Jordfeilbryter

En jordfeilbryter er en enhet som installeres på en elektrisk installasjon for å overvåke lekkasjestrømmer mot jord. Den fungerer ved at den sammenlikner matestrømmen med returstrømmen. Er returstrømmen mindre enn matestrømmen betyr det at noe av strømmen går til jord og om lekkstrømmen overstiger innstilt verdi på jordfeilbryteren vil den slå ut og koble ut installasjonen det er oppdaget jordfeil i.

Formål 
Jordfeilbrytere er laget for å beskytte mennesker, dyr og materiell mot dødelige eller skadelige strømmer mot jord ved å kutte strømtilførselen dersom tilgjengelige flater på apparater og installasjoner blir strømførende. 

I strømkurser i bolig og bygg pleier det å følge en jordleder som skal lede eventuelle lekkasjestrømmer til jord slik at jordfeilbryteren skal kunne oppdage feilen før et menneske eller et dyr kommer nær flater som ved en jordfeil i apparatet har blitt spenningsførende. Som for eksempel en vaskemaskin. Faktisk er jording av alle delene av en elektrisk installasjon i bygg bygd etter 1990 påkrevd i henhold til forskriftene.

En jordfeil er en feil som oppstår ved at en eller flere av strømlederne kommer i kontakt med deksler, chassie eller utsidepaneler på et apparat som er lett for brukeren å berøre. Disse flatene skal ikke være strømførende.

Jordfeilbrytere er som regel dimensjonert for hvor mye et menneske kan tåle å få igjennom seg før kroppen vil ta skade. Dette er litt over 30mA og de fleste jordfeilbrytere slår da ut ved maks 30mA lekkasjestrøm mot jord.

Jordfeilvarsling er måling av differansestrøm, som følge av jordfeil. Dersom summen av strømmer i begge retninger gjennom én fas er ulik fra null, måles differansen som jordfeil. Alarmgrenseverdier for jordfeilstrømmer i 400V TN nett, settes normalt til 100mA, med en prealarm på 50% av beredskapsalarm. Måleprinsipp til grunn for varslingen kan være RMS eller True RMS. RMS baserer seg på peak verdier under en kurveform, multiplisert med 1/√2. True RMS analyserer oppbygningen av deformerte strøm og spenningskurver ved hjelp av Fourieranalyse. Jordfeilvarsling med True RMS, kan i motsetnning til varsling med standard RMS, bestemme individuelle verdier for harmoniske strømmer av høyere orden. Denne typen varsling kan benyttes for jordet nett, TN-S, TN-C-S eller TT.

Forskriftene 

Jordfeilvern (Jordfeilbrytere) er påkrevd i alle rom i en bolig, institusjon, skole etc på kurser ikke over 25A og utendørs kurser ikke over 32A sikringsstørrelse. Men det er under visse omstendigheter at man kan unnlate bruk av jordfeilvern av praktiske årsaker. Det kan for eksempel by på problemer om man bruker jordfeilvern på en kurs som skal forsyne et kjølelager. Så lenge man ivaretar sikkerheten mot berøring av spenningsførende deler (ved å følge alternative regler i normene) så kan man unnlate bruk av jordfeilvern.

Ifølge NEK 400 i Norge er det en rekke karakteristikker som er påkrevd på jordfeilvern:

På installasjoner som er installert i rom der mennesker oppholder seg så skal utløserstrømmen bli satt til 30mA og utkoblingen skal skje senest 0.4 sekunder etter at jordfeilen har oppstått. Der det er 400V mellom fase og  jord skal utkoblingen skje senest etter 0.2 sekunder siden spenningen her vil gjøre større skader enn der det er 230V til jord (se montørhåndboka NEK400:2010 side: 98). Derfor skal jordfeilvern være av 0.8s type for 230V IT anlegg og 0.4s type for 400V TN anlegg. I installasjoner som er felles jordet med ventilasjonsanlegg, røranlegg eller andre metalliske konstruksjoner så skal det uansett være jordfeilvern på samtlige kurser som er i nær forbindelse. Dette er for å hindre at jordfeilen skal være en livsfare for et stort område som omfattes av et slikt anlegg.

Det er også fastsatt i normene at et jordfeilvern skal være utstyrt med en testknapp. Denne er til for å teste utkoblingsfunksjonen i bryteren og for å smøre utkoblingsmekanismene. Den fungerer ved å slippe litt av strømmen på den ene fasen forbi følerspolen. Følerspolen vil da merke ubalanse og tro at noe er galt og den vil løse ut. Man simulerer altså her en jordfeil. Beboerne bør selv teste jordfeilvernet (jordfeilbryteren) i boligen en gang hver måned ved å trykke inn testknappen. Jordfeilvernet skal da hoppe ned i AV posisjon. Vær forberedt på at spenningen blir borte på den aktuelle kursen når du tester jordfeilbryterne.

Elektroinstallatører og elektrikere tester jordfeilbryterne med en spesiell installasjonstester for å teste om jordfeilvernet faktisk løser ut under 30mA.

I nye hus bygd i Norge har det vært påkrevd med jordfeilbryter på strømkurser til våtrom siden 1991.

Prinsipiell virkemåte 
Prinsippet er enkelt. Hvis man tar to rør med vann som skal gå gjennom en radiator, så vil det ene røret føre vann inn i radiatoren, mens det andre røret vil føre vann ut. Om man sammenlikner summen av vann inn med summen av vann ut, så vil man finne ut om radiatoren lekker. Er begge verdiene like, så lekker den ikke. Om det går mer vann inn enn det kommer ut, så lekker den. Apparatet som kan få jordfeil er her prinsipielt det samme som radiatoren.

Faktisk virkemåte 
En jordfeilbryter består av en metallring med en «følerspole» rundt som alle fasene og eventuelt null-lederen går gjennom. Når det ikke er jordfeil vil det være en perfekt balanse mellom strømmene som går inn i en av fasene og kommer ut av de andre. Fase 1 vil indusere et magnetfelt. Det samme vil fase 2. Disse er av omvendt polaritet og vil derfor utlikne hverandre. Dermed vil det ikke opprettes elektromagnetisk aktivitet i metallringen, det vil ikke bli indusert noen spenning i «følerspolen» og jordfeilbryteren vil ikke koble ut. Om det oppstår jordfeil, så vil all strømmen gå gjennom ringen og indusere et magnetfelt (fase 1). Siden jordfeilen sørger for at returstrømmen er mindre så vil ikke lenger returstrømmen (fase 2) utlikne induseringen fra fase 1. Dermed vil det oppstå en overskuddsstrøm i «følerspolen». Denne spolen vil da levere strøm til en transistor som så vil gi spenning ut til et relé inne i jordfeilbryteren. Enheten vil da kutte hele strømbanen på samtlige strømbaner ut til installasjonen. Denne prosessen vil skje lynraskt i henhold til fastsatte reaksjonstider i forskriftene.

Referanser

Eksterne lenker 
 Kort resymé av kurs i jordfeilbrytere, jordfeilvarslere og overspenningsvern i bygningsinstallasjoner 25. OG 26. Sep. 1995, HMS-Senteret, Starum ved Mjøsa 
 Animasjon som beskriver jordfeilbryterens virkemåte
 Fullstendig oversikt over regelverk, råd og informasjon om elsikkerhet finnes på http://www.elsikkerhetsportalen.no

Elektriske komponenter
Elektrisk energiteknikk
Elektrisk sikkerhet