Jordfelsbrytare

En jordfelsbrytare är en billig “försäkring”. Den skyddar människa, djur och egendom. De senaste åren har bränder på grund av elfel ökat, och majoriteten av bränder i lantbruk orsakas av elfel – det hade kunnat förhindras om en jordfelsbrytare varit installerad.

Det bästa sättet att skydda sig mot elolyckor och elbränder är att se till att man har en korrekt utförd och väl underhållen elanläggning och anslutna apparater. I Sverige har vi lyckats bra med detta. Elsäkerheten är hög internationellt sett. I starkströmsföreskrifterna finns krav på jordfelsbrytare för vissa nya anläggningar och vid komplettering av elinstallationen i vissa utrymmen i äldre anläggningar. Även om krav på jordfelsbrytare inte finns, är jordfelsbrytaren ett utmärkt komplement. Rätt använd och rätt installerad är den en tillförlitlig säkerhetsanordning som kan rädda liv och öka skyddet mot elbränder. Denna skrift ger information om jordfelsbrytarens funktionssätt och dess skyddsförmåga.Tonvikten har lagts vid hur jordfelsbrytare installeras i mindre abonnentanläggningar. I första hand är skriften avsedd för elinstallatörer. Med jordfelsbrytare avses elkopplare som är konstruerad för att orsaka frånkoppling när felströmmen uppnår ett givet värde.

 

Vad orsakar elolyckorna?

En stor andel av de dödsolyckor som inträffat vid lågspänning, där jordfelsbrytare skulle ha kunnat skydda, har orsakats av:

● felkopplingar, oftast gjorda av lekmän

● ovarsam hantering eller bristfälligt montage

● användning av defekta elapparater utomhus.

 

Det finns också en ökad risk vid till exempel:

● byggen, industriarbetsplatser, båtvarv, bryggor och lantbruk

● reparationsarbete på elapparater

● elanläggningar med skadade eller dåligt underhållna elapparater och ledningar

 

Det krävs oftast två fel samtidigt för att en apparat eller anläggning ska bli farlig. Risken för olyckor är därför mycket liten om man ansluter utomhussladdar i skyddsjordade uttag och ser över anläggningen regelbundet.Vill man sedan ytterligare öka elsäkerheten är jordfelsbrytaren ett utmärkt komplement. I starkströmsföreskrifterna finns i vissa fall krav på jordfelsbrytare för skydd mot personskada respektive brand.

 

Elfaran

Personfara. Elektrisk ström kan ge allt från märkbara kittlingar och muskelkramper till oregelbunden hjärtverksamhet. I värsta fall uppstår hjärtkammarflimmer som är direkt dödande. Hur stor skadan blir (vid nätfrekvens 50 Hz) beror främst på följande faktorer:

● strömstyrkan

● hur lång tid strömmen flyter genom kroppen

● vilken väg strömmen går genom kroppen

● kroppens kontaktyta mot spänningsförande del

Strömmen begränsas av kroppens eget motstånd som i sin tur är beroende av beröringsspänningen.Vid beröringsspänningar som är högre än 50 V minskar kroppens motstånd. Detta kan variera mellan 6000 ohm vid 25 V och 700 ohm vid 1000 V. Om huden är fuktig och kontaktytan stor blir övergångsmotståndet till kroppen litet, och strömmen därmed stor. Risken för en allvarlig skada ökar då. Diagrammet visar när det kan uppstå muskelförlamning och hjärtkammarflimmer vid olika strömstyrkor. Siffrorna är riktvärden för strömgenomgång vid nätfrekvens. Diagrammet visar också efter hur lång tid en jordfelsbrytare för personskydd löser ut vid olika strömstyrkor.

 

Brandfara.

Risk för brand kan uppstå redan vid en mycket liten effektutveckling i en brandfarlig omgivning. Men för en normal anläggning ger en jordfelsbrytare med en märkutlösningsström på högst 300 mA ett bra extra brandskydd.

 

Allmänt om jordfelsbrytare

Jordfelsbrytarens funktion. I en elanläggning utan läck- eller felströmmar till jord är summaströmmen i fas- och neutralledare lika med noll. Genom att låta dessa ledare gå genom jordfelsbrytarens summaströmtransformator känner den hela tiden av om det uppstår någon läckström till jord. En sådan läckström går direkt till jord utan att passera transformatorn och då blir inte summaströmmen längre noll. Detta medför att en spänning induceras i sekundärlindningen, som med en mekanism bryter fas- och neutralledare. Jordfelsbrytarens skyddsförmåga. Det finns flera olika tänkbara felfall i en elanläggning. Jordfelsbrytaren hjälper vid många av dessa men inte alla. Till exempel skyddar den bara vid överledning till jord och alltså inte då strömmen går genom kroppen från en fas till neutralledaren eller från en fas till en annan fas.

 

Olägenheter

Ibland händer det att jordfelsbrytare bryter strömmen i en anläggning utan att ett farligt fel har uppstått. Det beror oftast på läckströmmar från apparater och ledningar eller på nätstörningar. Läckströmmar. Läckströmmar finns i alla elanläggningar. De förekommer i alla skyddsjordade elapparater men problemen uppstår i första hand med effektkrävande apparater som elpannor och varmvattenberedare och med elapparater i fuktiga miljöer. En ny tvättmaskin har till exempel en läckström på omkring 3 mA. Läckströmmen ökar sedan i takt med att maskinen åldras, slits och smutsas ned. Hänsyn till sådana läckströmmar bör tas redan vid planeringen av en anläggning med jordfelsbrytare. Det betyder att läckströmmen redan i en mindre abonnentanläggning kan bli större än 15 mA. Det är tillräckligt för att en jordfelsbrytare för personskydd ska lösa ut om läckströmmen är kontinuerlig. Som tumregel vid installation av jordfelsbrytare ska de sammanlagda läckströmmarna hos de anslutna apparaterna vara högst 1/3 av jordfelsbrytarens märkutlösningsström. Exempel på läckströmmar från olika apparater finns listade på sidan 31. Nätstörningar. Dagens jordfelsbrytare är mindre känsliga för störningar som till exempel uppstår vid inkoppling av lysrör eller motorer. Men störningar från ett åskväder kan medföra att en jordfelsbrytare som är ansluten till ett friledningsnät löser ut.

 

För att öka skyddet mot nätstörningar kan jordfelsbrytaren eller hela anläggningen kompletteras med störningsfilter och ventilavledare. Ett annat alternativ är att använda en jordfelsbrytare som har ett inbyggt störningsskydd. Om en jordfelsbrytare slår ifrån en hel anläggning kan flera olägenheter uppstå:

● uppvärmningen upphör

● larm slutar fungera

● kyl och frys slås av

● elektromedicinsk utrustning blir strömlös

● anläggningen mörkläggs

 

Olika typer av jordfelsbrytare

Jordfelsbrytare finns i olika utföranden för olika användningsområden för att på bästa sätt skydda vid felströmmar till jord. När det gäller personskydd måste jordfelsbrytare med högst 30 mA märkutlösningsström användas.Vid skydd för enstaka apparater kan jordfelsbrytare med ännu lägre märkutlösningsström användas.

 

För enbart brandskydd finns det jordfelsbrytare med högre märkutlösningsströmmar. Man bör välja en märkutlösningsström på högst 300 mA för att få ett bra brandskydd. Om en anläggning kräver larm eller någon annan indikering vid spänningsbortfall kan man använda jordfelsbrytare med hjälpkontakt. Jordfelsbrytare som är avsedda att användas utomhus ska klara –25o C och vara försedda med symbol. Jordfelsbrytare kan indelas i två typer, jordfelsbrytare för fast installation respektive flyttbara jordfelsbrytare. Med hänsyn till förmågan att fungera korrekt i närvaro av en likströmskomponent indelas jordfelsbrytare i typ AC och typ A.Typ AC är känslig för ren växelström. Typ A däremot reagerar för växelström med viss överlagrad likström (pulserande likström). I de flesta anläggningar finns idag apparater med elektronik som alstrar pulserande likströmmar. Exempel på sådana apparater är reglerdon för belysning, strömförsörjningsdon i TV-apparater och datorer, varvtalsreglerade handverktyg med mera. För normala installationer rekommenderas därför typ A. För att klara eventuella obefogade utlösningar som kan uppstå vid till exempel inkoppling av lysrör och större enfasanslutna motorer provas jordfelsbrytare enligt säkerhetsstandarden mot stötspänningar och andra störningar (ring wave). Jordfelsbrytare för montage i egen kapsling eller direkt i dvärgbrytarcentral. Dessa jordfelsbrytare finns både i 2- och 4- poligt utförande. De kan monteras i eller bredvid centraler och för skydd av en hel anläggning eller vissa grupper.

 

Det finns jordfelsbrytare av denna typ med 30 mA märkutlösningsström och med en märkbelastningsström enligt standard på upp till 125 A. Det finns även jordfelsbrytare som är kombinerade med dvärgbrytare. Kombienhet. En kombienhet består av kapsling som innehåller en eller flera jordfelsbrytare kombinerade med dvärgbrytare samt N- och PE-skena. Med en sådan enhet kan man enkelt komplettera en befintlig central. Jordfelsbrytare för uttag. För att skydda ett enstaka uttag finns jordfelsbrytare som är sammanbyggda med vägguttag. De finns både för utanpåliggande och infällt montage och i olika kapslingsklasser. Denna typ av jordfelsbrytare kan vara lämplig för att skydda enstaka uttag i till exempel badrum eller duschrum enligt starkströmsföreskrifterna avsnitt 701. Jordfelsbrytare med stickproppsanslutning. Dessa ansluts direkt i ett uttag för att skydda enskilda apparater inomhus eller utomhus. Det finns utföranden för utomhusbruk som klarar låga temperaturer. Jordfelsbrytare som används vid låga temperaturer ska vara tillverkade för och märkta med den lägsta temperatur som de avses att användas vid.

 

Inkoppling av jordfelsbrytare

Krav på jordfelsbrytare. För att en jordfelsbrytare ska få marknadsföras, installeras och användas i Sverige ska den uppfylla kraven för CE-märkning. Detta innebär att den ska uppfylla kraven i både starkströms- och EMC-föreskrifterna. För att en jordfelsbrytare ska få placeras på marknaden ska kraven i ELSÄK-FS 2000:1(LVD) och ELSÄK-FS 2000:2(EMC) med tillägg vara uppfyllda. Det innebär bland annat att jordfelsbrytare ska vara CE-märkta. Dessutom ställs krav på hur jordfelsbrytare får installeras och användas i ELSÄK-FS 1999:5. Där jordfelsbrytare är ett föreskrivet krav, till exempel utomhus eller för vissa uttag i badrum kan man uppfylla kravet genom:

● att skydda hela anläggningen med jordfelsbrytare på 30 mA eller

● att skydda uttaget med jordfelsbrytare på 30 mA

 

Det finns för närvarande krav på jordfelsbrytare i vissa typer av anläggningar enligt starkströmsföreskrifterna. Exempel på sådana avsnitt är:

413 skydd mot indirekt beröring

471 tillämpning av skyddsåtgärder mot elchock

551 generatoraggregat

701 badrum och duschrum

702 anläggning med simbassänger och plaskdammar eller motsvarande

704 bygg- och rivningsplatser

705 jordbruk, trädgårdsmästerier

och byggnader för husdjur

706 trånga ledande utrymmen

708 uppställningsområde för husvagnar och i husvagnar

709 småbåtshamnar

711 tillfälliga installationer för mässor, utställningar etc

751 fuktiga och våta utrymmen samt i det fria

802 värmekabelanläggningar

803 värmefolieanläggningar och liknande anläggningar

 

PE-skena och N-skena. För att en jordfelsbrytare ska fungera krävs det att neutralledare och skyddsledare är åtskilda efter jordfelsbrytaren. Det innebär bland annat att en central, där flera grupper skyddas av en jordfelsbrytare gemensamt, måste ha separata och helt skilda N- och PE-skenor. Äldre centraler som saknar separat N-skena måste alltså bytas ut eller kompletteras med en N-skena. I vissa fall kan tillverkaren leverera kompletteringssatser. Ett annat sätt är att kapa den gemensamma N- och PE-skenan och dela upp den i N-skena och PE-skena. För att dela upp centralen på olika jordfelsbrytare kan också fasskenorna kapas. Det finns inte något förbud för en behörig installatör att göra sådana förändringar i en central. Men om inte leverantören tillhandahåller kompletterande delar med montageanvisningar faller hela ansvaret på den behörige installatören att resultatet uppfyller elmateriel- och starkströmsföreskrifternas krav.Vid tveksamhet är det bäst att byta ut den gamla utrustningen mot en ny. I de centraler som redan har separata N- och PE-skenor behöver bara frånskiljningsskruven lossas eller avlägsnas helt om man vill undvika att den dras åt av misstag.

 

Skarvning av kablar och ledningar.

För elektriska förbindningar gäller starkströmsföreskrifterna 526. Det innebär att installationsledningar ska ha tillfredsställande mekanisk hållfasthet och skarvas så att god elektrisk kontakt erhålls. Förbindningar måste, med vissa undantag, vara tillgängliga för besiktning, provning och underhåll. Materiel som används för förbindning ska vara avsedd för ändamålet. Vidarekoppling och avgrening av ledare. Varje N- och PE-ledare i gruppledning ska anslutas till sin egen klämma på respektive skena (starkströmsföreskrifterna 801.2).

 

Vidarekoppling av fasledare inom en central kan göras under gemensam klämma i till exempel huvudelkopplare eller jordfelsbrytare under förutsättning att klämman är avsedd för anslutning av ledarnas sammanlagda area. I tveksamma fall är det bäst att komplettera med en avgreningsplint. Huvudledningar. Efter den punkt där en jordfelsbrytare är inkopplad måste alla ledningar ha särskilda N- och PE-ledare och alla centraler måste ha PE-skenan skild från N-skenan (starkströmsföreskrifterna 546.2.3). En huvudledning måste alltså ha skilda N- och PE-ledare om en jordfelsbrytare är inkopplad för att skydda den central som matar huvudledningen. Huvudelkopplare. Om en diazedsäkringscentral utrustas med en jordfelsbrytare och samtidigt utökas med dvärgbrytare som inte uppfyller kraven på frånkoppling för arbete (se starkströmsföreskrifterna §C62) måste dvärgbrytarna föregås av en anordning som uppfyller dessa krav. Detta innebär i regel att man måste byta huvudelkopplaren mot en som uppfyller kraven på frånkoppling för arbete (starkströmsföreskrifterna 537). Vid val av huvudelkopplare bör man också ta hänsyn till om anläggningen har några speciella belastningar som till exempel induktiva laster eller motorlaster. Jordfelsbrytare får inte användas som huvudelkopplare och uppfyller inte heller kraven på frånkoppling för arbete på elanläggningar.

 

Märkning av ledare och elkopplare. Isolerad PE-ledare ska vara grön/gul i hela sin längd. Isolerad PEN-ledare ska vara grön/gul i hela sin längd med ljusblå tilläggsmärkning i ändarna. Då den koncentriska ledaren i en plastisolerad, plastmantlad kabel används som PE-ledare eller PEN-ledare ska den vara lätt urskiljbar genom form, konstruktion eller läge. Den ska lätt kunna identifieras vid ändarna genom märkning grönt/gult eller genom grafisk symbol. Om den används som PEN-ledare ska den dessutom ha ljusblå tilläggsmärkning. Neutralledare bör vara ljusblå. Alla elkopplare i en central, som jordfelsbrytare och huvudelkopplare, ska märkas så att det klart framgår till vilken strömkrets de hör (starkströmsföreskrifterna 514). Kraven gäller vid nyinstallation eller större ombyggnad av en elanläggning. I äldre anläggningar kan andra färger på N- och PE-ledare förekomma. Dessa behöver inte bytas ut, men om anläggningen utökas så att PE-ledare av olika färger förekommer ska detta anges vid berörda centraler.

 

Isolationsmätning.

Vid isolationsmätning av grupper med jordfelsbrytare inkopplad måste jordfelsbrytaren lösas ut för att skilja N-skenan från PE-skenan. Övriga grupper frånskiljs med frånskiljningsskruven som vanligt. Inkopplingsalternativ. Vid nyinstallation har man goda möjligheter att utrusta elanläggningen med jordfelsbrytare. Det går att få en driftsäker lösning till rimliga kostnader. Däremot kan kostnaderna vara avgörande för valet av skyddsnivå i en befintlig anläggning. Om man väljer att begränsa skyddet bör man överväga var de största personskadeoch brandriskerna kan finnas. Avbrottskänsliga anläggningsdelar bör också separeras från delar som kan ge problem med läckströmmar.

Läckströmmar:

Produkt	Läckström i mA
Bastuaggregat	3-5
Brödrost	0,75
Cirkulationspump	3
Dammsugare klass II	0,25
Dator	3,5
Diskmaskin	3-5
Elpanna	3-5
Elspis med tre plattor samt ugn	6-7
Elspis med fyra plattor samt två ugnar	10
Elvärmepanel	0,75-1,5
Grill, flyttbar	1,5
Handdukstork	1
Kaffebryggare	0,75
Kyl, frys	1,5
Ljusarmatur, klass I	1
Ljusarmatur, klass II	0,5
Matberedare, elvisp klass II	0,25
Mikrovågsugn	5
Motorvärmare	1
Oljeeldningsaggregat	3-5
Spisfläkt	3
Strykjärn	0,75
Symaskin, klass II	0,25
Torktumlare, torkskåp	2-5
Tvättmaskin	3-5