Hvernig svarar staðalur brytill á rafmagnstækni?

Skytjarkröfur fyrir skylduvörð vegna villu

Venjulegur skytjarkrókur er mikilvægt öryggisvél sem er hönnuð til að hætta á straumi í vikutíma, eins og ofraskipting eða skammkrafta, þannig að verði ekki skemmt við rafkerfið, hitunum í snörum eða bráðamótar. Skylduvörð hans tryggir öruggleika og traust á kringlun.

Skylda vegna skammkrafta

• Hvað gerist: Skammkraft gerist þegar læg viðbótarleið (t.d. bein tenging milli lifandi og jafnvægs snaran) býr til óvænta stiga í straumi sem fer langt yfir kringlunarstig.

• Skytjarkrókur svarar: Skytjarkrókur hefur áhorf á augnabliksvísu stigu í straumi og hættir nánast strax (í sekúndum), hættir á strauma til:

• Vernda efni frá auka hitun.

• Lækka áhættu af bráðamót eða rafþungum.

Skylda vegna ofraskiptingar

• Hvað gerist: Ofraskipting gerist þegar samanlagði straumur sem tengdir tæki (t.d. mörg tæki eða hástraumsvæði) fer yfir örugga kapasit á kringlun yfir tíma.

• Skytjarkrókur svarar:

• Vernda snaran frá auka hitun og brotna sveipu.

• Vera undan kominn áhættu af bráðamót vegna lengdargertar ofraskiptingar.

• Innanleg hitamekanismi skytjarkrókarinnar hefur áhorf á halda áfram á straumi.

• Þegar straumur heldur áfram, varmar hitamekanismi skytjarkrókarinnar upp, sem valdi að tvívægi bendi smám saman.

• Þegar tvívægin bendi nokkuð, hættir skytjarkrókur, hættir á kringlun til:

Hvernig virkar venjulegur skytjarkrókur í vikutíma?

Typískur venjulegur skytjarkrókur getur ekki áhorft jarðvillu eða saknaðs á jafnvægs snaran. Það er hann aðeins að veita skylduvörð vegna skammkrafta og ofraskiptingar. Þess vegna krefst Landsráðsreglurnar um rafmagn (NEC) notkunn Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI) skytjarkrókar til að tryggja rétt skylduvörð fyrir bæði tæki og starfsmenn.

Hér fyrir neðan eru dæmi um kringlur sem sýna hvernig venjulegur skytjarkrókur fer fram í venju og vikutíma:

Venjuástand

Í myndinni hér fyrir neðan er ljósakerfi stýrt og verndað af 15-amp skytjarkróka, sem er gefinn 120V úr 120V/240V aðalpaneli.

Þar sem engin villa er í kringlunni, fara allar hluti á venju hátt, og ljósmynd lýst sem ætlað er.

Skammkraft / Ofraskipting

Nú skulum við hugsa um atburð sem skammkraft eða ofraskipting gerist – t.d. ef lifandi snara kemur í samband við metalleghaus tækis (t.d. lyktahaldari). Í þessu tilfelli er búa til villastraumur, sem fer til baka til orkurinnar gegnum jarðasnaran. Jarðasnaran er tengdur við jafnvægs snaran í aðalpanelinu, sem myndar lága viðbótarleið sem fullnægir kringlunina.

Vegna mjög lágra viðbótar leiðar jarðasnaranar, fer stór straumur (upp í 600 amp) gegnum kringluna í vikutíma, sem býr til alvarlega ofraskipting. Innanleg mekanismi skytjarkrókarinnar hefur áhorf á þessum auka straumi og kveikur á hættaaðgerð. 15-amp skytjarkrókur hættir síðan fljótt á kringlun frá aðalrafströmi, verndar bæði rafmagnstæki og starfsmenn frá mögulegum hættum eins og auka hitun, rafþungum eða rafmagnsskot.

Áhorf á villa og hætta

Svo sem sýnt er í myndinni hér fyrir neðan, hættir 15-amp skytjarkrókur strax eftir að áhorfa villastraum sem fer yfir hans stig. Þessi aðgerð hættir á kringlun frá aðalrafströmi, sem veitir sterk skylduvörð gegn bæði ofraskipting og skammkrafta.

Venjulegir skytjarkrókar og jarðavillur

Svo sem áður hefur verið talað um, venjulegir skytjarkrókar vernda ekki gegn jarðavillu – ástandi þegar rafmagn fer óvænt til jarðar – eða brotti jafnvægs snaran, bæði af þeim sem bera mikil hættu. Í slíkum tilvikum:

• Jarðavilla: Straumur fer frá ætluðu leiðinni í kringlunni og fer til jarðar (t.d. gegnum manneskju eða villulegt tæki), sem býr til hættulega skot.

• Brotti jafnvægs snaran: Ósamþengd jafnvægs snara getur valdi spennubil, sem býður straumi til að leita að öðrum leiðum (t.d. gegnum búnaðarhaus eða jarðasnaran), sem gæti valdi auka hitun eða rafmagnsskot.

Í báðum tilvikum getur villastraumur fullnægt kringluna gegnum óæskilegar leiðir, sem brotar venjulegan skytjarkrókarinn skylduvörð vegna ofraskiptingar/skammkrafta. Þess vegna eru sérstök tæki eins og Ground Fault Circuit Interrupters (GFCIs) eða Arc Fault Circuit Interrupters (AFCIs) nauðsynleg fyrir slíkar sérstök hættur.

Þetta getur valdi að straumur fer gegnum óæskilegar leiðir, eins og jafnvægs og jarðasnaran. Auk þess, getur allt blönduð efni í kringlunni orðið rafmagneð, sem getur borið hættulegar spennur eins og 72V eða 120V – sem býr til alvarlega hættu af rafmagnsskot eða bráðamót.

Til að takast á móti þessu máli, ætti að nota GFCI skytjarkrókur í stað venjulegs skytjarkrókar til að tryggja öruggleika í vikutíma vegna jarðavillu.