GFCI:n perusteet
GFCI on vain niin hyvä kuin sen asennus ja tarkastus.
GFCI on ainoa suojalaite, joka on suunniteltu suojaamaan ihmisiä sähköjärjestelmän aiheuttamalta sähköiskulta. Tämän vuoksi meidän on ymmärrettävä, mikä GFCI on, miten se toimii ja mitkä ovat sen rajoitukset.
Meidän tarvitsee vain katsoa NEC:stä GFCI:n määritelmää. NEC määrittelee sen seuraavasti: ”Henkilöstön suojaamiseen tarkoitettu laite, joka toimii siten, että virtapiiri tai sen osa kytketään jännitteettömäksi tietyn ajan kuluessa, kun maadoitusvirta ylittää jonkin ennalta määritellyn arvon, joka on pienempi kuin virtapiirin ylivirtasuojalaitteen toimintaan vaadittava arvo.”
GFCI-suojalaite toimii periaatteella, jonka mukaan se valvoo virran epätasapainoa virtapiirin maadoittamattoman (kuuman) ja maadoitetun (nollasuojatun) johdinjohdon välillä. Se ei valvo maadoitusjohdinta, joten se toimii edelleen piirissä, jossa ei ole maadoitusta.”
Tyypillisessä 2-johdinpiirissä virtalähteeseen palaava virta on yhtä suuri kuin virtalähteestä lähtevä virta (lukuun ottamatta pieniä vuotoja). Jos GFCI-suojalaitteen virtamuuntajan kautta lähtevän ja palaavan virran erotus ylittää 5mA (51mA), puolijohdepiiri avaa kytkentäkoskettimet ja kytkee piirin jännitteettömäksi (ks. kuva yllä). Näin tapahtuu aina niin kauan kuin GFCI on toimintakunnossa. GFC-laitteet vikaantuvat kuitenkin useammin kuin useimmat ihmiset luulevat. Eivätkä ne anna mitään ulkoista merkkiä siitä, että ne eivät enää suojaa.
Tyypillisesti, kun GFCI-suojalaite vikaantuu, kytkentäkoskettimet pysyvät kiinni, ja laite antaa edelleen virtaa – mutta ei suojaa.
Amerikkalaisen kotitarkastusyhdistyksen (American Society of Home Inspectors) tekemän tutkimuksen mukaan (joka julkaistiin IAEI News -lehdessä marrasjoulukuussa 1999) 21 % testatuista GFCI-virtakatkaisijoista ja 19 % testatuista GFCI-jakajankytkentäpistokkeista ei tarjonnut mitään suojaa. Silti virtapiiri pysyi jännitteisenä! Tutkituissa tapauksissa GFCI-anturipiirien vikaantuminen johtui useimmiten GFCI-anturipiiriä suojaavan sisäisen transienttijänniteylijännitesuojan (metallioksidivaristorit) vaurioitumisesta. Vauriot johtuivat salaman ja muiden transienttien aiheuttamista jännitepiikeistä. Alueilla, joilla esiintyy paljon salamoita, kuten Lounais-Floridassa, GFCI-katkaisijoiden vikaantumisprosentti oli yli 57.
Eräs valmistaja valmistaa 15A 125V GFCI-pistoketta, jota ei voi nollata, jos GFCI-piiri ei enää suojaa maasulkupiiriltä. Lisäksi tässä GFCI-pistorasiassa on sisäänrakennettu linjan ja kuorman kääntöominaisuus, joka estää GFCI:tä nollautumasta, jos asentaja erehdyksessä vaihtaa kuorman ja linjan kytkennät.
Yksi viimeinen ajatus GFCI-suojauksesta: Paina GFCI-suojalaitteen testiominaisuutta varmistaaksesi, että se toimii. Nämä ovat erinomaisia laitteita, kun ne on kytketty oikein. Älä kuitenkaan koskaan oleta, että GFCI-suojalaite toimii, ellet testaa sitä!
Sivupalkki: Varoitus
Vaikea sähköisku tai kuolema voi tapahtua, jos henkilö koskettaa kuumaa ja nollajohdinta samanaikaisesti – vaikka virtapiiri olisi GFCI-suojattu. Tämä johtuu siitä, että GFCI-suojalaitteen sisällä oleva virtamuuntaja ei havaitse epätasapainoa lähtevän ja palaavan virran välillä, ja kytkentäkoskettimet pysyvät kiinni.