Krav på tilläggsskydd i form av jordfelsbrytare har i allmänhet ställts på anläggningar där det finns en större risk för fel i de grundläggande skydden eller ovarsamhet hos användaren. Av föreskrifterna framgår de fall där undantag medges från kravet på skydd av jordfelsbrytare. Det kan till exempel gälla för uttag där avbrott kan medföra allvarliga konsekvenser.
Eftersom strömmen genom en människa begränsas av kroppsresistansen till ett par hundra milliampere, reagerar inte säkringar eller dvärgbrytare, men för människan kan den vara dödande. Det är här som jordfelsbrytaren kommer in. Som personskydd ska man välja en jordfelsbrytare med en märkutlösningsström på högst 30 mA. Jordfelsbrytare ska reagera för obalansströmmar i området cirka 15 mA till högst 30 mA, och de ska bryta strömmen inom högst 300 ms. Vanligen är de mycket snabbare än så. Maxvärdena är valda så, att risken för framförallt hjärtkammarflimmer blir minimal.
Men jordfelsbrytare kan även detektera farliga läckströmmar och överledning till följd av dålig isolation i själva installationen eller i ansluten utrustning. Härigenom kan de förhindra brand eller andra skador till följd av ljusbågar och krypströmmar. Bland annat i lantbruk och andra brandfarliga anläggningar är de obligatoriska. Beroende på placering och användningsområde får jordfelsbrytare som brandskydd ha en märkutlösningsström på högst 100 eller 300 mA.
Men för att jordfelsbrytaren ska kunna fungera på avsett sätt bör man också känna till och i förekommande fall åtgärda de problem som kan uppstå vid val av brytare och vid dess användning. De vanligaste problemen brukar vara:
- Jordfelsbrytaren löser inte ut som den ska.
- Jordfelsbrytaren löser ut när den inte ska.
Låt oss se på de två fallen.
Jordfelsbrytaren löser inte ut som den ska
De vanligaste jordfelsbrytarna kallas typ A och typ B. Typ A kan detektera ren växelström och pulserande likström. Typ B kan också detektera ren växelström och pulserande likström men även ren likström. En tidigare mycket använd typ var typ AC, som är vanlig i äldre installationer. Denna fungerar inte för ström med likströmskomposant, och en sådan finns vanligen till exempel där man har effektreglering med likriktare, tyristorer etc. Valet av typ av jordfelsbrytare måste därför passa de aktuella förhållandena för att den säkert ska fungera som avsett.
Jordfelsbrytaren är avsedd för frekvensen 50 eller 60 Hz. Vid andra frekvenser förändras utlösningskarakteristiken. Ska den användas vid andra frekvenser, exempelvis 400 Hz vid flygplatser eller vid större övertonsströmmar, bör man rådfråga tillverkaren.
En orsak till bristande funktion kan vara att jordfelsbrytaren inte blivit ansluten som den ska. Fasledarna och neutralledaren men inte skyddsledaren ska passera genom jordfelsbrytaren. Det brytaren känner av är ju om samma ström passerar ut och in genom den. Är det något som läcker ut på vägen detekteras skillnaden, och är den mer än 30 mA ska den lösa den ut. Läckströmmen går ju i regel tillbaka i skyddsledaren, och skulle också den passera jordfelsbrytaren kan den inte detektera någon läckström.
Det vanligaste felet på de tidigare exemplaren var troligen rent tekniska fel på brytaren. Numera är kvalitén mycket bättre, men för äldre jordfelsbrytare ska man kanske ha ett frågetecken. Allting åldras! Vid kontroller som gjordes i mitten av 90-talet konstaterades att en stor del inte fungerade som de skulle. Det är därför mycket viktigt att man funktionstestar och motionerar apparaten regelbundet.
Rekommendationen är att man ska funktionsprova varje jordfelsbrytare minst två gånger om året, till exempel vid övergång från vinter- till sommartid och tvärtom. När det gäller verksamhet i laboratorier och liknande bör man testa oftare. Testen är ju ytterst enkel att utföra. Då man trycker på testknappen släpps en avpassad ström genom brytaren som ska lösa ut denna. Om så inte sker ska jordfelsbrytaren troligen bytas ut. Som alla som provat vet, medför testet att elektriska klockor i huset stannar – men det får man leva med!
Jordfelsbrytaren löser ut när den inte ska
Något som väckt en hel del irritation är att jordfelsbrytaren löst ut till synes obefogat. I själva verket har nog i de flesta fall jordfelsbrytaren gjort sitt jobb som den ska, men problemet låg någon annanstans. Jag ska här ta upp några vanliga orsaker till oönskad funktion.
Större eller mindre permanenta läckströmmar finns i alla kretsar. De kan bero på alltför låg isolationsnivå eller på förekomsten av filter eller kapacitanser mellan fas och jord, och de kan vara av nätfrekvens eller övertoner. Isolationsnivån kan påverkas av fuktig miljö, särskilt i äldre anläggningar med åldrad isolering. Vid återkommande problem, som inte kan hänföras till ansluten utrustning enligt nedan, kan det kanske vara till hjälp att isolationsmäta installationen, fas för fas, för att upptäcka eventuellt oacceptabla krypströmmar till jord. Kanske är det dags att byta ut äldre ledningar och att kontrollera anslutningar i dosor etc?
Även ansluten utrustning har läckströmmar som man aldrig kan komma ifrån. Några exempel på storleken av läckströmmar i elektriska produkter som anses acceptabla:
Elspis med tre plattor och ugn 6-7 mA
Mikrovågsugn 5 mA
Diskmaskin, tvättmaskin 3-5 mA
Elvärmepanel 0,75-1,5 mA
Bastuaggregat 3-5 mA
Motorvärmare 1 mA
Ljusarmatur 1-0,5 mA
Datorer 1-2 mA
En jordfelsbrytare får enligt gällande standard lösa ut redan vid 15 mA obalansström. Det är lätt att inse, att om man ansluter flera objekt med stora läckströmmar till samma fas kan jordfelsbrytaren lösa ut. Det är därför viktigt att man sprider sådana objekt på flera faser, så att läckströmmarna ”tar ut” varandra. I trefasigt anslutna objekt kan man förutsätta att läckströmmen är relativt lika i faserna, och då är problemet mindre.
Ännu ett skäl till oönskade utlösningar är spänningstransienter. Transienter i nätet uppträder framförallt vid åskväder. Till följd av ledningskapacitansen eller fungerande överspänningsskydd kan de medföra strömmar till jord, som medför att jordfelsbrytaren löser ut. Många har liksom jag själv fått uppleva att man kommit till sommarstugan och redan genom lukten från frysen blivit varse om att åskvädret för några dagar sen brutit strömmen till stugan och ställt till det. Transienter med åtföljande kapacitiva strömmar till jord och obalans kan också någon gång uppstå vid tillslag av vissa belastningar och orsaka frånkoppling. Man bör också tänka på, att när överspänningsskyddet tänder, uppstår en stötström till jord. För att minska risken för utlösning till följd av detta rekommenderas att överspänningsskyddet placeras före jordfelsbrytaren. Installeras det efter, bör man dessutom se till att välja en jordfelsbrytaren som tål förväntade stötströmmar, som kan bli ganska stora.
För att minska risken för oönskade frånkopplingar kan man i vissa fall använda jordfelsbrytare med så kallad korttidsfördröjning. Det innebär att den löser ut inom det godkända tidsintervallet men inom en tid som ligger nära den längsta tillåtna, det vill säga 300 ms. Därigenom blir jordfelsbrytaren lite mindre känslig för bland annat transienter.
Det bör nämnas att det även finns tidsfördröjda jordfelsbrytare, typ S. De är inte avsedda som personskydd men kan användas som skydd mot brand eller för att erhålla korta bryttider vid exempelvis byggplatser.
Slutligen
Jordfelsbrytaren är ett utmärkt tilläggsskydd, som kan spara liv och förhindra bränder. Men som för all annan elektrisk utrustning gäller: rätt utförd installation, rätt användning, regelbunden tillsyn och test. Och: Följ tillverkarens anvisningar!
William Persäter
