Jordfelsbrytare är en effektbrytare som kontinuerligt jämför strömmen i fasen med den i neutralen. Skillnaden mellan de två (restströmmen) kommer att omdirigeras till jorden, eftersom den har lämnat tillförseln genom fasen och inte har återgått i neutralen.
Det kommer alltid att finnas viss restström i isoleringsmotståndet och kapacitansen mot jorden, men i en frisk krets kommer en sådan ström sällan överstiga 2 mA.
Syftet med restströmanordningen är att övervaka restströmmen och snabbt stänga av kretsen om den stiger till en förinställd nivå. Arrangemanget av en jordfelsbrytare visas i förenklad form i. Huvudkontakterna är stängda mot trycket på en fjäder, vilket ger energi att öppna dem när enheten löser ut.
Fas- och neutrala strömmar passerar genom identiska spolar lindade i motsatta riktningar på en magnetisk krets, så att varje spole kommer att ge lika men motsatta antal ampervarv när det inte finns någon restström. De motsatta amperevarven kommer att avbryta, och inget magnetiskt flöde kommer att ställas in i magnetkretsen.
Återstående jordström passerar till kretsen genom fasspolen men återgår genom jordbanan och undviker således den neutrala spolen, som därför kommer att bära mindre ström. Detta innebär att fas amperevarv överskrider neutrala amperevarv och ett växlande magnetiskt flöde resulterar i kärnan.
Detta flöde kopplas till sökspolen, som också är lindad på magnetkretsen. Värdet på denna beror på restströmmen, så det kommer att driva en ström till utlösningssystemet som beror på skillnaden mellan fas och neutrala strömmar.
När mängden återstående ström, och därmed utlösningsström, når en förutbestämd nivå, utlöses strömbrytaren, huvudkontakterna öppnas och avbryter kretsen.
För effektbrytare som arbetar med låga restströmvärden kan en förstärkare användas i kretsen. Eftersom summan av strömmarna i faserna och neutral för en trefasförsörjning alltid är balanserad, kan systemet användas lika effektivt med trefasförsörjningen. I högströmskretsar är det mer vanligt för fas- och neutralledare för att helt enkelt passera genom magnetkärnan istället för runda spolar lindade på den.
Funktionen beror på ett mekaniskt system, som eventuellt kan bli styvt när det är gammalt eller smutsigt. Således behövs regelbunden testning, och jordfelsbrytaren är försedd med en testknapp som ger den nominella restströmmen för att säkerställa att effektbrytaren kommer att fungera.
Alla jordfelsbrytare krävs för att visa ett meddelande som uppmärksammar behovet av täta tester som kan utföras av användaren, som trycker på en testknapp, vanligtvis markerad T.
Denna installation eller del av den är skyddad av en enhet som automatiskt stänger av strömförsörjningen om ett jordfel uppstår.
Testa kvartalsvis genom att trycka på knappen märkt ‘T’ eller ‘Test’. Enheten ska stänga av strömförsörjningen och bör sedan slås på för att återställa matningen. Om enheten inte stänger av strömförsörjningen när knappen trycks in, sök expertråd
Det finns för närvarande fyra grundläggande typer av jordfelsbrytare. Klass AC-apparater används där restströmmen är sinusformad – detta är den normala typen som används mest. Klass A-typer används där restströmmen är sinusformad och / eller inkluderar pulserande direktströmmar – denna typ appliceras i speciella situationer där elektronisk utrustning används. Klass B är för specialdrift på ren likström eller på impuls likström eller växelström. Jordfelsbrytare av klass S har en inbyggd tidsfördröjning.
Det måste förstås att restströmmen är skillnaden mellan fas- och neutrala strömmar, och att strömbrytningsförmågan hos huvudkontakterna inte är relaterad till återstående driftströmvärde.
Det finns en allmänt misförstånd av denna punkt, många tänker att restströminställningen är strömbrytningsförmågan för enheten. Det är mycket troligt att en anordning med en kapacitet på 100 A kan ha en återstående driftsström på endast 30 mA.
Det finns fall där mer än en restströmsenhet används i en installation; till exempel kan en komplett installation skyddas av en jordfelsbrytar-värdering till 100 mA medan ett uttag som är avsett för utrustning utomhus kan skyddas av en 30 mA-enhet.
Om till exempel ett jordfel som ger en jordström på 250 mA utvecklas på utrustningen som matas av utomhusuttaget, kommer båda jordfelsbrytarna att ha denna felström, och båda kommer att vara obalanserade. Eftersom felet är högre än driftsströmmen för båda enheterna kommer båda utlösningssystem att aktiveras.
Det följer inte att enheten med den mindre driftsströmmen kommer att öppna först, så det är ganska troligt att 100 mA-enheten kommer att fungera, vilket avbryter försörjningen till den kompletta installationen trots att felet var på en liten del av den. Detta är en brist på diskriminering mellan restströmsenheterna. För att säkerställa korrekt diskriminering har enheten med större driftsström en avsiktlig försening inbyggd i sin drift. Det kallas en tidsfördröjd jordfelsbrytare.
Hur en jordfelsbrytare fungerar
En jordfelsbrytare fungerar på principen att det som lämnar ska återvända. Slå på din vattenkokare, strömmen reser genom flex, genom omkopplaren, elementet och återgår tillbaka till källan. Om vattenkokaren utvecklade ett fel (elementet började misslyckas); skulle en del av strömmen saknas.
På grund av läckan genom det felaktiga elementet skulle ström saknas. I en installation utan jordfelsbrytare kan detta innebära att en elektrisk laddning utgör en risk för sina användare. Ju större laddning ström som läcker, desto större är risken för alla som använder den.
De olika typerna av jordfelsbrytare
En jordfelsbrytare är en brytare som innehåller omkoppling.
Jordfelsbrytare erbjuder skydd med inbyggt överbelastningsskydd. Denna typ av avvikelse ger det bästa skyddet mot jordfel.
De skyddar en krets istället för en samling av dem som i dubbla konsumentenheter. Det ökande antalet elektroniska artiklar som används ökar restströmmen.
I felsituationer är det klart vilken krets som orsakar problemet eftersom artiklar (eller ledningar till dem) inte fungerar.
En annan typ av jordfelsbrytare är en anslutningsenhet som innehåller en säkring och jordfelsbrytare. Vissa designers anser att två jordfelsbrytare är bättre än en för skydd.
Tidsfördröjd jordfelsbrytare
Denna typ av jordfelsbrytare ger en liten tidsram från detektering till avstängningstid. Tanken är att låta en jordfelsbrytare närmare källan till problemet fungera först.
Nedan är olika strömstyrkor och hur de kan påverka människan.
0,5ma – 5ma.
Inga farliga effekter, även om det kan leda till att offeret tappar en felaktig apparat med den läckande strömmen.
5ma – 10ma
Musklereaktion kan orsaka att hand eller fingrar låses i läge.
10ma – 40ma
Smärta ökar. Elektrisk ström på 20ma och högre tros orsaka förändrad andning.
40ma – 250ma
Förekomst av hjärtcykelstörningar. Högre strömflöde innebär större risk för brännskador och hjärtstopp.
Jordfelsbrytare ökar chansen att överleva. De är utformade för att fungera innan mängden eller strömmen (och den tid det är närvarande) från att bli dödliga.
Hur jordfelsbrytare hjälper till att förebygga brand
Brandväsendet deltar i tusentals bränder – många är ett resultat av felaktiga apparater och ledningar. Jordfel (ström som läcker) så lågt som 100ma kan orsaka antändning och eld. En jordfelsbrytare kommer att begränsa mängden el som tillåts resa, vilket minskar risken för brand.
