5.6 Vern og jordfeil

Tretti milliampere fra katastrofen

Her er et tall som bør sitte godt: allerede 30 milliampere strøm gjennom kroppen kan være dødelig. Det er en bitteliten strøm – tusenvis av ganger mindre enn det en stikkontaktkurs leverer. Likevel kan den stoppe hjertet ditt. Spørsmålet blir da: hvordan kan vi bruke strøm trygt i hjemmet, på badet og ute i regnet, når marginen er så liten?

Svaret er at elektriske anlegg har flere lag med usynlige livreddere innebygd. I sikringsskapet sitter vern som hele tiden våker over strømmen, klare til å kutte den i løpet av millisekunder hvis noe går galt. Noen passer på at kabelen ikke blir for varm, andre fanger opp den bitte lille lekkasjestrømmen som ville gått gjennom et menneske. I dette kapittelet skal vi bli kjent med disse vakthundene – automatsikringen, jordfeilbryteren og beskyttelsesklassene – og forstå hvorfor de redder liv hver eneste dag uten at vi tenker over det.

Sikringen som passer på kabelen

Den mest kjente vakthunden er sikringen. Jobben dens er å beskytte kabler og utstyr mot to ting: langvarig overbelastning og plutselig kortslutning. De gamle smeltesikringene gjorde dette med en tynn tråd som rett og slett smeltet ved for høy strøm – og dermed måtte byttes hver gang. Moderne anlegg bruker i stedet automatsikringer, eller MCB, som bare kan vippes opp igjen etter at de har slått ut.

Det smarte med en automatsikring er at den har to utløsermekanismer. Den termiske utløseren er en bimetallstrimmel som bøyer seg sakte når strømmen er litt for høy over lengre tid – den fanger opp overbelastning. Den magnetiske utløseren er en elektromagnet som reagerer lynraskt på den enorme strømmen ved en kortslutning. Hvor raskt den magnetiske utløseren slår inn, avhenger av sikringens karakteristikk: en B-sikring utløser ved 3 til 5 ganger merkestrømmen og brukes i boliger, en C-sikring ved 5 til 10 ganger og tåler de høye startstrømmene fra motorer, og en D-sikring ved 10 til 20 ganger, til transformatorer og store motorer.

La oss se på en helt vanlig B16-sikring på en stikkontaktkurs, der merkestrømmen er 16 A. Termisk tåler den litt over 16 A en stund – ved 1,45 ganger, altså 23,2 A, skal den løse ut innen en time. Men oppstår det en kortslutning, slår den magnetiske utløseren inn et sted mellom 3 og 5 ganger 16 A, altså mellom 48 og 80 A, og kutter strømmen praktisk talt umiddelbart. I virkeligheten flyter det hundrevis av ampere ved en kortslutning, så sikringen bryter på millisekunder før kabelen rekker å bli glohet.

Jordfeilbryteren – den som fanger lekkasjen

Nå kommer den viktigste livredderen av alle, og den løser et problem sikringen ikke kan: den lille lekkasjestrømmen. For her er kjernen i saken – en vanlig 16 A sikring bryter ikke før strømmen overstiger 16 ampere, altså 16 000 milliampere. Men 30 milliampere er nok til å drepe et menneske. For sikringen er 30 mA usynlig støv; for hjertet ditt er det livsfarlig. Vi trenger noe som fanger akkurat denne lille strømmen.

Det er jordfeilbryteren (RCD). Den jobber etter et nydelig enkelt prinsipp: den sammenligner strømmen som går ut på faselederen med strømmen som kommer tilbake på nøytrallederen. Normalt er disse to nøyaktig like store – alt som går ut, kommer tilbake. Men hvis noe av strømmen lekker ut en annen vei, typisk gjennom en person som står på gulvet, eller gjennom en isolasjonsfeil til jord, blir det en forskjell mellom de to. Jordfeilbryteren merker denne ubalansen og bryter strømmen lynraskt, innen 30 millisekunder, lenge før skaden er skjedd.

Tenk deg at en person berører en skadet ledning i en vaskemaskin. Fasestrømmen måles til 5,20 A, men nøytralstrømmen er bare 5,17 A. Differansen er $5{,}20 - 5{,}17 = 0{,}03$ A, altså 30 mA – og de manglende milliamperene går gjennom personen til jord. En 30 mA jordfeilbryter løser ut umiddelbart og redder vedkommende. Standard er 30 mA for personbeskyttelse, mens 300 mA brukes som brannvern i hovedfordelingen. Det finnes ulike typer: type A er standard i nye boliger og takler også pulserende likestrøm, mens type B kreves til elbilladere fordi de kan lage ren likestrøm-jordfeil. Og husk: testknappen skal trykkes hver måned, for en jordfeilbryter som ikke virker, er like ille som ingen jordfeilbryter.

Beskyttelsesklasser, IP-koder og kraften i jording

Vern handler ikke bare om bokser i sikringsskapet – også selve utstyret er bygget for å beskytte oss, og det deles i beskyttelsesklasser. Klasse I har grunnleggende isolasjon pluss beskyttelsesjord: metallkapslingen er koblet til jordlederen, slik som på en vaskemaskin eller komfyr med jordet plugg. Klasse II har dobbel eller forsterket isolasjon og trenger ingen jording – tenk på en mobillader eller hårtørker, merket med en firkant inni en firkant. Klasse III bruker svært lav spenning, under 50 V, forsynt via en sikkerhetstransformator, som i leker og 12 V hagebelysning.

Utstyrets motstand mot støv og vann angis med IP-klassifisering, to sifre etter bokstavene IP. Det første sifferet forteller om beskyttelse mot faste gjenstander, fra 0 uten beskyttelse opp til 6 for støvtett. Det andre sifferet handler om vann, der 4 betyr sprutsikkert fra alle retninger og 7 betyr at utstyret tåler å bli senket ned en kort stund. En innendørs bryter klarer seg med IP20, mens en utendørs stikkontakt som skal tåle regn må ha minst IP44.

Til slutt, la oss se hvorfor jording er så genialt, gjennom en farlig situasjon. Si at en ledning løsner inni en vaskemaskin og berører metallkapslingen. Uten jording skjer ingenting synlig – kapslingen står nå med 230 V, men ingen strøm flyter før noen tar på den. Da går strømmen gjennom personen til jord, og en vanlig sikring merker det knapt; bare jordfeilbryteren kan redde dagen. Med jording derimot, finner strømmen straks veien gjennom den jordlederen med lav motstand, en kraftig jordfeilstrøm oppstår, og sikringen slår ut lynraskt – samtidig som jordfeilbryteren uansett løser ut ved 30 mA. Jording og jordfeilbryter gir altså dobbel beskyttelse, to uavhengige lag som til sammen gjør det livsfarlige trygt.

Oppsummering

Vi har møtt de usynlige livredderne i et elektrisk anlegg. Automatsikringen beskytter kabelen med to mekanismer: termisk mot overbelastning og magnetisk mot kortslutning, med B-karakteristikk for boliger, C for motorer og D for transformatorer. Men sikringen ser ikke de små strømmene – derfor er jordfeilbryteren uunnværlig. Den sammenligner fase- og nøytralstrøm og bryter ved bare 30 mA ubalanse, den lille lekkasjen som kan ta liv. Type A er standard, type B kreves til elbilladere, og testknappen skal trykkes månedlig.

Utstyret selv beskytter oss gjennom beskyttelsesklasser – klasse I med jord, klasse II med dobbel isolasjon, klasse III med lav spenning – og IP-klassifiseringen forteller hvor godt det tåler støv og vann, der utendørs krever minst IP44. Til slutt så vi at jording og jordfeilbryter sammen gir to uavhengige lag med beskyttelse, slik at en enkelt feil aldri er nok til å koste et liv.