Τι είναι το βασικό σφάλμα;

Ο όρος σφάλμα εδάφους είναι πολύ κοινό, αλλά η κατανόηση ακριβώς τι σημαίνει απαιτεί να γνωρίζετε λίγα πράγματα για τις αρχές της ηλεκτρικής ενέργειας.

Η ηλεκτρική ενέργεια είναι μια μορφή ενέργεια που υπάρχει λόγω μη ισορροπημένων φορτίων σε ηλεκτρόνια και πρωτόνια σε αγώγιμο υλικό. Αυτή η ενέργεια ρέει λόγω φυσικής ώθησης για να επιστρέψει ουδέτερη ισορροπία στα μη ισορροπημένα φορτία στα ατομικά σωματίδια. Σε οικιακά κυκλώματα καλωδίωσης, αυτή η ροή ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται μέσω καθιερωμένων καλωδίων μεταλλικών κυκλωμάτων. Η φυσική ώθηση της ηλεκτρικής ενέργειας - ο στόχος της ροής της - είναι να "επιστρέψει στο έδαφος" προκειμένου να εξισώσει την άνιση φόρτιση. Αυτό το φυσικό φαινόμενο προκαλεί την εξουδετέρωση της στατικής ηλεκτρικής ενέργειας στα σύννεφα καταιγίδας μέσω φωτιζόμενων κτυπήσεων στο έδαφος. Σε ένα οικιακό ηλεκτρικό κύκλωμα όπου χρησιμοποιείται ηλεκτρισμός, η εξερχόμενη ροή συμβαίνει σε "ζεστά" καλώδια κυκλώματος, ενώ η ροή Η επιστροφή προς τη γείωση εμφανίζεται μέσω των καλωδίων ουδέτερου κυκλώματος, τα οποία συνδέονται κυριολεκτικά με τη γείωση πίσω στην τροφοδοσία πηγή. Η ενέργεια αυτής της ροής από την πηγή ισχύος, μέσω θερμών και ουδέτερων καλωδίων, και πίσω στο Η πηγή είναι αυτό που αναγκάζει τους λαμπτήρες να ανάβουν και να λειτουργούν οι συσκευές όταν έχουν κολλήσει σε ένα κύκλωμα.

Ωστόσο, όταν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα δυσλειτουργεί, μπορεί να αναζητήσει μια διαδρομή προς τη γείωση έξω από τα εγκατεστημένα καλώδια του συστήματος και μια τέτοια κατάσταση είναι γνωστή ως σφάλμα εδάφους. Είναι μια επικίνδυνη κατάσταση, επειδή όταν συμβαίνει ένα τέτοιο πρόβλημα, ένας άνθρωπος που έρχεται σε επαφή με την καλωδίωση μπορεί ξαφνικά να γίνει μέρος του ευκολότερου μονοπατιού προς τη γείωση.

Οι αιτίες βλάβης γείωσης σε ένα κύκλωμα μπορεί να περιλαμβάνουν χαλαρές συνδέσεις, μόνωση φθαρμένων καλωδίων ή εσφαλμένη καλωδίωση που προκαλεί τη σύνδεση του ζεστού καλωδίου απευθείας με άλλο μονοπάτι προς τη γείωση. Σε περίπτωση βλάβης γείωσης, είναι δυνατό για ένα άτομο που αγγίζει ένα ζωντανό καλώδιο, ένα μεταλλικό ηλεκτρικό περίβλημα, ή ένα κατεστραμμένο βύσμα για την παροχή αυτής της άμεσης διαδρομής γείωσης εάν βρίσκονται σε άμεση σύνδεση με το γη. Αυτές οι συνθήκες πληρούνται συχνότερα σε υγρές τοποθεσίες, όπως μπάνια και κουζίνες, καθώς το νερό είναι ένας πολύ καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι προϋποθέσεις μπορούν επίσης να πληρούνται σε εξωτερικούς χώρους, όπου ένα άτομο στέκεται ακριβώς πάνω στη γη.

Όταν εμφανιστεί σφάλμα γείωσης, το μονοπάτι προς τη γείωση γίνεται αμέσως χωρίς περιορισμούς, χωρίς αντίσταση, και αυτό προκαλεί μια τεράστια ξαφνική αύξηση της ροής ρεύματος. Όταν ένα σφάλμα γείωσης προκαλεί άνοδο του ρεύματος με αυτόν τον τρόπο, το διακόπτης κυκλώματος για το κύκλωμα ταξιδεύει και διακόπτει την ισχύ. Εάν ένα κύκλωμα στο σπίτι σας πέσει αμέσως νεκρό, υπάρχει καλή πιθανότητα να προκληθεί σφάλμα γείωσης.

Το μόνο που χρειάζεται για να φτιάξετε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα AC είναι ένα θερμό καλώδιο που οδηγεί από την πηγή ισχύος και ένα καλώδιο επιστροφής (ουδέτερο) που επιστρέφει στην πηγή. Το ουδέτερο σύρμα είναι τεχνικά γειωμένο καλώδιο, καθώς συνδέεται με τη γείωση στην πηγή ισχύος. Συνδέστε σωστά αυτά τα καλώδια στις διάφορες συσκευές του κυκλώματος και ρέει ρεύμα. Στις πρώτες μέρες της ηλεκτρικής ενέργειας, αυτά ήταν τα μόνα αυτά τα δύο καλώδια στα κυκλώματα κατοικιών, αλλά υπήρχε πρόβλημα σε αυτά τα πρώιμα συστήματα. Εάν το θερμό σύρμα χαλαρώσει ή η μόνωση φθαρεί, θα μπορούσε να έρθει σε επαφή με μεταλλικά ηλεκτρικά κιβώτια και μεταλλικά εξαρτήματα συσκευών όπως διακόπτες και φωτιστικά και να τα ενεργοποιήσει. Οι άνθρωποι που αγγίζουν τις συσκευές θα μπορούσαν να σοκάρουν και συχνά το έκαναν. Σταδιακά, διάφορες μέθοδοι βελτίωσης της ασφάλειας του κυκλώματος εισήχθησαν στην οικιακή καλωδίωση.

Η υποχρεωτική εισαγωγή ενός πρόσθετου καλωδίου γείωσης σε κάθε κύκλωμα κατοικιών έχει μειώσει σημαντικά τη συχνότητα τέτοιων κραδασμών, καθώς και τη συχνότητα ηλεκτρικού τόξου και πυρκαγιών. Το καλώδιο γείωσης συνδέει κάθε συσκευή σε μια γείωση μέσω μιας ράβδου γείωσης ή ενός σωλήνα νερού, δίνοντας στον υπολειπόμενο ηλεκτρισμό μια ασφαλή διαδρομή διαφυγής. Στην κανονική λειτουργία ενός κυκλώματος, τα γυμνά υπόγεια νερά χαλκού δεν κάνουν τίποτα, αλλά στην περίπτωση βλάβης γείωσης, παρέχει την ευκολότερη διαδρομή για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος πίσω στο έδαφος, τερματίζοντας οποιαδήποτε κίνδυνος. Με μια εύκολη διαδρομή προς το έδαφος, η διαρροή ηλεκτρικής ενέργειας είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσει σοκ ή πυρκαγιά.

Η γείωση προστατεύει επίσης ευαίσθητο ηλεκτρικό εξοπλισμό. Εάν το ρεύμα αυξάνεται λόγω βραχυκυκλώματος, κεραυνού ή για κάποιο άλλο λόγο, το καλώδιο γείωσης παρέχει μια διαδρομή προς το έδαφος, έτσι ώστε η αύξηση της ισχύος να μην καίει τον εξοπλισμό και να δημιουργεί ηλεκτρικά τόξα που μπορούν να ξεκινήσουν πυρκαγιές.

Τα ηλεκτρικά συστήματα περιλάμβαναν πάντοτε κάποιο είδος αυτόματου συστήματος διακοπής λειτουργίας. Σε ημέρες που πέρασαν, οι ασφάλειες εξυπηρετούσαν αυτήν τη λειτουργία, και σήμερα αυτή η λειτουργία εξυπηρετείται από επανατοποθετημένους διακόπτες. Οι ασφάλειες ή οι διακόπτες έχουν σχεδιαστεί για να σταματήσουν τη ροή ισχύος όταν το ρεύμα υπερβεί τη βαθμολογία τους, πράγμα που συμβαίνει όταν υπάρχει σφάλμα γείωσης.

Όταν συμβαίνει σφάλμα γείωσης, είναι σαν να απελευθερώνεται ξαφνικά η ηλεκτρική ενέργεια στο θερμό καλώδιο από το κλουβί του. Προσπαθεί πάντα να ολοκληρώσει το κύκλωμα και μπορεί να το κάνει μόνο εν μέρει όταν διατρέχει φορτία υψηλής αντίστασης. Η ξαφνική εμφάνιση γείωσης χαμηλής αντίστασης ανοίγει τις πύλες πλημμύρας και η ροή ρεύματος πηδά δραματικά, θερμαίνοντας καλώδια και τόξα μεταξύ χαλαρά συνδεδεμένων καλωδίων. Ο διακόπτης κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει μια τέτοια ανωμαλία. Διαθέτει διακόπτη ευαίσθητο στη θερμότητα που σβήνει μόλις οι τρέχουσες αυξήσεις. Μόλις σταματήσει, δεν μπορείτε να το επαναφέρετε έως ότου διορθώσετε τις συνθήκες που το οδήγησαν σε ταξίδι Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει κάποια εργασία ντετέκτιβ που ψάχνει για χαλαρή σύνδεση ή καλώδια που αγγίζουν το ένα το άλλο.

Επειδή οι τυπικοί διακόπτες κυκλώματος είναι σχετικά αργές συσκευές, υπάρχει η πιθανότητα ο διακόπτης να μην διακόψει άμεσα την τρέχουσα ροή σε περίπτωση σφάλματος γείωσης. Για το λόγο αυτό, υπάρχουν ειδικοί διακόπτες GFCI που είναι πολύ πιο ευαίσθητοι στις αλλαγές στην τρέχουσα ροή. Όταν τα κυκλώματα εξυπηρετούν ιδιαίτερα ευάλωτες τοποθεσίες, μπορεί να προστατεύεται από ένα από αυτά τα ειδικά GFCI διακόπτες κυκλώματος, οι οποίοι προστατεύουν κάθε φωτιστικό, έξοδο και συσκευή που τροφοδοτείται από το κύκλωμα.

Ας υποθέσουμε ότι συνδέετε μια συσκευή με εσωτερικό πρόβλημα καλωδίωσης που προκαλεί σφάλμα γείωσης. Η θερμότητα που παράγεται από το κύμα θα μπορούσε να είναι αρκετή για να λιώσει το βύσμα ή να πυροδοτήσει φωτιά πριν ο διακόπτης ειδοποιήσει το κύμα και κλείσει. Εάν κάποιος αγγίζει το βύσμα και είναι ξυπόλυτος, η εξουσία θα μπορούσε εξίσου εύκολα να ρέει μέσα από το άτομο. Θα μπορούσε να είναι θανατηφόρο. ακόμη και ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης μπορεί να σταματήσει την καρδιά.

Για να αποφευχθεί οποιαδήποτε από αυτές τις καταστροφές, ο ηλεκτρικός κώδικας απαιτεί συγκεκριμένα σημεία πώλησης GFCI μέρη του σπιτιού, όπως μπάνια, κουζίνες, πλυντήρια, υπόγεια και όλα τα εξωτερικά τοποθεσίες. Το GFCI λειτουργεί σαν διακόπτης κυκλώματος, αλλά έχει χαμηλότερο όριο ρεύματος και θα κλείσει νωρίτερα από τον διακόπτη.

Υπόδειξη

Τα σπίτια που χτίστηκαν πριν από το 1962 δεν ήταν υποχρεωμένα να έχουν γειωμένα κυκλώματα, και πολλά ακόμη δεν το έχουν. Εάν ζείτε σε ένα τέτοιο σπίτι, δεν υπάρχει χρόνος σαν το παρόν για να αρχίσετε να σχεδιάζετε μια αναβάθμιση πίνακα και νέα καλωδίωση. Εάν αυτό δεν συμβαδίζει με τον προϋπολογισμό του ιδιοκτήτη ή του ιδιοκτήτη σας, υπάρχουν άλλοι τρόποι για να λάβετε την προστασία των γειωμένων κυκλωμάτων.

• Αντικαταστήστε όλους τους διακόπτες κυκλώματος με Διακόπτες GFCI. Αυτό δεν προστατεύει τον εξοπλισμό σας από μια αύξηση ρεύματος, αλλά μπορεί να αποτρέψει πυρκαγιές και ηλεκτροπληξίες. Δεν μπορείτε να το κάνετε αυτό εάν το σπίτι σας διαθέτει κιβώτιο ασφαλειών. Σε αυτήν την περίπτωση, προχωρήστε στις επόμενες δύο επιλογές.

• Εγκαταστήστε τις πρίζες GFCI. Δεν χρειάζεται να αντικαταστήσετε όλα τα καταστήματα στο σπίτι σας. Εάν μπορείτε να προσδιορίσετε την πρώτη πρίζα σε κάθε κύκλωμα, αντικαθιστώντας αυτή θα παρέχει προστασία γείωσης για όλους τους άλλους.

• Αγοράστε και χρησιμοποιήστε μόνο διπλά μονωμένα εργαλεία, συσκευές και φωτιστικά. Εάν προκύψει σφάλμα, η μόνωση σας προστατεύει από κραδασμούς.