Πώς αντιδρά ένα τυπικό στοίχημα σε ηλεκτρική βλάβη;

Λειτουργία Τομηλικού για την Προστασία από Σφάλματα

Ένα στάνταρ τομηλικό είναι ένα κρίσιμο συστήμα ασφαλείας που σχεδιάστηκε για να διακόπτει την ηλεκτρική ρέυση κατά τη διάρκεια σφαλμάτων, όπως υπερφόρτωση ή σύνδεση μεταξύ φάσης και αδιάβαστης, έτσι ώστε να προλαμβάνεται ο πολλαπλασιασμός του ηλεκτρικού συστήματος, η υπερθέρμανση των καλωδίων και τα κίνδυνα πυρκαγιάς. Η προστατευτική δράση του εξασφαλίζει την ασφάλεια και αξιοπιστία του κύκλου.

Προστασία από Σύνδεση Φάσης-Αδιάβαστης

• Τι Συμβαίνει: Μια σύνδεση φάσης-αδιάβαστης συμβαίνει όταν δημιουργείται ένας διάδρομος χαμηλής αντίστασης (π.χ., άμεση επαφή μεταξύ φάσης και αδιάβαστης) που προκαλεί μια ξαφνική άνοδο ρέυσης, πολύ μεγαλύτερη από την ικανότητα του κυκλώματος.

• Απάντηση Τομηλικού: Το τομηλικό ανιχνεύει την ξαφνική άνοδο ρέυσης και τριπτεί σχεδόν αμέσως (σε λίγα χιλιοστά δευτερόλεπτα), διακόπτοντας τη ρέυση για:

• Να προλαμβάνεται η υπερθέρμανση που θα μπορούσε να βλάψει συσταδικά μέρη.

• Να μειώνεται ο κίνδυνος πυρκαγιάς ή ηλεκτρικών αρκτών.

Προστασία από Υπερφόρτωση

• Τι Συμβαίνει: Μια υπερφόρτωση συμβαίνει όταν η συνολική ρέυση που απαιτείται από τα συνδεδεμένα συστήματα (π.χ., πολλαπλά συσκευαστικά ή υψηλής ισχύος εξοπλισμός) υπερβαίνει την ασφαλή ικανότητα του κυκλώματος με την πάροδο του χρόνου.

• Απάντηση Τομηλικού:

• Να προλαμβάνεται η υπερθέρμανση των καλωδίων και η κατάρρευση της μπράσινης.

• Να αποφεύγονται οι δυνητικοί κίνδυνοι πυρκαγιάς λόγω μακροχρόνιας υπερρέυσης.

• Το εσωτερικό θερμοκινητικό μηχανισμός του τομηλικού ανιχνεύει την παρατεταμένη υπερρέυση.

• Καθώς η ρέυση συνεχίζεται, το θερμαντικό στοιχείο του τομηλικού ζεσταίνει, προκαλώντας το διμεταλλικό ταινίδια να καμπυλώνεται σταδιακά.

• Όταν το ταινίδιο καμπυλώνεται επαρκώς, το τομηλικό τριπτεί, διακόπτοντας το κύκλωμα για:

Πώς Λειτουργεί ένα Στάνταρ Τομηλικό κατά τη Διάρκεια Ηλεκτρικών Σφαλμάτων;

Ένα τυπικό στάνταρ τομηλικό δεν μπορεί να ανιχνεύσει σφάλματα γης ή την απουσία αδιάβαστης. Αντίθετα, παρέχει προστασία μόνο από σύνδεση φάσης-αδιάβαστης και υπερφόρτωση. Γι' αυτό, ο Εθνικός Κώδικας Ηλεκτρικών (NEC) απαιτεί τη χρήση τομηλικών Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI) για να εξασφαλίζεται η κατάλληλη προστασία τόσο για τα συστήματα όσο και για το προσωπικό.

Κάτω από το κείμενο, βρίσκονται παραδείγματα κυκλώματος που δείχνουν πώς ένα στάνταρ τομηλικό συμπεριφέρεται κατά τη διάρκεια κανονικών και σφαλματικών συνθηκών:

Κανονική Συνθήκη

Στο διάγραμμα παρακάτω, ένα κύκλωμα φωτισμού ελέγχεται και προστατεύεται από ένα 15-αμπερ τομηλικό, το οποίο εφοδιάζεται με 120V από ένα κύριο πάνελ 120V/240V.

Επειδή δεν υπάρχει σφάλμα στο κύκλωμα, όλα τα συσταδικά μέρη λειτουργούν κανονικά και το φως ανάβει όπως προβλέπεται.

Συνθήκη Σύνδεσης Φάσης-Αδιάβαστης / Υπερφόρτωσης

Τώρα, θεωρήστε ένα σενάριο όπου συμβαίνει μια σύνδεση φάσης-αδιάβαστης ή υπερφόρτωση - για παράδειγμα, αν το φάσης καλώδιο επικοινωνεί με το μεταλλικό περίβλημα ενός συστήματος (π.χ., ένα κρεμαστήρι). Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργείται μια ρέυση σφάλματος, η οποία επιστρέφει στην πηγή ενέργειας μέσω του καλώδιου γης. Το καλώδιο γης είναι συνδεδεμένο με το αδιάβαστο καλώδιο στο κύριο πάνελ, δημιουργώντας έναν διάδρομο χαμηλής αντίστασης που ολοκληρώνει το κύκλωμα.

Λόγω της εξαιρετικά χαμηλής αντίστασης του καλώδιου γης, μια σημαντική ρέυση (έως 600 αμπερ) διαστρεβλώνει το κύκλωμα κατά τη διάρκεια του σφάλματος, δημιουργώντας μια σοβαρή υπερφόρτωση. Ο εσωτερικός μηχανισμός του τομηλικού ανιχνεύει αμέσως αυτή την υπερβολική ρέυση και προκαλεί μια τριπτική ενέργεια. Το 15-αμπερ τομηλικό τότε αποσυνδέει γρήγορα το κύκλωμα από την κύρια πηγή ενέργειας, προστατεύοντας τόσο το ηλεκτρικό σύστημα όσο και το προσωπικό από πιθανούς κινδύνους όπως υπερθέρμανση, αρκετός ή ηλεκτρικός σοκ.

Ανίχνευση Σφάλματος και Τριπτική

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα παρακάτω, το 15-αμπερ τομηλικό τριπτεί αμέσως μόλις ανιχνεύει μια ρέυση σφάλματος που υπερβαίνει την ικανότητά του. Αυτή η ενέργεια αποσυνδέει το κύκλωμα από την κύρια πηγή ενέργειας, παρέχοντας ισχυρή προστασία κατά της υπερφόρτωσης και της σύνδεσης φάσης-αδιάβαστης.

Στάνταρ Τομηλικά και Σφάλματα Γης

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα στάνταρ τομηλικά δεν προστατεύουν από σφάλματα γης - καταστάσεις όπου η ηλεκτρική ρέυση ρέει άσκοπα προς τη γη - ή από σφάλματα αδιάβαστης, και και τα δύο τα οποία παρουσιάζουν σημαντικούς κινδύνους ασφαλείας. Σε τέτοιες περιπτώσεις:

• Σφάλμα Γης: Η ρέυση αποκλίνει από τον προορισμένο διάδρομο και ρέει προς τη γη (π.χ., μέσω ενός ατόμου ή ενός έλλειψης συστήματος), δημιουργώντας έναν επικίνδυνο κίνδυνο σοκ.

• Σφάλμα Αδιάβαστης: Ένα αποσυνδεδεμένο αδιάβαστο καλώδιο μπορεί να προκαλέσει ανισορροπίες τάσης, ωθώντας τη ρέυση να βρει εναλλακτικούς διαδρόμους (π.χ., μέσω των κατασκευαστικών περιβλήματων ή των καλωδίων γης), οι οποίοι μπορεί να οδηγήσουν σε υπερθέρμανση ή ηλεκτρικό σοκ.

Σε και τις δύο περιπτώσεις, η ρέυση σφάλματος μπορεί να ολοκληρώσει το κύκλωμα μέσω ασκοπικών διαδρόμων, παρακάμπτοντας τον μηχανισμό προστασίας από υπερφόρτωση/σύνδεση φάσης-αδιάβαστης του στάνταρ τομηλικού. Γι' αυτό, απαιτούνται ειδικά συστήματα όπως τα Ground Fault Circuit Interrupters (GFCIs) ή Arc Fault Circuit Interrupters (AFCIs) για αυτά τα συγκεκριμένα κίνδυνα.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη ρέυση μέσω ασκοπικών διαδρόμων, συμπεριλαμβανομένων των καλωδίων αδιάβαστης και γης. Επιπλέον, οποιαδήποτε εκτεθειμένη μεταλλική συσταδικά μέρη στο κύκλωμα μπορεί να ενεργοποιηθεί, μεταφέροντας επικίνδυνες τάσεις 72V ή 120V - δημιουργώντας έναν σοβαρό κίνδυνο ηλεκτρικού σοκ ή πυρκαγιάς.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα GFCI τομηλικό αντί για ένα στάνταρ τομηλικό, για να εξασφαλίζεται η ασφάλεια σε περίπτωση σφάλματος γης.