์ดินและบาร์กลางถูกเชื่อมต่อกันในแผงควบคุมหลัก
ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่าความจุที่กำหนดของเบรกเกอร์สามารถไหลผ่านวงจรในทางที่ไม่ได้ตั้งใจ เนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปผ่านสายร้อน เบรกเกอร์จึงไม่ตรวจจับการลัดวงจรและยังคงปิดอยู่ ส่งผลให้ส่วนหนึ่งของวงจรยังคงมีไฟฟ้า และสร้างความเสี่ยงของการช็อกไฟฟ้าที่ซ่อนอยู่ที่เบรกเกอร์ไม่สามารถแก้ไขได้
ความผิดปกติที่พบบ่อยที่สุดในวงจรไฟฟ้า คือ:
การโหลดเกินและการลัดวงจร
เบรกเกอร์มาตรฐานตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปที่เกิดจากการโหลดเกินหรือการลัดวงจรโดยตรง (ความผิดปกติที่มีกระแสไฟฟ้าสูงที่ไหลจากสายร้อนไปยังสายกลางหรือสายร้อนไปยังสายร้อน) สถานการณ์เหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้าที่พุ่งขึ้นซึ่งเบรกเกอร์ตรวจจับและทริปเพื่อป้องกันความเสียหาย
การลัดวงจรลงดิน
การลัดวงจรลงดินเกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้ารั่วออกจากสายร้อนไปยังพื้นผิวที่ต่อกราวน์ โดยข้ามสายกลาง (เช่น เนื่องจากสายกลางขาดหรือสายร้อนสัมผัสกับโครงเครื่องที่ทำจากโลหะหรือพื้นผิวที่เปียก) การลัดวงจรลงดินอาจไม่สร้างกระแสไฟฟ้าที่พุ่งขึ้นเพียงพอที่จะทำให้เบรกเกอร์มาตรฐานทริป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีกระแสไฟฟ้ารั่วไหลออกไปเพียงเล็กน้อย กระแสไฟฟ้ารั่วนี้สามารถสร้างความเสี่ยงของการช็อกไฟฟ้าที่รุนแรงโดยไม่ถึงระดับที่ทำให้เบรกเกอร์ทริป
เบรกเกอร์มาตรฐานตอบสนองต่อการลัดวงจรหรือการลัดวงจรลงดินอย่างไร?
มาดูว่าเบรกเกอร์มาตรฐานตอบสนองและทำงานอย่างไรเมื่อเกิดการลัดวงจรหรือการลัดวงจรลงดินในวงจร ตามที่แสดงไว้ด้านล่าง
ลองพิจารณาตัวอย่างนี้: ในแผงควบคุมหลัก 120V/240V วงจรแสงสว่างถูกควบคุมและป้องกันโดยเบรกเกอร์มาตรฐาน 15 แอมป์บนพลังงาน 120V และการเชื่อมต่อสายกลางหายไป
ตามที่แสดงในภาพ หากบาร์กลางในแผงควบคุมหลักไม่สามารถใช้งานได้ กระแสไฟฟ้าที่กลับมาพยายามไหลกลับไปยังบาร์กลาง ด้วยเหตุที่บาร์กลางเชื่อมต่อกับบาร์ดิน ทางเดียวที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลกลับไปยังแหล่งกำเนิด (โดยทั่วไปคือหม้อแปลง) คือผ่านสายดิน ทำให้เกิดวงจรที่อนุญาตให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลประมาณ 2.4 แอมป์ หลอดไฟอาจยังคงส่องสว่างอย่างอ่อน ๆ
กระแสไฟฟ้ารั่ว 2.4 แอมป์นี้ต่ำกว่าความจุ 15 แอมป์ของเบรกเกอร์ ดังนั้นจึงไม่ทริป ทำให้วงจรยังคงมีความเสี่ยงของการช็อกไฟฟ้า เนื่องจากส่วนประกอบที่ทำจากโลหะทั้งหมดรวมถึงโครงเครื่อง อุโมงค์สายไฟ และตัวเครื่องที่เชื่อมต่อ มีไฟฟ้าแรงดันประมาณ 72V AC
ตอนนี้ลองพิจารณาสถานการณ์อื่นที่สายกลางหายไปและสายร้อนสัมผัสกับโครงเครื่องที่ทำจากโลหะ สร้าง "ความผิดปกติสองครั้ง" ในกรณีนี้ หลอดไฟดับเนื่องจากไม่มีความต้านทานของโหลด ตามที่แสดงในภาพ กระแสไฟฟ้ารั่วประมาณ 4 แอมป์ไหลผ่านสายดินกลับไปยังแหล่งกำเนิด
อีกครั้ง ส่วนประกอบที่ทำจากโลหะทั้งหมดในวงจรจะมีไฟฟ้าแรงดัน 120V AC กระแสไฟฟ้ารั่ว 4 แอมป์นี้ยังต่ำกว่าค่าที่กำหนดของเบรกเกอร์ 15 แอมป์ ดังนั้นเบรกเกอร์จึงไม่ทริป หากผู้ปฏิบัติงานสัมผัสกับโครงเครื่อง อุโมงค์สายไฟ หรือตัวเครื่องที่ทำจากโลหะ พวกเขาอาจเสี่ยงต่อการช็อกไฟฟ้าอย่างรุนแรง
เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ ควรใช้เบรกเกอร์ GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) แทนเบรกเกอร์มาตรฐาน เบรกเกอร์ GFCI ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับการลัดวงจรลงดินและทริปในสถานการณ์ที่อันตราย รวมถึงสถานการณ์ที่เกิดจากสายกลางขาด เพื่อให้การดำเนินงานปลอดภัยยิ่งขึ้น
