מהי תקלה קרקעית?

התנאי תקלת קרקע זה נפוץ מאוד, אבל הבנת בדיוק מה זה אומר מחייבת לדעת מעט על עקרונות החשמל.

חשמל הוא סוג של אנרגיה שקיימת בגלל מטענים לא מאוזנים באלקטרונים ופרוטונים בחומר מוליך. אנרגיה זו זורמת בגלל דחף טבעי להחזיר איזון ניטרלי למטענים הלא מאוזנים בחלקיקי האטום. במעגלי חיווט למגורים, זרימת חשמל זו מתבצעת באמצעות חוטי מעגלי מתכת מבוססים. הדחף הטבעי של חשמל - מטרת זרימתו - הוא "לחזור לקרקע" כדי להשוות בין המטען הלא אחיד. תופעה טבעית זו היא הגורמת לחשמלון סטטי בענני סערה לנטרול המטען שלהם באמצעות מכות תאורה לקרקע. במעגל חשמלי למגורים בו רתמים חשמל, הזרימה היוצאת מתרחשת בחוטי מעגל "חמים", בזמן הזרימה חזרה לכיוון הקרקע מתרחשת דרך חוטי המעגל הנייטרליים, המחוברים פשוטו כמשמעו לקרקע חזרה בעוצמה מקור. האנרגיה של זרם זה נובעת ממקור כוח, דרך חוטים חמים ניטרליים ובחזרה אל המקור הוא מה שגורם נורות להאיר ולמכשירים לפעול כאשר מוחצים עליהם מעגל חשמלי.

עם זאת, כאשר תקלה במעגל חשמלי הוא יכול לחפש נתיב לקרקע מחוץ לחוטים שהוקמו במערכת, ומצב כזה ידוע כ

הגורמים לתקלת קרקע במעגל עשויים לכלול חיבורים רופפים, בידוד תיל שחוק או חיבור מוטעה הגורם לחוט החם להתחבר ישירות עם מסלול אחר לקרקע. במצב של תקלת קרקע, הדבר אפשרי לאדם הנוגע בחוט חי, חשמל מתכת מארז או תקע פגום שיספק נתיב קרקע ישיר אם הם בקשר ישיר ל כדור הארץ. תנאים אלה מתקיימים לרוב במקומות לחים, כמו חדרי אמבטיה ומטבחים, מכיוון שמים הם מוליך חשמל טוב מאוד. ניתן להתקיים בתנאים אלה גם בחוץ, שם אדם עומד ישירות על האדמה.

כאשר מתרחשת תקלה בקרקע, המסלול לקרקע הופך ללא הגבלה ללא התנגדות, וזה גורם לעלייה פתאומית אדירה בזרימת הזרם. כאשר תקלה בקרקע גורמת לזרימת הזרם בדרך זו, מפסק עבור נסיעות המעגל ומכבה את הכוח. אם מעגל בביתך נופל מיד מת, יש סיכוי טוב שתקלה תקלה בקרקע.

כל שנדרש כדי ליצור מעגל זרם חילופין מלא הוא חוט חם המוביל ממקור הכוח וחוט להחזר (ניטרלי) שחוזר למקור. החוט הנייטרלי הוא מבחינה טכנית חוט מקורקע, מכיוון שהוא מחובר לקרקע במקור הכוח. חבר את החוטים הללו כראוי למכשירים השונים במעגל, וזרימת חשמל. בימים הראשונים של חשמל אלה היו שני החוטים היחידים הללו במעגלי המגורים, אך הייתה בעיה במערכות המוקדמות הללו. אם החוט החם ישתחרר, או שהבידוד עבר דרכו, הוא יכול היה ליצור קשר עם תיבות חשמל מתכתיות ורכיבי מתכת של מכשירים כמו מתגים וגופי תאורה ולהניע אותם. אנשים הנוגעים במכשירים עלולים לגרום להלם, ולעתים קרובות עשו זאת. בהדרגה הוצגו שיטות שונות לשיפור בטיחות המעגלים לחיווט למגורים.

החדרת חוט קרקע נוסף לכל מעגל מגורים הפחיתה מאוד את תדירותם של זעזועים כאלה, כמו גם את שכיחות הקשתות והשריפות החשמליות. חוט הקרקע מחבר כל מכשיר לכדור הארץ באמצעות מוט קרקע או צינור מים, ומעניק לחשמל שיורי מסלול מילוט בטוח. בהפעלה רגילה של מעגל, מי התהום הנחושת החשופים אינם עושים דבר, אלא במקרה של תקלה בקרקע, זה מספק את הדרך הקלה ביותר לחשמל לזרום לאדמה, ומסתיים בכל סכנה. עם מסלול קל לאדמה, פחות דליפת חשמל עלולה לגרום לזעזוע או שריפה.

הארקה מגינה גם על ציוד חשמלי רגיש. אם הזרם מתנפח בגלל קצר, מכה ברק או מסיבה אחרת, חוט האדמה מספק נתיב לקרקע כך שפרץ החשמל לא ישרוף את הציוד ויוצר קשתות חשמל שיכולות להתחיל שריפות.

מערכות חשמל כללו תמיד סוג כלשהו של מערכת כיבוי אוטומטית. בימים עברו, נתיכים שימשו את הפונקציה הזו, וכיום פונקציה זו מוגשת על ידי מפסקי זרם שניתנים לאיפוס. הנתיכים או הפורקים נועדו לעצור את זרימת הכוח כאשר הזרם עולה על הדירוג שלהם, וזה בדיוק מה שקורה כאשר יש תקלה בקרקע.

כאשר מתרחשת תקלה בקרקע, זה כאילו החשמל בתיל החם משתחרר לפתע מהכלוב שלו. הוא תמיד מנסה להשלים את המעגל, ויכול לעשות זאת רק באופן חלקי כאשר הוא זורם בעומסים בעלי עמידות גבוהה. המראה הפתאומי של שביל קרקע בעל התנגדות נמוכה פותח את שערי הצפה, והזרימה הנוכחית קופצת בצורה דרמטית, מחממת חוטים ומתבצעת בין חוטים מחוברים רופפים. מפסק החשמל נועד לזהות אנומליה כזו בדיוק. יש לו מתג רגיש לחום שמכבה ברגע הזרם דופק. ברגע שהוא נסע, אינך יכול לאפס אותו עד שתיקנת את התנאים שגרמו לו לנסוע. זה עשוי להיות כרוך בעבודות בלש בחיפוש אחר חיבור רופף או חוטים הנוגעים זה בזה.

מכיוון שמפסקי זרם סטנדרטיים הם מכשירים גולמיים יחסית, קיים הסיכוי שהמפסק לא יפריע מייד את זרימת הזרם במקרה של תקלה בקרקע. מסיבה זו ישנם מפסקי מעגל GFCI מיוחדים הרגישים הרבה יותר לשינויים בזרימת הזרם. כאשר המעגלים משרתים מיקומים פגיעים במיוחד, ייתכן שהוא מוגן על ידי אחד מאותם GFCI מיוחדים מפסקי זרם, אשר יגנו על כל גוף תאורה, שקע ומכשיר המופעל על ידי המעגל.

נניח שאתה מחבר מכשיר עם בעיית חיווט פנימית הגורמת לתקלת קרקע. החום שנוצר על ידי הזרם יכול להספיק בכדי להמיס את התקע או להפעיל שריפה לפני שהפורץ יבחין בזרם הכיבוי וכיבה. אם מישהו נוגע בתקע ובמקרה הוא יחף, הכוח יכול באותה הזדמנות לזרום באותה אדם. זה יכול להיות קטלני; אפילו אלפיות שנייה של חשמל במתח גבוה יכולה לעצור את הלב.

כדי למנוע אחד מאסונות אלה, קוד החשמל דורש כעת שקעי GFCI מסוימים חלקים בבית, כולל חדרי אמבטיה, מטבחים, חדרי כביסה, מרתפים וכל החוץ מיקומים. ה- GFCI מתפקד כמו מפסק, אך יש לו סף זרם נמוך יותר והוא ייכבה מוקדם יותר מהפורץ.

טיפ

בתים שנבנו לפני 1962 לא היו חייבים מעגלים מקורקעים, ורבים עדיין לא עושים זאת. אם אתם גרים בבית כזה, אין זמן כמו ההווה להתחיל לתכנן שדרוג פאנלים וחיווט חדש. אם זה לא תואם את התקציב של בעל הבית או של בעל הבית שלך, ישנן דרכים אחרות להשיג הגנה על מעגלים מעגלים מקורקעים.

• החלף את כל מפסקי החשמל ב שוברי GFCI. זה לא מגן על הציוד שלך מפני מתח מתח, אבל זה יכול למנוע שריפות וזעזועים חשמליים. אתה לא יכול לעשות זאת אם בבית שלך יש קופסת נתיכים. במקרה זה, המשך לשתי האפשרויות הבאות.

• התקן שקעי GFCI. אתה לא צריך להחליף את כל השקעים בבית שלך. אם אתה יכול לזהות את השקע הראשון בכל מעגל, החלפת אותו תספק הגנה מפני תקלות קרקע לכל האחרים.

• רכשו והשתמשו רק בכלים, מכשירים וגופי בידוד מבודד כפול. אם אכן מתרחשת תקלה, הבידוד מגן עליך מפני זעזועים.