Короткое замыкание когда возникает: Причины возникновения и последствия коротких замыканий

Опубликовано в Разное
/
20 Мар 1989

Содержание

Причины возникновения и последствия коротких замыканий

Короткое замыкание возникает при соединении двух проводов цепи, присоединенных к разным зажимах (например, в цепях постоянного тока это «+» и ««) источника через очень малое сопротивление, которое сравнимо с сопротивлением самих проводов.

Ток при коротком замыкании может превысить номинальный ток в цепи во много раз. В таких случаях цепь должна быть разорвана раньше, чем температура проводов достигнет опасных значений.

Для защиты проводов от перегрева и предупреждения воспламенения окружающих предметов в цепь включаются аппараты защиты — плавкие предохранители или автоматические выключатели.

Короткие замыкания могут возникнуть также при перенапряжениях в результате грозовых явлений, прямых ударов молнии, механических повреждении изолирующих частей, ошибочных действий обслуживающего персонала.

При коротких замыканиях резко возрастают токи в короткозамкнутой цепи и снижается напряжение, что представляет большую опасность для электрического оборудования и может вызвать перебои в электроснабжении потребителей.

Короткие замыкания бывают:

  • трехфазные (симметричные), при которых накоротко замыкаются все три фазы

  • двухфазные (несимметричные), при которых накоротко замыкаются только две фазы

  • двухфазные на землю в системах с глухо заземленными нейтралями

  • однофазные несимметричные на землю заземленными нейтралями

Наибольшей величины ток достигает при однофазном коротком замыкании. В результате применения специальных искусственных мер (например заземления нейтралей через реакторы, заземление только части нейтралей) наибольшее значение тока однофазного короткого замыкания может быть снижено до величины тока трехфазного короткого замыкания, для которого чаще всего и ведутся расчеты.

Коротким замыканием называется соединением отдельных фаз между собой или с землей через относительно малое сопротивление, принимаемое равным нулю при глухом металлическом коротком замыкании

Причины возникновения коротких замыканий

Основной причиной возникновения коротких замыканий является нарушения изоляции электрооборудования.

Нарушения изоляции вызываются:

  • Перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями)
  • Прямыми ударами молнии
  • Старением изоляции
  • Механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов
  • Неудовлетворительным уходом за оборудованием

Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.

Преднамеренные короткие замыкания

При осуществлении упрощенных схем соединений понижающих подстанций используют специальные аппараты — короткозамыкатели, которые создают преднамеренные короткие замыкания с целью быстрых отключений возникших повреждений. Таким образом, наряду с короткими замыканиями случайного характера в системах электроснабжения имеют место также преднамеренные короткие замыкания, вызываемые действием короткозамыкателей.

Последствия коротких замыканий

В результате возникновения короткого замыкания токоведущие части сильно перегреваются, что может привести к нарушению изоляции, а также возникновению больших механических усилий, способствующих разрушению частей электроустановок.

При этом нарушается нормальное электроснабжение потребителей в неповрежденных участках сети, так как аварийный режим короткого замыкания в одной линии приводит к общему снижению напряжения. В месте короткого замыкания спряжение становится равным нулю, а во всех точках до места короткого замыкания напряжение резко снижается, и нормальное питание неповрежденных линий становится невозможным.

При возникновении коротких замыканий в системе электроснабжения ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима, а это вызывает снижение напряжения отдельных точек системы электроснабжения, которое особенно велико вблизи места короткого замыкания. Степень снижения напряжения зависит от работы устройств автоматического регулирования напряжения и удаленности от места повреждения.

В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или отражаться на всей системе электроснабжения.

При большой удаленности короткого замыкания величина тока короткого замыкания может составлять лишь незначительную часть номинального тока питающих генераторов и возникновение такого короткого замыкания воспринимается ими как небольшое увеличение нагрузки.

Сильное снижение напряжения получается только вблизи места короткого замыкания, в то время как в других точках системы электроснабжения это снижение менее заметно. Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия короткого замыкания проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях системы электроснабжения.

Ток короткого замыкания, являясь даже малым по сравнению с номинальным током генераторов, обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло короткое замыкание. Поэтому и при кратковременном протекании тока короткого замыкания он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.

Токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начале процесса короткого замыкания, когда ток достигает максимального значения.

При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место разрушения механического характера.

Внезапное глубокое снижение напряжения при коротком замыкании отражается на работе потребителей. В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30-40% они могут остановиться (происходит опрокидывание двигателей).

Опрокидывание двигателей тяжело отражается на работе промышленного предприятия, так как для восстановления нормального производственного процесса требуется длительное время и неожиданная остановка двигателей может вызвать брак продукции предприятия.

При малой удаленности и достаточной длительности короткого замыкания возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих станций, т.е. нарушение нормальной работы всей электрической системы, что является самым опасным последствием короткого замыкания.

Возникающие при замыканиях на землю неуравновешенные системы токов способны создать магнитные потоки, достаточные для наведения в соседних цепях (линиях связи, трубопроводах) значительных ЭДС, опасных для обслуживающего персонала и аппаратуры этих цепей.

Таким образом, последствия коротких замыканий следующие:

  • Механические и термические повреждения электрооборудования
  • Возгорания в электроустановках
  • Снижение уровня напряжения в электрической сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к опрокидыванию их
  • Выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей электрической системы и возникновение аварий, включая системные аварии
  • Электромагнитное влияние на линии связи, коммуникации и т.п

Для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Короткое замыкание цепи вызывает переходный процесс в ней, в ходе которого ток можно рассматривать как сумму двух составляющих: вынужденной гармонической (периодической, синусоидальной) iп и свободной (апериодической, экспоненциальной) iа. Свободная составляющая уменьшается с постоянной времени Тк = Lк/rк = xк/ωrк по мере затухания переходного процесса. Максимальное мгновенное значение iу суммарного тока i называется ударным током, а отношение последнего к амплитуде Iпm — ударным коэффициентом.

Вычисление токов короткого замыкания необходимо для правильного выбора электрооборудования, проектирования релейной защиты и автоматики, выбора средств ограничения токов короткого замыкания.

Короткие замыкания (КЗ) происходят обычно через переходные сопротивления — электрических дуг, посторонних предметов в месте повреждения, опор и их заземлений, а также сопротивления между проводами фаз и землей (например, при падении проводов на землю). Для упрощения расчетов отдельные переходные сопротивления в зависимости от вида повреждения принимаются равными между собою или равными нулю («металлическое», или «глухое» КЗ).

Что происходит при коротком замыкании. Короткое замыкание. Что это такое, и какие замыкания бывают

Любой человек, чья работа связана с обслуживанием электротехники, очень хорошо знает о тех неприятностях, которые таит в себе короткое замыкание (к.

з.). Иногда считается, что оно представляет собой повреждение. Это не так. Короткое замыкание — это процесс, или, если угодно, аварийный режим работы какого-либо участка электроустановки. А вот последствия его действительно приводят к повреждениям. Общепринятое определение гласит: «Короткое замыкание — это непосредственное соединение двух или более точек электрической цепи, обладающих различным потенциалом. Является ненормальным (непредусмотренным) режимом работы».

Чтобы понять, что именно происходит в цепи в тот момент, когда там возникает короткое замыкание, необходимо вспомнить принципы функционирования элементов контура. Представим простейшую цепь, состоящую из двух проводников и нагрузки (например, лампочки). В обычных условиях в проводнике существует направленное движение заряженных элементарных частиц, обусловленное постоянным воздействием источника. Они перемещаются от одного полюса источника к другому через два участка провода и лампу. Соответственно, лампа излучает свет, так как частицы совершают в ней определенную работу.

При направление движения постоянно изменяется, но в данном случае это не принципиально. Количество электронов, проходящих по определенному участку цепи за единицу времени, ограничивается сопротивлением лампы, проводников, источника ЭДС. Другими словами, ток не растет бесконечно, а соответствует установившемуся режиму.

Но вот по какой-либо причине повреждается изоляция на участке цепи. К примеру, лампу залило водой. В этом случае ее уменьшается. В результате текущий по контуру ток ограничивается суммарным сопротивлением источника питания, проводов и водного «перешейка» на лампе. Обычно эта сумма настолько ничтожна, что в расчетах не учитывается (исключение составляют специализированные вычисления).

Итогом является практически бесконечный рост тока, определяемого по классическому закону Ома. В данном случае часто упоминают мощность короткого замыкания. Она определяется предельным значением электрического тока, который способен выдать источник питания до выхода из строя. Кстати, именно поэтому запрещается соединять проводком (закорачивать) противоположные контакты батареек.

Хотя в примере мы рассматриваем устранение из цепи сопротивления лампы вследствие попадания на нее воды, причин короткого замыкания множество. К примеру, если говорить об этой же схеме, то к.з. также может возникнуть, если будет нарушена изоляция хотя бы одного провода и он соприкоснется с землей. В этом случае ток от источника питания последует по пути наименьшего сопротивления, то есть в землю, обладающую огромной емкостью. Повреждение изоляции сразу двух проводов и их соприкосновение приведет к тому же самому результату.

Вышесказанное можно обобщить: к.з могут быть с землей и без нее. На происходящие процессы это не влияет.

О каких же повреждениях шла речь в начале статьи? Как известно, чем выше значение тока, протекающего по участкам цепи, тем больше их нагрев. При достаточной мощности источника при к.з. некоторые участки цепи попросту выгорают, превращаясь в медную пыль (для медных элементов).

Защита от короткого замыкания довольно проста и эффективна. Сообщения о разрушениях из-за замыкания возникают, прежде всего, по причине неправильно подобранных параметров аппаратов защиты, неверной селективности. Если речь идет о бытовой цепи 220 В, то применяют В них при чрезмерном возрастании тока электромагнитный расцепитель, находящийся внутри, разрывает цепь.

Наверняка многие слышали такое словосочетание как короткое замыкание, но мало кто понимает, из-за чего возникает данное явление, чем оно опасно и какие процессы происходят во время КЗ. В этой статье мы подробно рассмотрим данный вопрос, так как «коротыш в проводке» — это достаточно частая ситуация, которая является очень опасной и может привести к неблагоприятным последствиям. Итак, причины возникновения короткого замыкания, способы предотвращения и последствия мы рассмотрели ниже.

Что это такое?

Электрическая цепь — это, как правило, два проводника с разноименным потенциалом и подключенным потребителем тока. Каждый конечный потребитель имеет свое внутреннее сопротивление, которое сопротивляется току и ограничивает, тем самым дозируя его количество и плотность в проводнике, заставляя производить работу.

В момент, когда сопротивление резко уменьшается до статической погрешности сопротивления проводников, электрический ток, ничем практически не ограниченный, возрастает до такой величины, что сечение проводников становится малым и проходя через них, разогревает жилы до температуры разрушения и плавления. Поэтому частый спутник короткого замыкания — это огонь, расплавленный металл проводников и вспомогательных механизмов.

Признаками замыкания в проводке являются запах гари, искрение и возгорание проводов, а также отключение электричества на определенном участке или же во всей сети.

Как возникает КЗ?

Итак, рассмотрим основные причины возникновения короткого замыкания в электропроводке и электроустановках.

Высокое напряжение . В момент выше допустимых параметров, присутствует возможность электрического пробоя изоляции проводника или электрической схемы. В результате развивается утечка тока до размеров КЗ, с созданием кратковременного стабильного дугового разряда.

Старая изоляция . Жилые и промышленные фонды, не проводившие замену электрической проводки — это первые претенденты на спонтанные КЗ. Любая изоляция, используемая в электропроводке, имеет свой ресурс. Со временем она разрушается под воздействием внешних факторов, что и приводит к возникновению замыкания.

Внешнее механическое воздействие. Снятие изоляции с провода, ее перетирание и прочее воздействие на защитную оболочку, ослабляющее ее свойства, рано или поздно вызовут возгорание и КЗ. К примеру, в быту часто причиной возникновения короткого замыкания является повреждение проводки при сверлении стен. О том, читайте в нашей статье.

Посторонние предметы . Сюда относится пыль различного происхождения, мелкие животные, детали с соседних узлов, волей случая попавших на электрические проводники, вызвав и развив таким образом КЗ.

Прямой удар молнии. Происходит тоже, что и при (смотри выше).

Пример последствия от возникновения КЗ в электроустановке демонстрируется на видео:

Последствия короткого замыкания — это выгоревшие участки проводки и ее возгорание!

Виды явлений

Самое распространенное — это замыкание на землю, когда либо одна фаза взаимодействует с землей, либо две фазы взаимодействует с землей, на одном или нескольких участках. Короткое замыкание на землю, встречается в системах с глухозаземленной нейтралью и составляют до 70% всех случаев.

Существует также межфазное КЗ, когда происходит взаимодействие двух фаз между собой. Происходит в следствии нарушении изоляции в трехфазном оборудовании.

Ну и последний вид КЗ — трехфазное, когда взаимодействуют все три фазы. На схеме ниже изображены основные виды коротких замыканий:

Способы предотвращения

Для предотвращения развития КЗ и защиты электрических устройств и линий электроснабжения самым эффективным методом является или же плавких предохранителей. Автомат (на фото ниже) при возникновении «коротыша» своевременно отключит питание, тем самым предотвратит возникновение опасной ситуации.

Еще один способ предотвратить возникновение короткого замыкания — своевременная , благодаря которой можно визуально определить место оплавления изоляции и перейти к устранению неполадки.

Добрый день, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Давно хотел написать статью про короткое замыкание. Но все как то не доходили руки.

Сегодня решился, потому как повлияли на меня последние события, произошедшие на распределительной подстанции нашего предприятия.

Ранее в статьях мы говорили, что вызывают короткие замыкания, или сокращенно, к.з.

Короткое замыкание — это одно из самых тяжелых и опасных видов повреждения.

Вы спросите почему? Читайте ниже.

Что же такое короткое замыкание?

Википедия на этот вопрос отвечает, что короткое замыкание — это:

Определение прочитали.

А теперь давайте рассмотрим подробно, что же происходит с параметрами электроустановки в момент короткого замыкания.

При возникновении короткого замыкания, напряжение на источнике питания, а правильнее назвать ЭДС, замыкается «накоротко» через небольшое (малой величины) сопротивление кабельных и воздушных линий, обмоток трансформаторов и генераторов. Отсюда и название «короткое замыкание».

В «накоротко» замкнутой цепи появляется ток очень большой величины, который и называется током короткого замыкания.

Рассмотрим классификацию коротких замыканий.

Короткие замыкания разделяются по количеству замкнувшихся фаз:

  • трехфазные короткие замыкания
  • двухфазные короткие замыкания
  • однофазные короткие замыкания

Короткие замыкания разделяются по замыканию:

  • с землей
  • без земли

Короткие замыкания разделяются по количеству замкнувшихся точек в сети:

  • в одной точке
  • в двух точках
  • в нескольких точках (более двух)

Пример

Рассмотрим пример.

Допустим, что наш потребитель питается с подстанции через воздушную линию (ВЛ) электропередач. Питающая линия является транзитной, поэтому питание потребителя осуществляется отпайкой от линии ВЛ в точке «О».

Пунктирной линией под номером 2 показан уровень напряжения на протяжении всей воздушной линии до возникновения короткого замыкания.

По рисунку видно, что напряжение в любой точке электрической сети равно разнице ЭДС источника питания и падения напряжения в электрической цепи до необходимой нам точки.

Например, напряжение в точке «О» можно рассчитать по формуле:

Uо = E — I*Zo, где

  • E — ЭДС источника питания, в нашем случае генератора
  • Zo — полное сопротивление воздушной линий от источника питания до точки «О» (состоит из активного и реактивного сопротивления)
  • I — ток, протекающий по воздушной линии в данный момент времени.

Предположим, что по каким-либо причинам произошло короткое замыкание на воздушной линии, но за пределами нашей отпайки. Назовем эту точку короткого замыкания буквой «К».

Что же произойдет в момент короткого замыкания?

В момент короткого замыкания по воздушной линии проходит уже не номинальный ток, а ток короткого замыкания большой величины, поэтому возрастает падение напряжения на каждом элементе электрической цепи. А именно на сопротивлении Zo и Zк.

Самое наибольшее снижение напряжения будет в месте короткого замыкания, т.е. в точке «К». В остальных точках воздушной линии, удаленных от места к.з., напряжение снизится чуть меньше (это видно на рисунке — линия под номером 1).

В одной из своих статей я привел наглядный . Переходите по ссылочке и знакомьтесь с материалами.

Последствия от короткого замыкания

Мы уже выяснили, что в момент короткого замыкания происходит резкое увеличение величины тока и снижение напряжения, что приводит к следующим последствиям.

1. Разрушения

Вспомним немного физику.

По закону известного физика Джоуля-Ленца, ток короткого замыкания, протекая по активному сопротивлению электрической цепи в течение некоторого времени, выделяет в нем тепло, которое рассчитывается по формуле:

В точке короткого замыкания это тепло, а также пламя электрической дуги, производят огромные разрушения. И чем больше ток короткого замыкания и время его прохождения по цепи, тем больше будут разрушения.

Чтобы было понятно Вам насколько эти разрушения масштабны, ниже приведу примеры из своей практики.

Привод переключающего устройства РПН. Короткое замыкание произошло в обмотке асинхронного двигателя

2. Повреждение изоляции

Во время прохождения тока короткого замыкания по неповрежденным линиям, происходит их нагрев выше предельной допустимой температуры, что приводит к повреждению их изоляции.

Активная часть трансформатора. Короткое замыкание произошло по причине повреждения изоляции

Короткое замыкание кабеля. Последствия

3. Потребители и электроприемники

Снижение напряжения при коротком замыкании нарушает нормальную работу потребителей и электроприемников .

Например, асинхронный при снижении напряжения сети может вообще остановиться, т.к. момент его вращения может оказаться меньше момента сопротивления и трения механизмов.

Также нарушается нормальная работа и осветительных остановок. Здесь я думаю объяснять не требуется.

Смотрите наглядное видео про причины и последствия короткого замыкания в электроустановке 400 (В) на одной из наших подстанций:

А вот уже случай по-серьезнее — трехфазное короткое замыкание в сети 10 (кВ).

Вот еще фрагменты аварии, которая возникла по причине короткого замыкания в разделке кабеля 10 (кВ):

P.S. В завершении статьи на тему короткое замыкание, хочется подтвердить сказанное в начале своей статьи, что короткое замыкание является самым опасным и тяжелым видом повреждения, которое требует мгновенного и быстрого реагирования и отключения поврежденного участка цепи.

Нормальным установившимся режимом работы электроустановки считается такой режим, параметры которого находятся в пределах нормы. Ток короткого замыкания (ток КЗ) возникает при аварии в работе электроустановки. Он чаще всего появляется из-за повреждения изоляции токоведущих частей.

В результате короткого замыкания нарушается бесперебойное питание потребителей, и влечет за собой неисправности и выход из строя оборудования. Вследствие этого при подборе токоведущих элементов и аппаратов необходимо производить их расчет не только для нормальной работы, но и производить проверку по условиям предполагаемого аварийного режима, который может быть вызван коротким замыканием.

Причины повреждения изоляции
  • Воздействие на изоляцию механическим путем.
  • Электрический пробой токоведущих частей вследствие чрезмерных нагрузок или перенапряжения.
  • Подобно нарушению изоляции можно считать причиной повреждения схлестывание неизолированных проводов воздушных линий от сильного ветра.
  • Наброс металлических предметов на линию.
  • Воздействие животных на проводники, находящиеся под напряжением.
  • Ошибки в работе обслуживающего персонала в электроустановках.
  • Сбой в функционировании защит и автоматики.
  • Техническое старение оборудования.
  • Умышленное действие, направленное на повреждение изоляции.
Последствия короткого замыкания

Ток короткого замыкания во много раз превышает ток при нормальной работе оборудования. Возможными последствиями такого замыкания могут быть:

  • Перегрев токоведущих частей.
  • Чрезмерные динамические нагрузки.
  • Прекращение подачи электрической энергии потребителям.
  • Нарушение нормального функционирования других взаимосвязанных приемников, которые подключены к исправным участкам цепи, из-за резкого снижения напряжения.
  • Расстройство системы электроснабжения.
Виды коротких замыканий

Понятие короткого замыкания подразумевает электрическое соединение, которое не предусмотрено условиями эксплуатации оборудования между точками различных фаз, либо нейтрального проводника с фазой или земли с фазой (при наличии контура заземления нейтрали источника питания).

При эксплуатации потребителей напряжение питания может подключаться различными способами:

В каждом отдельном случае может возникнуть нарушение изоляции в некоторых точках, вследствие чего возникает ток короткого замыкания.

Для 3-фазной сети переменного тока существуют разновидности короткого замыкания:

  1. Трехфазное замыкание.
  2. Двухфазное замыкание.
  3. Однофазное замыкание на землю.
  4. Однофазное замыкание на землю (Изолированная нейтраль).
  5. Двухфазное замыкание на землю.
  6. Трехфазное замыкание на землю.

При выполнении проекта снабжения электрической энергией предприятия или оборудования подобные режимы требуют определенных расчетов.

Принцип действия короткого замыкания

До начала возникновения короткого замыкания величина тока в электрической цепи имела установившееся значение i п. При резком коротком замыкании в этой цепи из-за сильного уменьшения общего сопротивления цепи электрический ток значительно повышается до значения i к. Вначале, когда время t равно нулю, электрический ток не может резко измениться до другого установившегося значения, так как в замкнутой цепи кроме активного сопротивления R, есть еще и индуктивное сопротивление L. Это увеличивает во времени процесс возрастания тока при переходе на новый режим.

В результате в начальный период короткого замыкания электрический ток сохраняет первоначальное значение iK = i но. Чтобы ток изменился, необходимо некоторое время. В первые мгновения этого времени ток повышается до максимального значения, далее немного снижается, а затем через определенный период времени принимает установившийся режим.

Период времени от начала замыкания до установившегося режима считается переходным процессом. Ток короткого замыкания можно рассчитать для любого момента в течение переходного процесса.

Ток КЗ при режиме перехода лучше рассматривать в виде суммы составляющих: периодического тока i пt с наибольшей периодической составляющей I пт и апериодического тока i аt (его наибольшее значение – I am).

Апериодическая составляющая тока КЗ во время замыкания постепенно затухает до нулевого значения. При этом ее изменение происходит по экспоненциальной зависимости.

Возможный максимальный ток КЗ считают ударным током i у. Когда нет затухания в начальный момент замыкания, ударный ток определяется:

I у – i п m + i а t=0 ’, где i п m является амплитудой периодической токовой составляющей.

Полезное короткое замыкание

Считается, что короткое замыкание является отрицательным и нежелательным явлением, от которого происходят разрушительные последствия в электроустановках. Оно может создать условия для пожара, отключения защитной аппаратуры, обесточиванию объектов и другим последствиям.

Однако ток короткого замыкания может принести реальную пользу на практике. Есть немало устройств, функционирующих в режиме повышенных значений тока. Для примера можно рассмотреть . Наиболее ярким примером для этого послужит электродуговая сварка, при работе которой накоротко замыкается сварочный электрод с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания действуют кратковременно. Мощность сварочного трансформатора обеспечивает работу при таких значительных перегрузках. Во время сварки в точке соприкосновения электрода возникает очень большой ток. В итоге выделяется значительное количество теплоты, достаточное для расплавления металла в месте касания, и образования сварочного шва достаточной прочности.

Способы защиты

Еще в начале развития электротехники появилась проблема защиты электрических устройств от чрезмерных токовых нагрузок, в том числе и короткого замыкания. Наиболее простым решением стала установка , которые перегорали от их нагревания вследствие превышения тока определенной величины.

Такие плавкие вставки функционируют и в настоящее время. Их основным достоинством является надежность, простота и невысокая стоимость. Однако имеются и недостатки. Простая конструкция предохранителя побуждает человека после сгорания плавкого элемента заменить его самостоятельно подручными материалами в виде скрепок, проволочек и даже гвоздей.

Такая защита не способна обеспечить необходимой защиты от короткого замыкания, так как она не рассчитана на определенную нагрузку. На производстве для отключения цепей, в которых возникло замыкание, используют . Они намного удобнее обычных плавких предохранителей, не требуют замены сгоревшего элемента. После устранения причины замыкания и остывания тепловых элементов, автомат можно просто включить, тем самым подав напряжение в цепь.

Существуют также более сложные системы защиты в виде . Они имеют высокую стоимость. Такие устройства отключают напряжение цепи в случае наименьшей утечки тока. Такая утечка может возникнуть при поражении работника током.

Другим способом защиты от короткого замыкания является токоограничивающий реактор. Он служит для защиты цепей в сетях высокого напряжения, где величина тока КЗ способна достичь такого размера, при котором невозможно подобрать защитные устройства, выдерживающие большие электродинамические силы.

Реактор представляет собой катушку с индуктивным сопротивлением. Он подключен в цепь по последовательной схеме. При нормальной работе на реакторе имеется падение напряжения около 4%. В случае возникновения КЗ основная часть напряжения приходится на реактор. Существует несколько видов реакторов: бетонные, масляные. Каждый из них имеет свои особенности.

Закон Ома при КЗ

В основе расчета замыканий цепи лежит принцип, который определяет вычисление силы тока по напряжению, путем его деления на подключенное сопротивление. Такой же принцип работает и при определении номинальных нагрузок. Отличие в следующем:

  • При возникновении аварийного режима процесс протекает случайным образом, стихийно. Однако он поддается некоторым расчетам по разработанным специалистами методикам.
  • В процессе нормальной работы электрической цепи сопротивление и напряжение находятся в уравновешенном режиме и могут незначительно изменяться в рабочих диапазонах в пределах нормы.
Мощность источника питания

По этой мощности выполняют оценку энергетической силовой возможности разрушительного действия, которое может осуществить ток короткого замыкания, проводят анализ времени протекания, размер.

Для примера рассмотрим, что отрезок медного проводника с площадью сечения 1,5 мм 2 длиной 50 см сначала подсоединили непосредственно к батарее «Крона». А в другом случае этот же кусок провода вставили в бытовую розетку.

В случае с «Кроной» по проводнику будет протекать ток КЗ, который нагреет эту батарею до выхода ее из строя, так как мощности батареи не достаточно для того, чтобы нагреть и расплавить подключенный проводник для разрыва цепи.

В случае с бытовой розеткой сработают защитные устройства. Представим, что эти защиты вышли из строя, и не сработали. В этом случае ток короткого замыкания будет протекать по бытовой проводке, затем по проводке всего подъезда, дома, и далее по воздушной линии или кабеля. Так он дойдет до на подстанции.

В результате к трансформатору подсоединяется длинная цепь с множеством кабелей, проводов, различных соединений. Они намного повысят электрическое сопротивление нашего опытного отрезка провода. Однако даже в таком случае остается большая вероятность того, что этот кусок провода расплавится и сгорит.

Сопротивление цепи

Участок линии электропередач от источника питания до места короткого замыкания обладает некоторым электрическим сопротивлением. Его значение влияет на величину тока короткого замыкания. Обмотки трансформаторов, катушек, дросселей, пластин конденсаторов вносят свой вклад в суммарное сопротивление цепи в виде емкостных и индуктивных сопротивлений. При этом создаются апериодические составляющие, которые искажают симметричность основных форм гармонических колебаний.

Существует множество различных методик, с помощью которых производится расчет ток короткого замыкания. Они позволяют рассчитать с необходимой точностью ток короткого замыкания по имеющейся информации. Практически можно измерить сопротивление имеющейся схемы по методике «фаза-ноль». Это сопротивление делает расчет более точным, вносит соответствующие коррективы при подборе защиты от короткого замыкания.

Однажды одной даме, не очень сведущей в электротехнике, монтер сообщил причину пропадания света в ее квартире. Это оказалось короткое замыкание, и женщина потребовала немедленно его удлинить. Над этой историей можно посмеяться, но лучше все же рассмотреть эту неприятность подробнее. Специалистам-электрикам и без этой статьи известно, что это за явление, чем оно грозит и как рассчитать ток короткого замыкания. Изложенная ниже информация адресована людям, не имеющим технического образования, но, как и все прочие, не застрахованным от неприятностей, связанных с эксплуатацией техники, машин, производственного оборудования и самых обычных бытовых приборов. Каждому человеку важно знать, что такое короткое замыкание, каковы его причины, возможные последствия и методы его предотвращения. Не обойтись в этом описании и без знакомства с азами электротехнической науки. Не знающий их читатель может заскучать и не дочитать статью до конца.

Популярное изложение закона Ома

Независимо от того, каков характер тока электрической цепи, он возникает только в том случае, если существует разница потенциалов (или напряжение, это то же самое). Природа этого явления может быть объяснена на примере водопада: если есть разность уровней, вода течет в каком-то направлении, а когда нет — она стоит на месте. Даже школьникам известен закон Ома, согласно которому, ток тем больше, чем выше напряжение, и тем меньше, чем выше сопротивление, включенное в нагрузку:

I — величина тока, которую иногда называют «силой тока», хотя это не совсем грамотный перевод с немецкого языка. Измеряется в Амперах (А).

На самом деле силой (то есть причиной ускорения) ток сам по себе не обладает, что как раз и проявляется во время короткого замыкания. Этот термин уже стал привычным и употребляется часто, хотя преподаватели некоторых вузов, услышав из уст студента слова «сила тока» тут же ставят «неуд». «А как же огонь и дым, идущие от проводки во время короткого замыкания? — спросит настырный оппонент, — Это ли не сила?» Ответ на это замечание есть. Дело в том, что идеальных проводников не существует, и нагрев их обусловлен именно этим фактом. Если предположить, что R=0, то и тепло бы не выделялось, как ясно из закона Джоуля-Ленца, приведенного ниже.

U — та самая разница потенциалов, называемая также напряжением. Измеряется в Вольтах (у нас В, за границей V). Его также называют электродвижущей силой (ЭДС).

R — электрическое сопротивление, то есть способность материала препятствовать прохождению тока. У диэлектриков (изоляторов) оно большое, хотя и не бесконечное, у проводников — малое. Измеряется в Омах, но оценивается в качестве удельной величины. Само собой, что чем толще провод, тем он лучше проводит ток, а чем он длиннее, тем хуже. Поэтому удельное сопротивление измеряется в Омах, умноженных на квадратный миллиметр и деленных на метр. Кроме этого, на его величину влияет температура, чем она выше, тем больше сопротивление. Например, золотой проводник длиной в 1 метр и сечением в 1 кв. мм при 20 градусах Цельсия обладает общим сопротивлением 0,024 Ома.

Есть еще формула закона Ома для полной цепи, в нее введено внутреннее (собственное) сопротивление источника напряжения (ЭДС).

Две простых, но важных формулы

Понять причину, по которой возникает ток короткого замыкания, невозможно без усвоения еще одной нехитрой формулы. Мощность, потребляемая нагрузкой, равна (без учета реактивных составляющих, но о них позже) произведению тока на напряжение.

P — мощность, Ватт или Вольт-Ампер;

U — напряжение, Вольт;

I — ток, Ампер.

Мощность бесконечной не бывает, она всегда чем-то ограничена, поэтому при ее фиксированной величине при увеличении тока напряжение уменьшается. Зависимость этих двух параметров рабочей цепи, выраженная графически, называется вольт-амперной характеристикой.

И еще одна формула, необходимая для того, чтобы произвести расчет токов короткого замыкания, это закон Джоуля-Ленца. Она дает представление о том, сколько тепла выделяется при сопротивлении нагрузке, и очень проста. Проводник будет греться с интенсивностью, пропорциональной величинам напряжения и квадрата тока. И, конечно же, формула не обходится без времени, чем дольше раскаляется сопротивление, тем больше оно выделит тепла.

Что происходит в цепи при коротком замыкании

Итак, читатель может считать, что освоил все главные физические закономерности для того, чтобы разобраться в том, какой может быть величина (ладно, пусть будет сила) тока короткого замыкания. Но сначала следует определиться с вопросом о том, что, собственно, это такое. КЗ (короткое замыкание) — это ситуация, при которой сопротивление нагрузки близко к нулю. Смотрим на формулу закона Ома. Если рассматривать его вариант для участка цепи, несложно понять, что ток будет стремиться к бесконечности. В полном варианте он будет ограничен сопротивлением источника ЭДС. В любом случае ток короткого замыкания очень велик, а по закону Джоуля-Ленца, чем он больше, тем сильнее греется проводник, по которому он идет. Причем зависимость не прямая, а квадратичная, то есть, если I увеличится стократно, то тепла выделится в десять тысяч раз больше. В этом и состоит опасность явления, приводящего порой к пожарам.

Провода накаляются докрасна (или добела), они передают эту энергию стенам, потолкам и другим предметам, которых касаются, и поджигают их. Если фаза в каком-то приборе касается нулевого проводника, возникает ток короткого замыкания источника, замкнутого на самого себя. Горючее основание электропроводки — страшный сон инспекторов пожарной охраны и причина многих штрафов, налагаемых на безответственных собственников зданий и помещений. И всему виной, конечно же, не законы Джоуля-Ленца и Ома, а пересохшая от старости изоляция, неаккуратно или безграмотно произведенный монтаж, повреждения механического характера или перегрузка проводки.

Однако и ток короткого замыкания, каким бы он ни был большим, также не бесконечен. На размеры бед, которые он может натворить, влияет продолжительность нагрева и параметры схемы электроснабжения.

Цепи переменного тока

Рассмотренные выше ситуации имели общий характер или касались цепей постоянного тока. В большинстве случаев электроснабжение и жилых, и промышленных объектов производится от сети переменного напряжения 220 или 380 Вольт. Неприятности с проводкой, рассчитанной на постоянный ток, чаще всего случаются в автомобилях.

Между этими двумя основными типами электропитания есть разница, и существенная. Дело в том, что прохождению переменного тока препятствуют дополнительные составляющие сопротивления, называемые реактивными и обусловленные волновой природой возникающих в них явлений. На переменный ток реагируют индуктивности и емкости. Ток короткого замыкания трансформатора ограничивается не только активным (или омическим, то есть таким, которое можно измерить карманным приборчиком-тестером) сопротивлением, но и его индуктивной составляющей. Второй тип нагрузки — емкостный. Относительно вектора активного тока векторы реактивных составляющих отклонены. Индуктивный ток отстает, а емкостный опережает его на 90 градусов.

Примером разницы поведения нагрузки, обладающей реактивной составляющей, может служить обычный динамик. Его некоторые любители громкой музыки перегружают до тех пор, пока диффузор магнитное поле не выбивает вперед. Катушка слетает с сердечника и тут же сгорает, потому что индуктивная составляющая ее напряжения уменьшается.

Виды КЗ

Ток короткого замыкания может возникать в разных цепях, подключенных к различным источникам постоянного или переменного тока. Проще всего дело обстоит с обычным плюсом, который вдруг соединился с минусом, минуя полезную нагрузку.

А вот с переменным током вариантов больше. Однофазный ток короткого замыкания возникает при соединении фазы с нейтралью или ее заземлении. В трехфазной сети может возникнуть нежелательный контакт между двумя фазами. Напряжение в 380 или более (при передаче энергии на большие расстояния по ЛЭП) вольт также может вызвать неприятные последствия, в том числе и дуговую вспышку в момент коммутации. Замкнуть может и все три (или четыре, вместе с нейтралью) провода одновременно, и ток трехфазного короткого замыкания будет течь по ним до тех пор, пока не сработает защитная автоматика.

Но и это еще не все. В роторах и статорах электрических машин (двигателей и генераторов) и трансформаторах порой случается такое неприятное явление, как межвитковое замыкание, при котором соседние петли провода образуют своеобразное кольцо. Этот замкнутый контур обладает крайне низким сопротивлением в сети переменного тока. Сила тока короткого замыкания в витках растет, это становится причиной нагрева всей машины. Собственно, если такая беда произошла, не следует ждать, пока оплавится вся изоляция и электромотор задымится. Обмотки машины нужно перематывать, для этого необходимо специальное оборудование. Это же касается и тех случаев, когда из-за «межвиткового» возник ток короткого замыкания трансформатора. Чем меньше обгорит изоляция, тем проще и дешевле будет перемотка.

Расчет величины тока при коротком замыкании

Каким бы ни было катастрофичным то или иное явление, для инженерной и прикладной науки важна его количественная оценка. Формула тока короткого замыкания очень похожа на закон Ома, просто к ней требуются некоторые пояснения. Итак:

I к.з.=Uph / (Zn + Zt),

I к.з. — величина тока короткого замыкания, А;

Uph — фазное напряжение, В;

Zn — полное (включая реактивную составляющую) сопротивление короткозамкнутой петли;

Zt — полное (включая реактивную составляющую) сопротивление трансформатора питания (силового), Ом.

Полные сопротивления определяются как гипотенуза прямоугольного треугольника, катеты которого представляют собой величины активного и реактивного (индуктивного) сопротивления. Это очень просто, нужно пользоваться теоремой Пифагора.

Несколько чаще, чем формула тока короткого замыкания, на практике используются экспериментально выведенные кривые. Они представляют собой зависимости величины I к.з. от длины проводника, сечения провода и мощности силового трансформатора. Графики представляют собой совокупность нисходящих по экспоненте линий, из которых остается лишь выбрать подходящую. Метод дает приблизительные результаты, но его точность вполне отвечает практическим потребностям инженеров по энергоснабжению.

Как проходит процесс

Кажется, что все происходит мгновенно. Что-то загудело, свет померк и тут же погас. На самом деле, как любое физическое явление, процесс можно мысленно растянуть, замедлить, проанализировать и разбить на фазы. До наступления аварийного момента цепь характеризуется установившимся значением тока, находящимся в пределах номинального режима. Внезапно полное сопротивление резко уменьшается до величины, близкой к нулю. Индуктивные составляющие (электродвигатели, дроссели и трансформаторы) нагрузки при этом как бы замедляют процесс роста тока. Таким образом, в первые микросекунды (до 0,01 сек) сила тока короткого замыкания источника напряжения остается практически неизменной и даже несколько снижается за счет начала переходного процесса. ЭДС его при этом постепенно достигает нулевого значения, затем проходит через него и устанавливается в каком-то стабилизированном значении, обеспечивающем протекание большого I к.з. Сам ток в момент переходного процесса представляет собой сумму из периодической и апериодической составляющих. Форма графика процесса анализируется, в результате чего можно определить постоянную величину времени, зависящую от угла наклона касательной к кривой разгона в точке ее перегиба (первой производной) и времени запаздывания, определяемого величиной реактивной (индуктивной) составляющей суммарного сопротивления.

Ударный ток КЗ

В технической литературе часто встречается термин «ударный ток короткого замыкания». Не следует пугаться этого понятия, оно вовсе не такое страшное и к поражению электричеством прямого отношения не имеет. Понятие это означает максимальное значение I к.з. в цепи переменного тока, достигающее своей величины обычно через полпериода после того, как возникла аварийная ситуация. При частоте 50 Гц период составляет 0,2 секунды, а его половина — соответственно 0,1 сек. В этот момент взаимодействие проводников, расположенных вблизи друг относительно друга, достигает наибольшей интенсивности. Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле, которую в этой статье, предназначенной не для специалистов и даже не для студентов, приводить не имеет смысла. Она доступна в специальной литературе и учебниках. Само по себе это математическое выражение не представляет особой сложности, но требует довольно объемных комментариев, углубляющих читателя в теорию электроцепей.

Полезное КЗ

Казалось бы, очевидный факт состоит в том, что короткое замыкание — явление крайне скверное, неприятное и нежелательное. Оно может привести в лучшем случае к обесточиванию объекта, отключению аварийной защитной аппаратуры, а в худшем — к выгоранию проводки и даже пожару. Следовательно, все силы нужно сосредоточить на том, чтобы избежать этой напасти. Однако расчет токов короткого замыкания имеет вполне реальный и практический смысл. Изобретено немало технических средств, работающих в режиме высоких токовых значений. Примером может служить обычный сварочный аппарат, особенно дуговой, замыкающий в момент эксплуатации практически накоротко электрод с заземлением. Другой вопрос состоит в том, что режимы эти носят кратковременный характер, а мощность трансформатора позволяет выдерживать эти перегрузки. При сварке в точке касания окончания электрода проходят огромные токи (они измеряются в десятках ампер), в результате чего выделяется достаточно тепла для местного расплавления металла и создания прочного шва.

Методы защиты

В первые же годы бурного развития электротехники, когда человечество еще отважно экспериментировало, внедряя гальванические приборы, изобретало различные виды генераторов, двигателей и освещения, возникла проблема защиты этих устройств от перегрузок и токов короткого замыкания. Самое простое ее решение состояло в последовательной с нагрузкой установке плавких элементов, которые разрушались под воздействием резистивного тепла, в случае если ток превышал установленное значение. Такие предохранители служат людям и сегодня, их главные достоинства состоят в простоте, надежности и дешевизне. Но есть у них и недостатки. Сама простота «пробки» (так назвали держатели плавких ставок за их специфическую форму) провоцирует пользователей после ее перегорания не мудрствовать лукаво, а заменять вышедшие из строя элементы первыми попавшимися под руку проволочками, скрепками, а то и гвоздями. Стоит ли упоминать о том, что такая защита от токов короткого замыкания не выполняет своей благородной функции?

На промышленных предприятиях для обесточивания перегруженных цепей автоматические выключатели начали использовать раньше, чем в квартирных щитках, но в последние десятилетия «пробки» были в основном заменены ими. «Автоматы» намного удобнее, их можно не менять, а включить, устранив причину КЗ и дождавшись, когда тепловые элементы остынут. Контакты у них иногда подгорают, в этом случае их лучше заменить и не пытаться почистить или починить. Более сложные дифференциальные автоматы при высокой стоимости не служат дольше обычных, но функционально их нагрузка шире, они отключают напряжение в случае минимальной утечки тока «на сторону», например при поражении человека током.

В обыденной же жизни экспериментировать с коротким замыканием не рекомендуется.

Короткое замыкание — без паники. Почему возникает эта ситуация и как ее избежать?

Короткое замыкание — без паники.

Почему возникает эта ситуация и как ее избежать?

Короткое замыкание является результатом контакта нулевого (или заземляющего) и фазового проводов; иногда также двух фазовых, без наличия электроприбора. Но это лишь сухое объяснение, тогда как на деле данная ситуация порой становится угрожающей здоровью человека, так как провоцирует быстрое распространение огня. Сила тока подскакивает и достигает такого значения, что образуется микровзрыв. Контактирующие провода при этом соединяются электродугой, раскаленной до пяти тысяч 0С.

Когда человека находится вблизи сети, например, с розеткой в руках, он может получить травмы и ожоги, а при замыкании фаз его даже отбросит в сторону. Даже если такого — к счастью — не произойдет, искры перекинутся на ближайшие предметы, и те загорятся. Довольно безрадостная перспектива, не так ли?

Что может стать причиной возникновения короткого замыкания

На самом деле, всё довольно прозаично, и причины эти совсем не научно-фантастические, а напрямую связаны с нашим бытом, поэтому нужно знать их и быть внимательным.
1. Поврежденная или достигшая «пенсионного возраста» проводка занимает в этом печальном рейтинге первое место. Поэтому, если случай заставил Вас переехать в старый дом, постарайтесь не только облагородить жилье, но и позаботиться о восстановлении или — что предпочтительнее — замене проводки.
2. Другой причиной является неправильный монтаж проводки. Не нужно проявлять самостоятельности в предмете, который Вам мало знаком, лучше вызвать мастера.
3. И, наконец, неисправные или же не отвечающие нормам пожарной безопасности электроприборы. Не нужно настаивать на том, что прабабушкин светильник незаменим в доме. Вещь эта, может быть, красива и антикварна, но возраст берет свое: приборы портятся. Впрочем, это может распространяться и на новые предметы. Проверяйте их, приобретая в магазине, и отключайте, если заметите какие-то сбои в работе.
4. Остальные факторы связаны, как правило, с ослабленными соединениями проводов и случайными обрывами на линии.

Попытаемся избежать опасности!

Да-да, это, конечно же, возможно. Ведь аккуратность и внимательность способны творить чудеса. Поэтому, соблюдая некоторые простые рекомендации, Вы сможете обезопасить себя и своих близких от короткого замыкания.

  • Повторим уже сказанное: не стоит пользоваться старой проводкой, изоляция которой уже устарела и не соответствует ГОСТам.
  • Электромонтаж, если решили проводить его своими силами, должен быть точным. Сверлить и штробить стены можно лишь на тех участках, где не пролегает силовой кабель.
  • При работах с сетью последняя должна быть, само собой, отключена. Не оставляйте щиток без присмотра.
  • Провода следует прокладывать в специально для этого предназначенных коробах или просто параллельно; пучок как способ прокладки не рекомендуется.
  • Лучше подстраховаться в процессе работы и приобрести выключатели-автоматы.
  • Снятие изоляционного слоя надо проводить бережно и аккуратно, ни в коем случае не применяя для этого обычный нож и разрезая провод вдоль жилы.
  • Ну и, конечно, стоит задуматься о состоянии приборов в доме, искрящие и неисправные лучше отложить в сторону — они Вам вряд ли пригодятся. В крайнем случае, можно отдать их в ремонт. Следите также за состоянием розеток.

Короткое замыкание и перегрузка, в чем их различие

Короткое замыкание и перегрузка, в чем их различие

Короткое замыкание (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу.

Если фазу и ноль электрической сети соединить под напряжением друг с другом не через потребитель, а напрямую, то возникнет короткое замыкание, сокращенно КЗ.

Коротким замыканием называется соединение проводников отдельных фаз между собой или с землей через относительно малое сопротивление, принимаемое равным нулю при глухом металлическом коротком замыкании.

Никакая сеть не предназначена для длительной работы в таком режиме. Однако данный аварийный режим иногда возникает. Так, короткое замыкание может случиться из-за нарушения изоляции электропроводки или из-за случайного замыкания разноименных проводников проводящими частями электрооборудования. Нормальная работа электрической сети будет нарушена. Чтобы это нежелательное явление предотвратить, электрики используют клеммники либо просто изолируют соединения.

Проблема режима КЗ заключается в том, что в момент его возникновения в сети многократно увеличивается ток (до 20 раз превышает номинал), что приводит к выделению огромного количества джоулева тепла (до 400 раз превышает норму), поскольку количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату тока и сопротивлению потребителя.

Теперь представьте: сопротивление потребителя здесь — доли ома проводки, а ток, как известно, тем выше, чем меньше сопротивление. В итоге, если мгновенно не сработает защитное устройство, произойдет чрезмерный перегрев проводки, провода расплавятся, изоляция воспламенится, и может случиться пожар в помещении. В соседних помещениях, питаемых этой же сетью, упадет напряжение, и некоторые электроприборы могут выйти из строя.

Типичный вид короткого замыкания для жилых квартир — однофазное короткое замыкание, когда фаза смыкается с нулем. Для сетей трехфазных, например в цеху или в гараже, возможно трехфазное или двухфазное короткое замыкание (две фазы между собой, три фазы между собой, или несколько фаз на ноль).

Для трехфазного оборудования, такого как асинхронный двигатель или трехфазный трансформатор, характерно межвитковое замыкание, когда витки замыкаются накоротко внутри обмотки статора или внутри обмотки трансформатора, шунтируя остальные рабочие витки и выводя таким образом прибор из строя.

Или замыкание может случиться через проводящий корпус прибора. Вообще проводящие корпуса следует заземлять, дабы защитить персонал от случайного поражения током, а провода в квартирах использовать те, что в негорючей изоляции.

Есть еще один вид аварийного режима нагрузки электрической сети, связанный с превышением нормального тока. Это так называемая перегрузка. Перегрузки иногда возникают в квартирах, в домах, на предприятиях. Это опасный режим, порой более опасный, чем короткое замыкание. Ведь короткое замыкание в квартире может быть на корню остановлено мгновенно сработавшим автоматическим выключателем в щитке. А вот токовая перегрузка — случай более хитрый.

Представьте себе, что в одну единственную розетку вы решили понавтыкать множество электроприборов через тройник да через удлинители. Что нежелательного может в этом случае произойти? Если жила проводки, подведенный к розетке, не рассчитана на ток более 16 ампер, то при включении в такую розетку нагрузки более 3500 ватт начнется перегрев электропроводки чреватый пожаром.

Вообще тепловое воздействие на изоляцию проводов резко снижает ее механические и диэлектрические свойства. Например, если проводимость электрокартона (как изоляционного материала) при 20°С принять за единицу, то при температурах 30, 40 и 50°С она увеличится в 4, 13 и 37 раз соответственно.

И тепловое старение изоляции наиболее часто возникает именно из-за перегрузки электросетей токами, превышающими длительно допустимые для данного вида и сечений проводников. Также нельзя в розетку, на которой указано 250 В 10 А, включать потребителей более чем на 2500 Вт, ибо может начаться перегрев контактов, ведущий к их ускоренному окислению.

Для защиты от перегрузок в квартире, а также для мгновенного купирования режима КЗ, используйте автоматические выключатели. 

Ранее ЭлектроВести писали, что ДТЭК Киевские электросети возобновил подачу электроэнергии потребителям Печерского района в Киеве. Благодаря оперативным действиям специалистов компании электроснабжение возобновлено на более 20 улицах центральной части Киева.

По материалам: electrik.info.

Новости о компании ТПК «ПАРМА»

Появление запаха гари, искры и дым в области проводов, отключение электричества – явные признаки того, что произошло короткое замыкание. Ситуация опасная и может привести не только к повреждению электрической сети, но и к поломке бытовой техники, и даже к пожару. Чтобы избежать таких проблем, важно знать природу этого явления, причины его возникновения и методы предотвращения.

Как возникает короткое замыкание

В основе – не предусмотренное изначально соприкосновение точек электрической цепи, имеющих различные потенциалы. Чаще всего соединяются фаза и ноль. Но бывают замыкания с участием двух и даже трех фаз.

В любом случае этот контакт является нарушением в нормальной работе цепи. Ток меняет свой маршрут и начинает двигаться по короткому пути, где действует наименьшее сопротивление. Сила тока при этом резко увеличивается, и одновременно происходит выделение тепла в большом количестве. Материалы не выдерживают нагрева – отсюда вспышки, дым, обугленные провода.

При включении в розетку утюга тоже происходит замыкание. Но оно является контролируемым. Ток в этом случае движется через нагрузку в виде подключенного к сети прибора. В то же время простое соединение фазы и ноля в розетке приведет к короткому замыканию со всеми его последствиями.

Причины опасного явления

«Коротыш» в проводке обычно происходит неожиданно. Но предугадать и предотвратить такое замыкание можно, если знать причины его возникновения. Среди них:

  • Использование проводки после истечения срока годности. В местах, где десятки лет не проводилась замена элементов электрической сети, наиболее высок риск возникновения спонтанного короткого замыкания. Дело в том, что со временем изоляционное покрытие проводов теряет свое качество. Оно трескается, повреждается. В результате появляются оголенные контакты, которые могут соединиться.
  • Механическое воздействие, нарушающее целостность изоляции. Классическим примером является забивание гвоздя или вкручивание шурупа в стену именно туда, где проходит скрытая проводка. Изоляционный материал также может быть поврежден грызунами.
  • Воздействие воды. Это вещество является хорошим проводником. Если есть открытые контакты, с помощью воды они замыкаются.
  • Перегрузка электрической сети. Это происходит при одновременном включении сразу нескольких мощных приборов. Результатом является перегрев проводников. За ним следует расплавление изоляции и оголение контактов. Поэтому не стоит нагружать сверх нормы удлинители и обычные розетки.
  • Применение неисправных электроприборов. Привычные бытовые помощники, такие как чайник, духовка, стиральная машина, могут незаметно выйти из строя, что грозит возникновением короткого замыкания. Подключать повторно такие устройства категорически нельзя.
  • Удар молнии. Мощный разряд вызывает временное перенапряжение электросети, которое тоже может привести к короткому замыканию. Молния необязательно должна попасть непосредственно в линию электропередач. Разряд в пространстве рядом тоже опасен. Он вызывает ионизацию воздуха, из-за чего может появиться электрическая дуга, замыкающая линии, по которым идет ток.
  • Ошибки человека. Сюда можно отнести все случаи, когда к опасной ситуации привели неграмотные действия – неверный монтаж проводки, ремонт электрооборудования неспециалистом, невнимательность персонала подстанции и прочее.

Методы защиты

Чтобы избежать описанного явления и его негативных последствий, необходимо держать под контролем состояние проводки. Если она вызывает подозрения, немедленно заменить. Во время ремонта помещений следует учитывать расположение скрытых кабелей. Для определения их местонахождения применяется специальный прибор.

Допускается эксплуатация только исправных бытовых устройств, работающих от электричества. При этом сеть не должна быть перегружена. В «мокрых» помещениях, например в ванной, электрооборудование следует использовать по минимуму. У него должен быть соответствующий класс защиты.

Эффективной мерой для предотвращения коротких замыканий является установка предохранителей и выключателей автоматического срабатывания. Если опасная ситуация все-таки произошла, не стоит без опыта в электрике устранять неисправность самостоятельно. Разумнее обратиться к специалистам, которые быстро справятся с возникшей проблемой.

Как не допустить короткого замыкания

Что такое короткое замыкание? Если два провода электрической цепи соединяются между собой непосредственно (накоротко), минуя нагрузку — осветительные лампы, электроприборы, — то возникает очень большой ток (в десятки и сотни ампер), называемый током короткого замыкания.

Наиболее распространенные причины, по которым может произойти короткое замыкание в квартире или доме — это перетирание изоляции в местах, где провода перегибаются. Например, у входа в штепсельную вилку, патрон, настольную лампу, утюг и т.п., а также перекручивание проводов, сгибание проводов под острым углом, повреждение изоляции проводов при побелке, закорачивание металлическими предметами штепсельных гнезд, внутренних частей электрических патронов и т. п.

Во избежание короткого замыкания необходимо тщательно следить за исправностью электропроводки и электроприборов. Ни в коем случае нельзя допускать замены перегоревших пробок пучками проволоки — «жучками», так как ток, проходя через такой суррогат предохранителя, способен значительно превысить допустимый, в результате чего может загореться изоляция проводов и возникнуть пожар. Если предохранитель часто отключается, надо вызвать специалиста, проверить, где возможны неполадки в соединениях проводов, в оборудовании. 

Чтобы не допустить возникновения пожара следует выполнить следующие правила и требования пожарной безопасности:

– тщательно проверьте исправность электропроводки, постоянно следите за исправностью, за целостностью розеток, вилок и электрошнуров. Удлинители предназначены для кратковременного подключения бытовой техники; после использования их следует отключать от розетки. Нельзя прокладывать кабель удлинителя под коврами и через дверные пороги.

– не оставляйте без присмотра находящиеся под напряжением телевизоры, радиоприемники, магнитофоны и другие бытовые электронагревательные приборы, уходя из квартир и жилых домов. Особенно это касается использования электрообогревателей. Ведь при наступлении холодов именно они становятся причинами пожаров. И не только в жилых домах, но также в бытовках, гаражах, производственных, административных и других помещениях.

Чтобы избежать возникновения короткого замыкания все ремонты электротехники и электросетей должны проводиться только специалистами в данной области.

Также помните о соблюдении правил пожарной безопасности, от этого зависит Ваша жизнь и жизнь Ваших близких, сохранность имущества.

Управление по Петроградскому району ГУ МЧС России

по г. Санкт-Петербургу, ПСО и ВДПО Петроградского района

Максимальное КЗ и среднеквадратичное значение

Тип продуктаКабельные скобы (12)Кабельные вводы (106)

Правила монтажа оборудованияAS/NZS, для горнодобывающей отрасли (Группа I) (15)Зоны AS/NZS (48)Разделы класса CEC (20)Зоны класса CEC (26)CEC, не классифицировано (3)GOST Zones (36)IEC, для горнодобывающей отрасли (Группа I) (14)IEC, не классифицировано (45)Зоны IEC (49)Разделы класса NEC (19)Зоны класса NEC (19)NEC, не классифицировано (3)Зоны Norsok (11)Параллельная конструкция (8)Один кабель (8)Трехлистная компоновка кабелей (7)

Тип защиты1Ex d IIC Gb X (27)1Ex e IIC Gb X (36)2Ex nR IIC Gc X (27)Класс I, Разд. 1 (8)Класс I, Разд. 1, Группы A, B, C, D (8)Класс I, Разд. 2 (18)Класс I, Разд. 2, Группы A, B, C, D (17)Класс I, Группы A, B, C, D (6)Класс I, Группы B, C, D (2)Класс I, Зона 1 (19)Класс I, Зона 1, AEx d IIC Gb (10)Класс I, Зона 1, AEx e IIC Gb (19)Класс I, Зона 2 (19)Класс I, Зона 2, AEx d IIC Gb (10)Класс I, Зона 2, AEx e IIC Gb (12)Класс I, Зона 2, AEx nR IIC Gc (8)Класс I, Зона 20 (10)Класс I, Зона 20, AEx ta IIIC Da (10)Класс I, Зона 21 (10)Класс I, Зона 21, AEx tb IIIC Db (10)Класс I, Зона 22 (10)Класс I, Зона 22, AEx tc IIIC Dc (10)Класс II, Разд. 1 (10)Класс I, Разд. 1, Группы E, F, G (10)Класс II, Разд. 2 (18)Класс II, Разд. 2, Группы E, F, G (18)Класс III, Разд. 1 (15)Класс III, Разд. 2 (13)Ex d I Mb (20)Ex d IIC Gb (36)Ex db I Mb (1)Ex db IIC Gb (1)Ex e I Mb (20)Ex e IIC Gb (46)Ex eb I Mb (1)Ex eb IIC Gb (3)Ex nR IIC Gc (34)Ex nRc IIC Gc (1)Ex ta IIIC Da (43)Ex ta IIIC Da X (35)Ex tb IIIC Db (43)Ex tb IIIC Db X (35)Ex tc IIIC Dc (43)Ex tc IIIC Dc X (35)Ex tD A21 IP66 (2)Промышленного назначения (45)Стандартные среды (6)Одноболтовой (10)Двухболтовой (10)Влажные среды (6)

Тип кабеляАлюминиевая ленточная броня (ASA) (25)Алюминиевая ленточная броня (например, ATA) (24)Алюминиевая проволочная броня (AWA) (34)Оснащенные броней и оболочкой (24)Судовой кабель с броней в виде оплетки (24)Гофрированная металлическая броня, приваренная непрерывным швом (MC-HL) — алюминий (4)Гофрофольгированная броня, приваренная непрерывным швом (MC-HL) — сталь (4)Гофрированная и взаимосвязанная металлическая броня (MC) — алюминий (4)Гофрированная и взаимосвязанная металлическая броня (MC) — сталь (4)Сверхтвердый шнур (2)Небронированный кабель плоской формы (2)Гибкий шнур (5)Освинцованный кабель с алюминиевой проволочной броней (LC/AWA) (9)Освинцованный кабель с гибкой проволочной броней (LC/PWA) (8)Освинцованный кабель с однослойной проволочной броней (LC/SWA) (9)Освинцованный кабель со стальной ленточной броней (LC/STA) (8)Освинцованный кабель с ленточной броней (LC/ASA) (8)Освинцованный кабель с броней в виде проволочной оплетки (8)Освинцованный небронированный кабель (2)M10 (12)M12 (8)Морской судовой кабель с броней в виде оплетки (24)Морской судовой кабель (11)Небронированный морской судовой кабель (19)Гибкая проволочная броня (PWA) (27)Оплетка и алюминиевая проволочная броня (AWA) (4)Оплетка и однослойная проволочная броня (SWA) (4)Гибкая проволочная (EMC) оплетка (например, CY/SY) (42)Однослойная проволочная броня (SWA) (38)Стальная ленточная броня (STA) (24)TECK (4)TECK 90 (4)TECK 90-HL (4)Кабель, укладывающийся в короб (9)Без брони (27)Броня в виде проволочной оплетки (42)

Конфигурация уплотненияДвойное наружное уплотнение (3)Внутреннее и наружное уплотнения (28)Внутреннее защитное уплотнение и кабельный ввод (2)Внутреннее защитное уплотнение и наружное уплотнение (18)Внутреннее защитное уплотнение и наружное уплотнение/переходная муфта FRAS (1)Без уплотнения (4)Наружное уплотнение (46)Наружное уплотнение/кабельный ввод (3)Наружное уплотнение/переходная муфта FRAS (1)Очень высокая (12)

СертификатыABS (67)Алюминий (3)Алюминий/нержавеющая сталь (1)ATEX (61)BS 6121 (45)BV (40)c-CSA-us (19)CCO-PESO (44)CSA (11)DNV-GL (41)Алюминий, покрытый эпоксидным составом (2)ГОСТ К (74)ГОСТ Р (44)IEC 62444 (45)IECEX (61)INMETRO (30)KCC (27)Lloyds (70)LSF (2)Одобренный LUL (Лондонский метрополитен) полимер (2)NEPSI (34)Нейлон (2)RETIE (35)Нержавеющая сталь (6)TR-CU-EAC (38)UL (9)

Защита от влагиОсевая нагрузка (12)Горизонтальная нагрузка (12)Нет (68)Силы при коротком замыкании (8)Да (41)

коротких замыканий: почему они происходят?

Короткое замыкание может быть причиной неправильной работы электронного устройства. Это происходит, когда электроны выбирают непреднамеренный путь. Соединение отрицательной и положительной клемм аккумуляторной батареи приведет к короткому замыканию. Вот более глубокий взгляд на то, что такое короткие замыкания:

Причины короткого замыкания Основной причиной короткого замыкания является неправильное соединение двух компонентов устройства.Резистор, например, может стать несбалансированным, если одна сторона должна быть подключена к положительному, а не к отрицательному источнику энергии.

Во многих случаях плохой контакт возникает из-за небрежной пайки, когда на печатную плату капает кусок припоя. Другой распространенной причиной короткого замыкания является падение куска металла на печатную плату, например, после обрезания ножек резистора. Может быть трудно удалить металл, который может вызвать множественные короткие замыкания, если он упадет под доску.Короткие замыкания также могут быть вызваны поврежденными компонентами, такими как контакты транзистора.

Наиболее опасный тип короткого замыкания — это когда оголенный провод соприкасается с другим оголенным проводом из-за изношенной изоляции. Такой тип соединения может привести к поражению электрическим током и даже искре, которая может вызвать пожар. Когда электроны проходят более короткий путь, это уменьшает сопротивление, что увеличивает тепло. Чем сильнее нагревается проволока или металл, тем больше вероятность ожогов и пожаров. Короткие замыкания также могут возникать из-за неплотных соединений, которые допускают пересечение нейтральных проводов под напряжением.Иногда провода могут оголяться из-за того, что грызуны жуют шнуры.

Как обнаружить короткое замыкание Очевидными признаками короткого замыкания являются искры, пламя или дым после нажатия выключателя. Поскольку короткое замыкание вызывает срабатывание автоматического выключателя, средство защиты состоит в том, чтобы перевернуть выключатель в противоположном направлении.

Эффективным способом определения короткого замыкания является использование мультиметра с прозвонкой цепи. Это устройство подает звуковой сигнал, когда обнаруживает соединение между двумя измерительными датчиками.Используя зонды, вы просто касаетесь мест, которые хотите проверить на наличие соединений, и слушаете звуковые сигналы.

Allied Components International

Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра магнитных компонентов и модулей, соответствующих отраслевым стандартам, таких как микросхемы индуктивности, нестандартные магнитные катушки индуктивности и нестандартные трансформаторы. Мы стремимся предоставлять нашим клиентам высококачественную продукцию, обеспечивать своевременные поставки и предлагать конкурентоспособные цены.

Мы являемся растущим предприятием в магнитной промышленности с более чем 20-летним опытом.

Что вызывает короткое замыкание в бытовой электросети? | Электрик, Жилой, Коммерческий | Проводка, замыкания на землю, GFCI, AFCI, прерыватель цепи, автоматический выключатель, предохранители, электрическая панель, проверки, установка, ремонт

Короткое замыкание в электросети — это не просто временное раздражение, оно может сигнализировать о серьезных проблемах с домашней электросистемой.Узнайте, что вызывает короткие замыкания и замыкания на землю, а также способы их предотвращения с помощью приведенных ниже советов.

Что такое короткое замыкание?

Электрическое короткое замыкание происходит, когда «горячий» провод, по которому течет ток, соприкасается с нейтральным проводом, касаясь его напрямую или в результате дугового разряда, что позволяет току перейти с провода под напряжением на нейтраль. В результате поток электрического тока обходит электрическую цепь и вместо этого выбирает кратчайший путь обратно к земле, независимо от того, что стоит на его пути. Это создает опасность, которая может нанести вред людям и имуществу из-за сильного удара током, возгорания электрическим током или небольших взрывов.

Что может вызвать короткое замыкание?

Несколько возможных проблем могут вызвать короткое замыкание:

Неисправная изоляция провода

Обычно электрические провода имеют изоляцию из непроводящего материала, такого как ПВХ или полиэтилен. Если изоляция изнашивается, плавится или повреждается (часто из-за прокола гвоздем или винтом или изгрызания грызуном), проводка под напряжением может напрямую коснуться нейтральных проводов, что приведет к короткому замыканию.

Повреждены соединения проводов

Поврежденные или ослабленные соединения проводов приведут к повышенному электрическому сопротивлению. Это, в свою очередь, приведет к повышению температуры проводки, что может привести к возгоранию или поражению электрическим током.

Неисправность проводки прибора

Иногда причиной короткого замыкания является устройство, а не электрическая проводка в вашем доме. Проблема может заключаться в неисправной проводке внутри самого устройства, его шнуре питания или вилке.(Неисправные шнуры питания и вилки часто легко обнаружить, поскольку они могут выглядеть обожженными, расплавленными или изношенными.)

Короткие замыкания и замыкания на землю

Как мы уже упоминали, классическое короткое замыкание происходит при контакте горячего провода с нейтральным. Напротив, замыкание на землю относится к ситуации, когда горячая проводка касается заземленного компонента вашей электрической системы, например, заземленной части прибора, заземленной металлической настенной коробки или медного провода заземления. Наибольшую опасность при замыканиях на землю представляет не электрический пожар, а сильный удар или поражение электрическим током, особенно во влажных условиях.

Распространенными причинами замыкания на землю являются просачивание воды в электрическую коробку, ослабление или износ горячих проводов, а также недостаточно изолированные приборы или электроинструменты.

Как предотвратить короткое замыкание

Существует три основных типа защиты от коротких замыканий:

Прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI)

Розетки или цепи GFCI обнаруживают незначительные изменения уровня электрического тока и немедленно отключают поток.Впервые предписываемая Канадским электротехническим кодексом в 1971 году, защита от замыкания на землю теперь требуется в пределах 1,5 метров от раковины, ванны или душа (в ванных комнатах, кухнях, прачечных, барах и т. д.) или в пределах 2,5 метров от готового грунта. на открытом воздухе.

Устройства GFCI

должны устанавливаться лицензированным электриком (попытка установки своими руками может быть потенциально опасной ошибкой при выполнении домашних электрических работ). После этого проверяйте их ежемесячно, чтобы обеспечить постоянную защиту.

Дуговые прерыватели цепи (AFCI)

AFCI защищают ваш дом от возгораний, связанных с электричеством, отключая ток сразу же после обнаружения ненормальности в его протекании. Доступные в виде розеток AFCI или электрических автоматических выключателей, они требуются по коду в спальнях, гостиных, холлах, столовых, незавершенных подвалах и пристроенных гаражах, а также для многих проводных приборов.

Автоматические выключатели/предохранители

Сегодня в большинстве домов есть распределительный щит с автоматическими выключателями, каждый из которых управляет определенной цепью в вашем доме. Системы автоматических выключателей заменили предохранители в домах, построенных или реконструированных после 1960-х годов (хотя иногда вы все еще можете слышать, как сервисную панель называют «блоком предохранителей»).Автоматические выключатели защищают ваш дом, обнаруживая изменения в потоке тока, которые вызывают их отключение.

Организовывайте профессиональное техническое обслуживание системы автоматических выключателей не реже одного раза в год (чаще, если выключатель продолжает срабатывать) и заменяйте розетки, которым более 15 лет.

Sun Electrical обеспечит безопасность вашего дома

Защитите свой дом, предотвратив короткое замыкание. Позвоните нам, чтобы получить квалифицированную электротехническую экспертизу. Мы проверим и устраним такие опасности, как короткое замыкание, опасные электрические панели или устаревшую проводку.

Я ХОЧУ УЛУЧШИТЬ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ В МОЕМ ДОМЕ

Инженерная школа Массачусетского технологического института | » Что такое короткое замыкание?

Что такое короткое замыкание?

Электричество выбирает самый легкий путь

Мэг Мерфи

Детям говорят: никогда не втыкайте металлический нож в включенный в сеть тостер. Вы рискуете получить удар током или загореться тостер.

Страх: короткое замыкание. Чтобы нагреватель внутри тостера работал, электрический ток должен проходить внутри его проводящего металлического материала.Этот ток циклически проходит через замкнутую цепь, которая представляет собой петлю. Однако металлический нож предоставляет электричеству альтернативный путь — и оно его использует.

«Короткое замыкание — это соединение между двумя частями электрической цепи, которое нежелательно для вас», — говорит Карл Берггрен, профессор электротехники на кафедре электротехники и компьютерных наук. Он также возглавляет группу квантовых наноструктур и нанопроизводства в Исследовательской лаборатории электроники.

«Когда вы строите электрическую цепь, вы пытаетесь заставить ток проходить по определенным путям для выполнения определенных функций», — объясняет он. «В случае с тостером, когда вы подносите нож к нагревательному элементу, он обеспечивает ток с коротким замыканием. Этот новый путь легче, чем движение через нагревательный элемент, который оказывает большое сопротивление потоку».

Так что же происходит, когда электричество меняет курс? Во-первых, говорит Берггрен, ваш тостер перестает работать.«Ваше устройство не будет работать должным образом, потому что ток идет не туда, куда он должен идти», — говорит он. А потом становится хуже, очень, очень быстро. «Поскольку металлический предмет, вызывающий короткое замыкание в цепи, обладает большей проводимостью, через него может протекать большой ток». В течение миллисекунд ток может стать в тысячи раз больше, чем обычно. Бум.

Так что будьте осторожны, когда ветка дерева замыкает провода на линии электропередач. Влажная древесина — идеальный путь для электрического тока с низким сопротивлением, и мы знаем, что это значит.Жара и искры, и неприятности впереди…

Опубликовано: 11 ноября 2017 г.

Короткие замыкания: Урок для детей — Видео и стенограмма урока

Что происходит?

Когда цепь работает правильно, ток идет от элемента или источника питания, такого как батарея, по электрическим проводам по определенному пути. Это похоже на то, как вы бегаете кругами по дорожке во время урока физкультуры со скоростью около 1860 миль в секунду. Разговор о мировом рекорде темпа!

Ток в конечном итоге сталкивается с резистором, таким как свет или двигатель, который использует часть электроэнергии для производства тепла, света, звука и т. д.Давление или сила тока, называемая его напряжением , падает, потому что часть электричества использовалась резистором. В конце концов ослабленный ток возвращается обратно в ячейку.

При коротком замыкании ток не достигает резистора. Это все равно, что срезать путь во время бега и пропустить целую милю забега. В результате резистор не получает электричества, а свет, двигатель или другой механизм не работают. Кроме того, напряжение тока никогда не становится ниже.А когда напряжение остается высоким, в проводах накапливается тепло.

Если станет слишком жарко, провода могут:

  • расплавиться
  • излучает очень яркий свет, как миниатюрный взрыв
  • загореться
  • курить и вызывать ужасный запах

Причины короткого замыкания

Короткое замыкание может произойти по ряду причин, но есть и способы его предотвращения. Короткое замыкание может произойти, потому что:

  • Провода плохо изолированы и касаются друг друга.Это увеличивает напряжение, поскольку ток двух отрезков провода объединяется в точке, где они соприкасаются. Во время монтажа возможны порезы и разрывы изоляции, а вода может повредить провода.
  • Цепь подключена неправильно. Провода должны быть соединены так, чтобы ток шел от ячейки к резистору и обратно. Подобно GPS в вашем автомобиле, провода должны направлять ток точно туда, куда он должен идти.
  • Расположение и конструкция проводки слишком быстро разряжают элемент или аккумулятор, вызывая ток более высокого напряжения через провода.

Для защиты от опасности короткого замыкания:

  • Провода должны быть проверены, их изоляция должна быть полностью неповрежденной.
  • Электрики должны включать в каждую цепь заземляющий провод, который направляет любое избыточное напряжение электрического тока на землю. Это снижает вероятность поражения электрическим током и возгорания.
  • Плавкие предохранители и автоматические выключатели могут быть использованы для прекращения подачи электроэнергии, если напряжение станет слишком высоким.Если напряжение тока становится слишком высоким, предохранитель расплавится или автоматический выключатель «сработает» и будет действовать как контрольно-пропускной пункт, чтобы разомкнуть цепь.

Краткий обзор урока

Короткое замыкание происходит, когда ток не проходит по намеченному пути электрической цепи. ток — это поток электричества. Давление или сила тока, называемая напряжением , становится слишком высокой, что может привести к электрическому возгоранию. Существуют способы защиты от опасностей короткого замыкания, такие как проверка проводов и обеспечение полной целостности их изоляции, в том числе заземляющий провод в каждой цепи, а также использование предохранителей и автоматических выключателей для отключения потока электроэнергии, если напряжение становится слишком высоким. .

Как устранить короткое замыкание в электрической системе вашего дома

Срабатывает ли какой-либо из автоматических выключателей даже после его сброса? Считаете ли вы, что в вашей электрической системе произошло короткое замыкание? Вы знаете, как исправить короткие замыкания?

Если автоматический выключатель срабатывает постоянно, вероятно, возникла проблема с коротким замыканием. Устранение неполадок короткого замыкания может быть легким делом, если оно находится в легкодоступном месте, и трудным делом, если оно находится в скрытом месте.

Прочитайте эту статью до конца и узнайте, как приступить к устранению короткого замыкания.

Инструменты, необходимые для этого урока

  • Инструмент для обнаружения короткого замыкания. Использование трассировщика цепей позволит вам определить местонахождение короткого замыкания в кабеле, даже если у вас нет большого опыта. Вы также можете использовать его в линиях, которые не имеют питания, так как этот инструмент питается от батареи.
  • Стыковые соединители для соединения проводов. Можно использовать любой соединитель, но рекомендуется использовать стыковые соединители с термоусадкой, поскольку они обеспечивают надежное соединение.Кроме того, термоусадочные соединители придают превосходный или профессиональный вид.
  • Термоусадочная трубка для фиксации ремонтируемого провода
  • Кримпер или термопистолет в зависимости от типа используемого стыкового соединителя
  • Кусачки для резки короткозамкнутого провода
  • Инструмент для снятия изоляции с кабеля на замену
  • Отвертки для снятия розетки или розетки
  • Дополнительный провод, если требуется замена линии
  • Гибкий провод необходим для протягивания сменного кабеля через кабелепровод

Как устранить короткое замыкание в электрической системе

Первое, что вам нужно сделать, это определить короткое замыкание в вашей электрической системе. Если срабатывание автоматического выключателя происходит только при подключении определенного устройства, проблема может заключаться в нем. Для решения этой проблемы вам необходимо вызвать профессионального мастера для ремонта.

Но если выключатель срабатывает, даже если ни один блок в данный момент не подключен, возможно, короткое замыкание в ваших линиях. Вот пошаговое руководство по устранению линий короткого замыкания в электрической системе.

Шаг 1. Найдите короткую позицию в вашей линии

Чтобы устранить короткое замыкание в линии, сначала определите точное положение закороченного провода.Используйте передатчик и приемник трассировщика цепей, чтобы легко найти закороченные линии, даже если они находятся за стеной. Вы можете посмотреть это видео на канале Spark, в котором показано, как использовать трассировщик цепей, чтобы узнать, как это сделать.

Заключение

Лучший способ починить выключатель короткого замыкания — заменить его новым. Тем не менее, эта статья поможет вам понять, как правильно устранять короткие замыкания.

Вам понравилось читать эту статью? Вы сталкивались с устранением короткого замыкания в электрической системе? Поделитесь своим опытом в комментариях ниже!

Почему происходит короткое замыкание?

Когда люди слышат термин «короткое замыкание», они часто думают, что это любая проблема с проводкой в ​​электрической цепи.

Но, в частности, короткое замыкание относится к событию, когда электричество выходит за пределы основного пути системы электропроводки.

Более того, это одна из наиболее частых аварий с электричеством и причина большинства домашних пожаров, связанных с электричеством, в Сиднее. Следовательно, добавление лучшей защиты для вашего дома требует лучшего понимания того, почему происходит короткое замыкание.

Перед этим сообщите нам больше о природе короткого замыкания.

Определение короткого замыкания

Как было сказано ранее, короткое замыкание происходит, когда электрический поток проходит меньшее расстояние, чем установленная проводка.

Когда соединения ослабевают и разрываются, ток будет течь обратно через другие проводящие материалы, такие как влажный бетон или дерево, металлические трубы или даже через человека. Вот почему короткое замыкание представляет угрозу поражения электрическим током или смертельного удара.

Два типа короткого замыкания

Хотя короткое замыкание — это особый термин, существует два разных сценария, которые оба квалифицируются как короткие замыкания.

Классическое короткое замыкание

Электрики используют термин короткое замыкание для описания ситуации, в которой провод под напряжением касается нейтрального провода. Изоляция проводов может расплавиться или испортиться, что приведет к оголению медных проводов.

Когда эти проводники соприкасаются, по новому пути протекает большой ток. В результате могут возникать искры и искрение, сопровождающиеся треском, дымом и пламенем.

Замыкание на землю

Короткое замыкание при замыкании на землю происходит, когда горячий провод под напряжением контактирует с заземленным компонентом системы, а не с нейтральным проводом. Эти части могут включать:

  • Металлический ящик с заземлением
  • Металлический корпус и ручки
  • Открытый заземляющий провод

В отличие от классического короткого замыкания, при замыкании на землю меньше шансов возгорания. Однако существует серьезная угроза поражения электрическим током, поскольку электрический ток возбуждает оголенные металлические детали, к которым обычно прикасаются люди.

Причины короткого замыкания

Существует несколько электрических неисправностей, которые вызывают короткое замыкание, и чаще всего виноваты следующие проблемы.

Неисправная изоляция провода

Со временем изоляция проводки может расплавиться и испортиться из-за частых перепадов температуры и физического воздействия погодных условий. Когда это происходит, оголенные провода могут соприкасаться, вызывая классическое короткое замыкание.

Кроме того, такие вредители, как крысы и грызуны, могут грызть проводку цепи, обнажая проводники. Так что, если вы обнаружите, что кто-то ползает по вашему чердаку, обязательно проверьте близлежащие провода.

Ослабленные соединения

Тепловое расширение и небольшие вибрации могут привести к ослаблению электрических соединений и креплений.Когда это произойдет, внутренние соединения могут соприкоснуться, что приведет к короткому замыканию цепи.

Кроме того, починка электрических приборов и проводных соединений может быть сложной задачей, несмотря на риск поражения электрическим током. Чтобы избежать аварийных ситуаций из-за ослабления контактов, доверить ремонт следует только тем, кто хорошо разбирается в электромонтажных работах.

Неисправность проводки прибора

Внутренняя система электропроводки устройства становится продолжением цепи при подключении к настенной розетке.Следовательно, использование старых и сломанных приборов может вызвать внутреннее короткое замыкание.

Кроме того, короткие замыкания в приборах происходят в розетках, шнурах питания или на самой внутренней печатной плате. Из-за сложности некоторых устройств лучше доверить внутреннюю проводку профессионалу.

Кроме того, установка защитного оборудования вместе с регулярным обслуживанием может помочь защитить вашу систему от коротких замыканий.

Предотвращение короткого замыкания

Поскольку короткое замыкание является основной причиной пожаров в домах, связанных с электричеством, вы должны усилить систему электропроводки, чтобы защитить свои приборы и имущество.

Электрозащитные устройства

Существует множество электрических устройств, из которых вы можете выбрать защиту вашей электропроводки. Некоторые жизненно важные компоненты включают в себя:

  • Автоматические выключатели и распределительные щиты ⎼ Изолирует первичную проводку от отдельных точек питания, мгновенно разрывая цепь в случае перегрузки и короткого замыкания
  • Устройства защитного отключения (УЗО) ⎼ Более чувствительны, чем выключатели, и реагируют даже на небольшие различия в электрическом токе между проводами. УЗО жизненно важны для обнаружения электрических неисправностей и предотвращения дальнейших аварийных ситуаций.

Если ваши компоненты безопасности часто срабатывают, это должно быть признаком основной неисправности, такой как утечка в проводах или перегрузка по питанию. Прежде чем это приведет к короткому замыканию ваших цепей, вы должны проверить свою электрическую систему и попытаться исправить недостатки.

Однако, если вы не можете найти какой-либо очевидной проблемы, лучше всего вызвать электрика 2-го уровня и позволить ему разобраться с этим.

Ваше решение для ремонта электрооборудования

Ночи кино и общение с семьей лучше всего доставляют удовольствие, когда вы не беспокоитесь о своей электрической системе.Чтобы защитить свой дом от аварий с электричеством, доверяйте только надежным электрикам 2-го уровня в Gordon Powers.

Наши сертифицированные электрики 2-го уровня диагностируют и изолируют любую электрическую неисправность внутри и снаружи. У нас есть инструменты и опыт для выявления горячих точек и предотвращения коротких замыканий и других аварийных ситуаций с электричеством. Где бы вы ни находились в Сиднее, мы прибудем и уедем в течение часа.

Позвоните нам по телефону (02) 9199 7480, чтобы записаться на прием, или свяжитесь с нами по электронной почте.

Открытые и короткие цепи — цепи постоянного тока

Цепи постоянного тока

Цепь называется разомкнутой , когда существует разрыв в полном проводящая дорожка.Хотя размыкание происходит, когда переключатель используется для обесточить цепь, обрыв также может произойти случайно. Чтобы восстановить цепь должна работать должным образом, обрыв должен быть обнаружен, его причина определена, и сделан ремонт.

Иногда обрыв можно обнаружить визуально при тщательном осмотре цепи. компоненты. Дефектные компоненты, такие как сгоревшие резисторы, обычно могут обнаружить этим методом. Другие, такие как обрыв провода, покрытый изоляция или расплавленный элемент встроенного предохранителя не видны глаз. В таких условиях понимание влияния открытия на условия цепи позволяет техническому специалисту использовать испытательное оборудование для найти открытый компонент.

На рисунке ниже последовательная цепь состоит из двух резисторов и предохранителя. Обратите внимание на влияние на состояние цепи размыкания предохранителя.

Нормальное состояние и разомкнутая цепь.

Ток перестает течь; следовательно, больше нет падения напряжения на резисторы. Каждый конец открытого проводящего пути становится продолжением клеммы источника напряжения, а напряжение, ощущаемое на разомкнутой цепи, равно приложенному напряжение ( В А ).

Разомкнутая цепь имеет бесконечное сопротивление . Бесконечность представляет собой величина настолько велика, что ее невозможно измерить. Символ бесконечности это ∞.

Короткое замыкание — это случайный путь низкого сопротивления, который проходит аномально большой ток. Короткое замыкание возникает всякий раз, когда сопротивление цепи или сопротивление части цепи падает почти до ноль омов. Короткое замыкание часто происходит в результате неправильной проводки или обрыва изоляция.

На рисунке ниже короткое замыкание вызвано неправильной проводкой. Обратите внимание на влияние на текущий поток. Поскольку резистор фактически был заменен куском провод, практически весь ток течет по короткому и очень маленькому ток течет через резистор. Электроны текут по короткому (путь почти нулевое сопротивление) и оставшуюся часть цепи, проходя через Резистор 10 Ом и источник напряжения. Величина текущего потока значительно увеличивается потому что его резистивный путь уменьшился с 10 010 Ом до 10 Ом.Из-за при протекании чрезмерного тока 10-омный резистор нагревается. Когда он пытается чтобы рассеять это тепло, резистор, вероятно, будет разрушен.

Нормальные условия и условия короткого замыкания.

Следующее обсуждение посвящено влиянию на цепь при разомкнутом или происходит короткое замыкание.

Основное различие между обрывом в параллельной цепи и обрывом в последовательной цепи заключается в том, что в параллельной цепи размыкание не обязательно отключить цепь. Если открытое состояние возникает в последовательной части цепи, тока не будет, потому что нет полного пути для тока поток. Если, с другой стороны, размыкание происходит на параллельном пути, некоторый ток по-прежнему будет течь в цепи. Параллельная ветвь, где происходит открытие будет эффективно отключен, общее сопротивление цепи увеличится на , и общий ток уменьшится на .

Чтобы прояснить эти моменты, рисунок, показанный ниже, иллюстрирует последовательную параллельную схема.Во-первых, эффект обрыва в последовательной части этой цепи будет быть осмотрены. На рисунке ниже (вид А) показана нормальная схема, R T = 40 Ом и I T = 3 ампера. На рисунке ниже (вид B) показан обрыв в последовательной части схемы, есть нет полного пути для тока, а сопротивление цепи считается равным быть бесконечным.

Последовательно-параллельная схема с размыкателями.

На рисунке выше (вид C) показан обрыв в параллельной ветви Р 3 . Нет пути для тока через R 3 . В цепи ток протекает через R 1 и R 2 Только . Поскольку существует только один путь для текущего потока, R 1 и R 2 фактически соединены последовательно.

В этих условиях R T = 120 Ом и I T = 1 А. Как видите, при обрыве в параллели ответвление, общее сопротивление цепи увеличивается, а общий ток цепи уменьшается.

Короткое замыкание в параллельной сети имеет эффект, аналогичный короткому замыканию в последовательная схема. Как правило, короткое замыкание вызывает увеличение тока и возможность повреждения компонентов независимо от типа задействованной цепи. Чтобы проиллюстрировать это, на рисунке ниже показана последовательно-параллельная сеть в какие шорты разработаны. На рисунке ниже (вид А) нормальная схема показано. R T = 40 Ом и I T = 3 А.

Последовательно-параллельное соединение с короткими замыканиями.

На рисунке выше (вид B) R 1 замкнуло. R 1 теперь имеет сопротивление 0 Ом. Всего сопротивление цепи теперь равно сопротивлению параллельного сети R 2 и R 3 или 20 Ом. Схема ток увеличился до 6 ампер. Весь этот ток проходит через параллельный сети ( R 2 , R 3 ) и это увеличение ток, скорее всего, повредит компоненты.

На рисунке выше (вид C) R 3 закорочено. С участием R 3 короткое замыкание параллельно с Р 2 . Короткое замыкание направляет ток вокруг R 2 , эффективно удаляя R 2 из цепи. Общее сопротивление цепи теперь равно сопротивлению R 1 , или 20 Ом.

Как известно, R 2 и R 3 образуют параллель сеть. Сопротивление сети можно рассчитать следующим образом:

Общий ток цепи с закороченными R 3 составляет 6 ампер. Все этот ток протекает через R 1 и, скорее всего, повредит Р 1 . Обратите внимание, что хотя только одна часть параллели сеть была закорочена, вся параллельная сеть была отключена.

Обрывы и короткие замыкания, если они происходят в цепи, приводят к общему изменению в эквивалентном сопротивлении.Это может вызвать нежелательные эффекты в других частях цепи из-за соответствующего изменения общего тока. Короткое замыкание обычно приводит к выходу из строя компонентов в цепи, которая не подключена должным образом. плавленые или иным образом защищенные. Отказ может принять форму выгорания резистор, поврежденный источник или возгорание компонентов схемы и проводки.

В цепях оборудования устанавливаются плавкие предохранители и другие устройства защиты цепей. для предотвращения повреждений, вызванных увеличением тока.

Оставить комментарий