При коротком замыкании напряжение: Суть короткого замыкания электрической цепи. Напряжение (ЭДС) и ток при КЗ.

Опубликовано в Разное
/
25 Фев 2021

Содержание

Суть короткого замыкания электрической цепи. Напряжение (ЭДС) и ток при КЗ.

 

 

 

Тема: что такое короткое замыкание в электроцепи, каковы последствия КЗ.

 

Про электрическое короткое замыкание слышали многие, но далеко не всем известна суть этого явления. Давайте же с этим разберемся. Итак, если вникнуть в само словосочетание «короткое замыкание», то можно понять, что происходит какой-то процесс, при котором замыкается нечто по короткому, а именно самому короткому пути протекания электрического тока (электрических зарядов в проводнике). Проще говоря, есть путь, по которому течет электричество, его ток зарядов. Это различные электрические цепи, проводники электроэнергии. Чем длиннее этот путь, тем больше преград нужно преодолеть зарядам, тем больше электрическое сопротивление этого пути. А из закона ома известно, чем больше сопротивление цепи, тем меньше сила тока будет в нем (при определенном значении напряжения). Следовательно, на самом коротком пути, будет максимально возможный ток, а это путь будет коротким в случае замыкания концов самого источника питания.

 

В общем, у нас есть, к примеру, обычный автомобильный аккумулятор (в заряженном состоянии). Если к нему подключить лампочку, рассчитанную на напряжение аккумулятора (12 вольт), то в результате прохождения тока определенной величины через эту лампу мы получим излучение света и тепла. Лампа имеет определенное электрическое сопротивление, которое и ограничивает силу тока, идущего по этой цепи. Чтобы намеренно сделать короткое замыкание нам просто нужно взять кусок провода и подсоединить его к концам выводов аккумулятора (параллельно лампе). У этого провода сопротивление очень мало, по сравнению с лампой. Следовательно и нет особого ограничения, которое бы препятствовало движению заряженных частиц. И как только мы замкнем такую вот цепь, получим наше КЗ. По проводу потечет сразу большое ток, который может просто раскалить и расплавить этот кусок провода.

 

В результате такого вот короткого замыкания будет возгорание проводника (его изоляции), вплоть до пожара, если этот проводник своим воспламенением переносит огонь на легковоспламеняющиеся вещи, что находятся поблизости. Кроме этого такое вот резкое, скачкообразное течение тока может быть вредным для самого аккумулятора. Он также в это время начинает нагреваться. А как известно аккумуляторы очень сильно не любят чрезмерного нагрева. Как минимум у них значительно после этого сокращается срок службы, а как максимум — выходят из строя и даже загораются и взрываются. Если такое короткое замыкание происходит, к примеру, с литиевым аккумулятором в телефоне (у которого нет электронной защиты внутри), в течении нескольких секунд происходит сильный нагрев, далее образуется пламя и взрыв.

 

 

 

 

Есть некоторые аккумуляторы, которые изначально рассчитаны на отдачу больших токов (тяговые аккумуляторы), но и у них полное короткое замыкание может привести к большим неприятностям. Ну, а что же происходит с напряжением во время короткого замыкания? Из школьной физики должно быть известно, что чем больше сила тока, тем большее падение напряжения на этом участке цепи. Следовательно, когда к источнику электропитания не подсоединено никакой нагрузки, на нем можно увидеть максимальное значение напряжения (это и есть ЭДС источника питания, его электродвижущая сила). Как только мы нагрузили этот источник питания, тут же появляется некое падение напряжения. И чем больше будет нагрузка, тем сильнее будет падение напряжения. Так как при коротком замыкании сопротивление цепи практически равно нулю, а сила тока при этом будет максимально возможной, то и падение напряжение на источнике питания также будет максимальной (около нуля).

 

Это мы рассмотрели вариант полного короткого замыкания, который происходит непосредственно на выводах источника питания. Да, вот, что еще стоит добавить про это. В случае аккумулятора будет происходит большая токовая нагрузка на внутренние части и химические вещества самого аккумулятора (электролит, пластины, выводы). В случае короткого замыкания на таких источниках питания как электрогенераторы токовая нагрузка ложится на обмотки этих генераторов, что приводит к ее чрезмерному нагреву и испорченности (ну и те цепи, что работают в генераторе после этой обмотки). Короткое замыкание на выводах различных блоков питания приводит к перегреву и выходу из строя самих электрических схем источников тока и вторичной обмотки трансформатора.

 

Короткое замыкание может случаться в самой электрической цепи проводки, схемы. В этом случае последствия также имеют крайне негативный характер. Но при этом сила тока уже будет, как правило, чуть меньше, чем в случае замыкания на выходе источника питания. К примеру, есть схема усилителя звука. Вдруг из-за плохой изоляции самих динамиков происходит короткое замыкание на звуковом выходе этого усилителя. В итоге, скорее всего выгорят выходные транзисторы, микросхемы, стоящей в последних каскадах усиления звука. Сам источник питания в этом случае может даже не пострадать, так как до него чрезмерная токовая нагрузка может не дойти. Думаю вы суть короткого замыкания уловили.

 

P.S. В любом случае явление электрического короткого замыкания приводит к плачевным последствиям. Для защиты от этого как правило применять обычные плавкие предохранители, автоматические выключатели, защитные схемы и т.д. Их задача заключается в быстром разрыве электрической цепи при резком увеличении силы тока. То есть, обычный предохранитель как бы является самым слабым звеном во всех электрической цепи. Как только сила тока резко возросла плавкая вставка просто плавится и разрывает цепь. Это в большинстве случаев приводит к тому, что прочие другие цепи в схеме остаются не поврежденными.

 

Что такое короткое замыкание, его виды и причины возникновения

О таком нештатном режиме работы электрической цепи как короткое замыкание слышали практически все. Описание физики этого процесса входит в школьную программу 8-го класса. Предлагаем вспомнить, что представляет собой данное явление, какую опасность представляют токи КЗ и их вероятные причины возникновения. В статье мы рассмотрим виды короткого замыкания, а также способы защиты, позволяющие минимизировать негативные последствия.

Что такое короткое замыкание?

Под данным термином принято называть состояние сети, в которой имеет место непредусмотренный нормальной эксплуатацией электрический контакт между точками электроцепи с различными потенциалами. Низкое сопротивление в зоне контакта вызывает резкое увеличение силы тока, превышающее допустимое значение.

Для понимания процесса приведем наглядный пример. Допустим, имеется лампа накаливания мощностью 100 Вт, подключенная к бытовой сети 220 В. Применив Закон Ома, рассчитаем величину тока для нормального режима и короткого замыкания, игнорируя сопротивление источника и электрической проводки.

Электрическая схема нормального режима работы (а) и короткого замыкания (b)

При нормальном режиме работы приведенной выше цепи, электрический ток будет равен 0,45 А (I = P/U = 100/220 ≈ 0,45), а сопротивление нагрузки составит 489 Ом (R = U/A = 220/0,45 ≈ 489).

Теперь рассмотрим изменение параметров цепи при возникновении КЗ. Для этого замкнем цепь между точками А и В выполним соединение при помощи провода с сопротивлением 0,01 Ом. Учитывая свойства электрического тока, он выберет путь с наименьшим сопротивлением, соответственно, Iкз увеличится до 22000 А (I=U/R). Собственно, по этой причине замыкание называется коротким.

Данный пример сильно упрощен, в реальности ток замыкания не поднимется до 2,2 кА, поскольку произойдет падение напряжения на потребителе, согласно второму закону Киргофа: E = I * r + I * R , где I*r  — напряжение на источнике питания, а I * R, соответственно, на потребителе. Поскольку R при замыкании стремится к нулю, то вольтметр в изображенной выше схеме покажет падение напряжения.

Виды КЗ

Согласно ГОСТ 52735-2007, в энергосетях короткие замыкания принято разделять на несколько видов. Для наглядности ниже представлены схемы различных видов КЗ.

Различные виды КЗ

Обозначения с кратким описанием:

  1. 3-х фазное, принятое обозначение – К(З). То есть, происходит электрический контакт между тремя фазами. Это единственный вид замыкания не вызывающий «перекос» фаз, процесс протекает симметрично, что упрощает расчет силы тока КЗ. В тоже время 3-х фазное замыкание представляет наибольшую опасность по факторам тепловых и электродинамических воздействий. В связи с этим, когда производится расчет тока КЗ для трехфазной цепи, как правило, рассматривается данный вид замыкания.

Характерно, что при К(З) наличие контакта с землей не отражается на параметрах процесса.

  1. 2-х фазное (K(2)). Данный вид замыкания, как все последующие, относится к несимметричным процессам, вызывающим перекос напряжений в системе. В кабельных линиях электропередач довольно велика вероятность перехода процесса K(2) в К(З), поскольку температура в месте замыкания разрушает изоляцию токоведущих частей.
  2. 2-х фазное с землей (K(1,1)). Данный процесс можно наблюдать в системах с заземленной нейтралью.
  3. 1-о фазное с землей (K
    (1)
    ). Этот вид замыкания на практике встречается чаще всего. Характерно, что процесс может возникнуть как в бытовых или промышленных электросетях, так и в запитанном от них оборудовании.
  4. Двойное на землю (K(1+1)). То есть, две фазы замыкаются через землю, не имея электрического контакта между собой. Такой вид замыкания возможен в системах с заземленной нейтралью.

Мы привели только пять видов замыканий, которые чаще всего встречаются на практике. С полным списком возможных вариантов и поясняющими схемами можно ознакомиться в приложении 2 к ГОСТу 26522 85.

Вероятность возникновения каждого из рассмотренных выше вариантов приведена в таблице. Как видно из нее чаще всего наблюдаются однофазные короткие замыкания.

Таблица 1. Распределение, составленное по аварийной статистике.

Обозначение КЗ Процентное соотношение к общему числу (%)
К(З) 5,0
K(2) 10,0
K(1) 65,0
K(1,1) и K(1+1) 20,0

Разобравшись с видами замыканий, рассмотрим, в каких ситуациях они могут возникнуть.

Причины возникновения короткого замыкания

Несмотря на случайность данного процесса, существует много причин, имеющих косвенное или прямое отношение к его происхождению. Перечислим наиболее распространенные причины, по данным аварийной статистики:

  • Износ электрохозяйства энергетических систем или бытовой электросети. Со временем изоляция проводов или токоведущих элементов теряет диэлектрические свойства, в результате на участке цепи возникает непредусмотренное электрическое соединение. Определить общее состояние проводки можно по проводам в электрических точках. Старение изоляции заметно на отводах к электрическим точкам
  • Превышение допустимой нагрузки на цепь питания. Это вызывает нагрев токоведущих элементов, что приводит к повреждению изоляции. Подробно о перегрузке электросети можно прочитать на нашем сайте. Перегрузка электросети может стать причиной короткого замыкания
  • Удар молнии в ВЛ. В этом случае происходит перенапряжение электросети, которое может вызвать КЗ. Обратим внимание, что молнии не обязательно попадать непосредственно в ЛЭП, близкий разряд может вызвать ионизацию воздуха, увеличивающую его электропроводимость. В результате увеличивается вероятность образования электрической дуги между линиями электропередач.
  • Физическое воздействие на провода, вызывающее механическое повреждение изоляции. В качестве примера достаточно вспомнить шутку, где перфоратор называют электрическим прибором для поиска скрытой проводки.
  • Попадание металлических предметов на токоведущие элементы. Собственно, это следствие, поскольку причина кроется в неудовлетворительном уходе за электрохозяйством.
  • Подключение к сети неисправного оборудования, например вызванного существенным снижением внутреннего сопротивления.
  • Человеческий фактор. Под это определение можно подвести практически все случаи так или иначе связанные с неправильными действиями человека. Например, ошибки при монтаже электропроводки, неудачные попытки ремонта электрооборудования, неправильные действия оперативного персонала подстанции и т.д.

Опасность и последствия

Чтобы понять, какую опасность представляет КЗ, достаточно узнать о возможных последствиях короткого замыкания. Для этого перейдем к краткому перечню, составленному по статистическим данным Ростехнадзора:

  • Возникновение возгорания в месте механического соприкосновения неизолированных элементов оборудования или электрической сети часто становится причиной пожара.
  • Понижение уровня напряжения электрического тока в зоне замыкания вызовет сбой в работе электрооборудования. О последствиях пониженного напряжения можно подробно узнать в одной из публикаций на нашем сайте.
  • Как видно из приведенной выше таблицы 1, на долю симметричных замыканий (К(З)) приходится не более 5%, это означает, что во всех остальных случаях придется иметь дело с сетевой асимметрией, более известной под названием «перекос фаз». Последствия такого режима мы уже рассматривали в более ранней публикации.
  • Возникновение различных системных аварий, вызывающих отключение потребителей энергосистемы до устранения короткого замыкания.

Как предотвратить КЗ и защита от него?

Нельзя полностью исключить вероятность КЗ, поскольку на природу его возникновения влияет случайная составляющая. Поэтому в данном случае может идти речь только о профилактике, понижающей вероятность возникновения аварийной ситуации. К таким мерам относятся:

  • Контроль состояния изоляции токоведущих элементов оборудования или линий электропередач. В частности, испытание изоляции электропроводки в производственных помещениях положено проводить не реже одного раза в три года. Для бытовых сетей нормируется только срок максимальной эксплуатации. Например, для скрытой проводки, выполненной медным проводом, допустимая эксплуатация – 40 лет.
  • Сверка с проектом бытовой электросети перед сверлением теоретически должна минимизировать вероятность механического повреждения скрытой проводки. Но, как показывает практика, в таких ситуациях надежней воспользоваться прибором, для поиска проводки. Обзор таких устройств и их принципиальные схемы, можно найти на нашем сайте. Детектор проводки
  • Отключение электроприборов при выходе из дома или квартиры.
  • В «сырых» помещениях (например, в ванной комнате) необходимо минимизировать количество электрооборудования. Если таковое нельзя исключить, оно должно иметь соответствующий класс защиты.
  • В случае повреждения электроприбора, требуется исключить возможность его подсоединения к сети питания.
  • Соблюдение норм потребления электроэнергии и т.д.

Не менее важным является организация защиты, она реализуется путем установки автоматических выключателей (или предохранителей) как на ввод, так и на каждую внутреннюю линию проводки. Если произойдет короткое замыкание, электромагнитная защита автоматического выключателя сработает под воздействием высокого уровня тока КЗ. Как подобрать автоматический выключатель, в зависимости от номинального тока, Вы можете прочитать на нашем сайте.

Если в щитах РУ используются плавкие электрические предохранители, то после их «расплавления» (срабатывания), замена должна проводиться на однотипные устройства. Установка предохранителя с током меньше номинального приведет к ложным срабатываниям, превышение допустимого тока срабатывания может вызвать повреждение электрооборудования.

Преднамеренное КЗ

Завершая данную тему нельзя не упомянуть, что большие токи короткого замыкания могут успешно использоваться. Ярким примером этому являются электросварочные аппараты с ручным или автоматическим ограничением по току КЗ. Принцип работы и примеры электрических схем различных видов сварочного оборудования мы уже ранее рассматривали на нашем сайте.

Помимо сварочных аппаратов особенности КЗ используются в короткозамыкателях.

Внешний вид короткозамыкателя

Короткозамыкатели представляют собой специальные электромеханические устройства, вызывающие преднамеренное короткое замыкание для оперативного отключения системой защиты определенного участка цепи.

Таким образом, можно констатировать, что в приведенных примерах короткое замыкание вызывается принудительно для выполнения конструктивных действий.

Несколько видео по теме:

Ток КЗ. От чего зависит величина тока короткого замыкания?

Ток КЗ (короткого замыкания)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы хотим рассказать вам про ток КЗ (короткого замыкания) в электрических сетях. Мы рассмотрим типичные примеры коротких замыканий, способы расчетов токов короткого замыкания, обратим внимание на связь индуктивного сопротивления и номинальной мощности трансформаторов при расчете токов короткого замыкания, а также приведем конкретные несложные формулы для этих вычислений.

При проектировании электроустановок необходимо знать значения симметричных токов короткого замыкания для различных точек трехфазной цепи. Величины этих критических симметричных токов позволяют проводить расчеты параметров кабелей, распределительных устройств, устройств селективной защиты и т. п.

Далее рассмотрим ток КЗ для трехфазной цепи при нулевом сопротивлении, который подается через типичный распределительный понижающий трансформатор. В обычных условиях данный тип повреждений (короткое замыкание болтового соединения) оказывается наиболее опасным, при этом расчет очень прост. Простые расчеты позволяют, придерживаясь определенных правил, получить достаточно точные результаты, приемлемые для проектирования электроустановок.

Ток КЗ во вторичной обмотке одного понижающего распределительного трансформатора. В первом приближении сопротивление высоковольтной цепи принимается очень малым, и им можно пренебречь, поэтому:

   Расчёт тока КЗ

Здесь P – номинальная мощность в вольт-амперах, U2 – напряжение между фазами вторичной обмотки на холостом ходу, Iн — номинальный ток в амперах, Iкз — ток КЗ в амперах, Uкз — напряжение при коротком замыкании в процентах.

В таблице ниже приведены типичные значения напряжений короткого замыкания для трехфазных трансформаторов на напряжение высоковольтной обмотки в 20 кВ.

   Типичные значения напряжений короткого замыкания

Если для примера рассмотреть случай, когда несколько трансформаторов питают параллельно шину, то величину тока короткого замыкания в начале линии, присоединенной к шине, можно принять равной сумме токов короткого замыкания, которые предварительно вычисляются по отдельности для каждого из трансформаторов.

Когда все трансформаторы получают питание от одной и той же сети высокого напряжения, значения токов короткого замыкания при суммировании дадут несколько большее значение, чем окажется в реальности. Сопротивлением шин и выключателей пренебрегают.

Пусть трансформатор обладает номинальной мощностью 400 кВА, напряжение вторичной обмотки 420 В, тогда если принять Uкз = 4%, то:

   Пример расчёта тока КЗ

На рисунке ниже приведено пояснение для данного примера.

   Рисунок для расчета тока КЗ

Точности полученного значения будет достаточно для расчета электроустановки.

Ток короткого трехфазного замыкания в произвольной точке установки на стороне низкого напряжения:

   Расчёт тока короткого трехфазного замыкания

Здесь: U2 — напряжение на холостом ходу между фазами на вторичных обмотках трансформатора. Zт — полное сопротивление цепи, расположенной выше точки повреждения. Далее рассмотрим, как найти Zт.

Каждая часть установки, будь то сеть, силовой кабель, непосредственно трансформатор, автоматический выключатель или шина, — имеют свое полное сопротивление Z, состоящее их активного R и реактивного X.

Емкостное сопротивление здесь роли не играет. Z, R и X выражаются в омах, и при расчетах представляются как стороны прямоугольного треугольника, что показано на рисунке ниже. По правилу прямоугольного треугольника вычисляется полное сопротивление.

   Треугольник сопротивления

Сеть разделяют на отдельные участки для нахождения X и R для каждого из них, чтобы вычисление было удобным. Для последовательной цепи значения сопротивлений просто складываются, и получаются в итоге Xт и Rт. Полное сопротивление Zт определяется из теоремы Пифагора для прямоугольного треугольника по формуле:

   Расчёт полного сопротивления Zт

При параллельном соединении участков расчет ведется как для параллельно соединенных резисторов, если объединенные параллельные участки обладают реактивным или активным сопротивлениями, получится эквивалентное общее сопротивление:

   Вычисление Xз

Xт не учитывает влияние индуктивностей, и если расположенные рядом индуктивности влияют друг на друга, то реальное индуктивное сопротивление окажется выше. Необходимо отметить, что вычисление Xз связано только к отдельной независимой цепью, то есть так же без влияния взаимной индуктивности. Если же параллельные цепи расположены близко к друг другу, то сопротивление Хз окажется заметно выше.

Рассмотрим теперь сеть, присоединенную к входу понижающего трансформатора. Трехфазный ток короткого замыкания Iкз или мощность короткого замыкания Pкз определяет поставщик электроэнергии, однако можно исходя из этих данных найти полное эквивалентное сопротивление. Полное эквивалентное сопротивление, одновременно приводящее к эквиваленту для низковольтной стороны:

   Расчёт полного эквивалентного сопротивления Zкз

Pкз — мощность трехфазного короткого замыкания, U2 – напряжение на холостом ходу низковольтной цепи.

Как правило, активная составляющая сопротивления высоковольтной сети — Rа — очень мала, и сравнительно с индуктивным сопротивлением — ничтожно мало. Традиционно принимают Xa равным 99,5% от Zа, и Ra равным 10% от Xа. В таблице ниже приведены приблизительные данные относительно этих величин для трансформаторов на 500 МВА и 250 МВА.

   Характеристики масляных трансформаторов

 

   Характеристики сухих трансформаторов

Полное Zтр — сопротивление трансформатора на стороне низкого напряжения:

   Расчёт полного сопротивления трансформатора Zтр

Pн — номинальная мощность трансформатора в киловольт-амперах. Активное сопротивление обмоток находится исходя из мощности потерь. Когда ведут приблизительные расчеты, то пренебрегают Rтр, и принимают Zтр = Xтр.

Если требуется принять в расчет выключатель низковольтной цепи, то берется полное сопротивление выключателя, расположенного выше точки короткого замыкания. Индуктивное сопротивление принимают равным 0,00015 Ом на выключатель, а активной составляющей пренебрегают.

Что касается сборных шин, то их активное сопротивление ничтожно мало, реактивная же составляющая распределяется примерно по 0,00015 Ом на метр их длины, причем при увеличении расстояния между шинами вдвое, их реактивное сопротивление возрастает лишь на 10%. Параметры кабелей указывают их производители.

Что касается трехфазного двигателя, то в момент короткого замыкания он переходит в режим генератора, и ток КЗ в обмотках оценивается как Iкз = 3,5*Iн. Для однофазных двигателей увеличением тока в момент короткого замыкания можно пренебречь.

Дуга, сопровождающая обычно короткое замыкание, обладает сопротивлением, которое отнюдь не постоянно, но среднее его значение крайне низко, однако и падение напряжения на дуге невелико, поэтому практически ток снижается примерно на 20%, что облегчает режим срабатывания автоматического выключателя, не нарушая его работу, не влияя особо на ток отключения.

Ток КЗ на приемном конце линии связан с током короткого замыкания на подающем ее конце, но учитывается еще сечение и материал передающих проводов, а также их длина. Имея представление об удельном сопротивлении, каждый сможет произвести этот несложный расчет. Надеемся, что наша статья была для вас полезной.

Смотрите также по теме:

   Расчет токов короткого замыкания в сети до 1кВ.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

причины, последствия и защита от негативного явления, расчет силы тока

Напряжение короткого замыкания — значение напряжения, которое подается на одну из обмоток трансформатора, чтобы в цепи возник электрический ток. Остальные обмотки в это время должны быть закорочены. Это значение определяет падение напряжения на трансформаторе, его внешнюю характеристику и ток непреднамеренного замыкания. Выражается оно в процентном отношении к номинальному напряжению.

Причины возникновения

Замыкание в цепи считается незапланированным, нештатным соединением проводников, при котором возникают разрушающие токи. Любое подключение электрическрго прибора в розетку тоже считается коротким замыканием, но уже плановым. Источник потребления электроэнергии является сопротивлением, которое воспринимает всю нагрузку короткого замыкания.

Если значение этого сопротивления будет стремиться к нулю, то, согласно закону Ома, для электрической цепи, ток возрастает до такой величины, что происходит сильный нагрев и разрушение проводников. Причины возникновения негативного явления:

  1. Кратковременное повышение напряжения приводит к пробою изоляции проводов или электрической схемы. Происходит рост силы тока до значения короткого замыкания с появлением дугового разряда.
  2. Старая, пришедшая в негодность изоляция становится причиной возникновения спонтанных закорачиваний проводников.
  3. Механические повреждения изоляции тоже приводят к нештатным ситуациям. Например, часто сами жильцы во время ремонта нарушают целостность изоляции.
  4. Попадание посторонних предметов, мелких животных, элементов соседних узлов вызывают негативное соединение проводов между собой.
  5. Удар молнии вызывает кратковременное повышение напряжения в электрической цепи.

Основными признаками такого явления считается появление запаха гари, искрение и горение изоляции проводов. Кроме того, происходит отключение электрической цепи или ее участков.

Опасные последствия

Одним из самых опасных последствий замыкания проводов считается риск появления очага возгорания. Причиной его возникновения становится выделение большого количества тепла, разрушение изоляции и появление открытого огня.

При дуговом кратковременном замыкании, когда проскакивает мощнейший электрический заряд, воспламеняются окружающие вещи и предметы. Кроме того, к негативным последствиям относятся:

  • механические и термические повреждения электроустановок;
  • снижение значения напряжения, которое приводит к потере производительности или полной остановке электрических механизмов;
  • отдельные генераторы и электростанции выпадают из синхронной работы системы, что приводит к созданию аварийной ситуации;
  • появление электромагнитных волн, которые влияют на линии связи и коммуникаций.

Эти результаты будут наблюдаться только непосредственно в месте замыкания или рядом с ним, так как по мере удаления от этого участка величина тока будет ослабевать. При планировании и монтаже любой электроустановки принимаются необходимые меры защиты от негативного явления.

Определение силы тока

Чтобы рассчитать ток короткого замыкания, следует обратиться к закону Ома для электрической цепи. Он гласит, что его сила прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

В случае короткого замыкания значение сопротивления очень мало, поэтому отношение напряжения к нему вырастает в несколько раз. Например, в однофазной домашней электрической сети напряжение — 220 В. Если принять, что сопротивление во время короткого замыкания падает до 0,04 Ом, то получается сила тока — 5500 А.

Так как стандартная розетка рассчитана на 16 А, то становится очевидным, что она просто сгорит. Это расчет примерный, так как для других видов этого явления он более сложный. Кроме однофазных, в трехфазных сетях возможны замыкания:

  • двухфазное;
  • между фаз на землю;
  • трехфазное.

При определении значения тока в этих случаях во внимание принимаются: сопротивление всей электрической магистрали, отдельных участков, дополнительного оборудования сети, дуги замыкания проводников и другое. Поэтому его суммарное значение будет гораздо выше, чем в приблизительном расчете.

Методы защиты

Основной метод защиты от этого негативного явления основан на разрыве электрической цепи. Для этого в ней применяются плавкие предохранители. Обычно они представляют собой проводник, который рассчитан на определенный предельный ток.

Предохранители считаются самым слабым звеном в схеме, поэтому, как только значение тока увеличится, то проводник перегорает и разрывает цепь. Таким способом защищаются остальные элементы цепи. Для защиты квартирных и домовых электрических контуров применяются автоматические выключатели.

Главным отличием автоматов от плавких предохранителей считается многоразовое использование. В конструкцию автомата входит расцепитель, который и обеспечивает срабатывание прибора в нештатной ситуации. Выпускается несколько видов этих приборов:

  • электромагнитные;
  • термические;
  • полупроводниковые;
  • смешанные.

Во время образования тока критической величины автомат отключается с помощью теплового или электромагнитного расцепителя. Для защиты от высокого тока нельзя использовать устройство защитного отключения, так как у него совсем другие задачи.

Другим методом защиты является использование токоограничивающего реактора. Этот агрегат устанавливается в цепях с высоким напряжением, где сила тока может достигнуть больших размеров, и невозможно подобрать соответствующее защитное устройство.

Реактор представляет собой катушку индуктивности, которая последовательно подключается в электрическую сеть. При аварийной ситуации этот агрегат принимает на себя всю силу тока.

Использование замыкания проводников

Кроме отрицательных свойств, это негативное явление приносит пользу. Существует немало устройств, работающих на высоких значениях тока. Самым популярным из них считается сварочный агрегат. При его работе образуется электрическая дуга между сварочным электродом и заземляющим контуром.

Принцип работы аппарата основан на снижении напряжения и увеличении силы тока, которая может достигать до 250 А. Температура дуги составляет до нескольких тысяч градусов, что позволяет расплавлять свариваемые детали в месте касания.

Такие режимы используются кратковременно, а мощность сварочного агрегата позволяет выдержать перегрузки. Это использование замыкания проводников при сварочных работах позволяет получить прочные и надежные металлические конструкции.

Вопрос9.. К чему приведет обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?

Ответ9. Обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке приведет

а) к появлению напряжения смещения нейтрали,

б) к неравенству фазных напряжений приемника ( и токов в фазах нагрузки).

ŮA≠Ů а ; ŮВ ≠Ůb; ŮC ≠Ůc

Ů а ≠Ůb ≠Ůc; İa≠ İb≠İc.

Вопрос10. Как изменяется напряжение при обрыве одной фазы в четырехпроводной и трехпроводной сетях?

Ответ10 а) При обрыве одной фазы ( например,обрыв фазы «а» в четырехпроводной сети, фазные напряжения Ůа,ŮbC останутся прежними, а ток в нейтральном проводе изменится:

İNn= İb + İc, (Ia=0)

б) При обрыве одной фазы ( например обрыв фазы «а» в трехпроводной сети, фазные токи и напряжения изменятся, при этом независимо от предыдущего состояния цепи токи будут равны :

напряжения будут равны :

Ůb= İb·Żb; Ůc= İb·Żc, Ůа= ŮА— ŮNn

В случае если Żb= Żc, то:

Ůb= Ůc= ŮBC/2, Uа=√3/2 ·UBC=3/2 ·UФ

Вопрос11. А) Как изменяется напряжение при коротком замыкании фазы в трехпроводной сети?

б)К чему приведет короткое замыкание фазы в четырехпроводной сети?

Ответ11 1. .Короткое замыкание фазы( например фазы «а») в трехпроводной сети приведет к:

1). Фазное напряжения Uа =0.

2) При замыкании фазы «а» и одинаковой нагрузке двух других фаз (то есть, при соединении начала нагрузки фазы А с нулевой точкой нагрузки) точка А перемещается в точку n.( рис 11.1) Фазное напряжение Ůа становится равным нулю, ток İaувеличивается, а фазные напряжения Ůb и Ůc становятся равными линейным. При этом вектора UC и UCА будут параллельны, а вектора Ub и UAB будут направлены встречно, Ub = ─ UAB , UC= UCА

Рис 11.1

Ответ11 2. Короткое замыкание фазы( например фазы «b») в четырехпроводной сети приведет:

1) К замыканию генератора фазы «b», при этом ток короткого замыкания будет ограничен только внутренним сопротивлением генератора фазы «В» Zint. и сопротивлением линейного и нейтрального проводов.

2) Фазное напряжения Ub станет равным 0.

3) Фазные напряжения Uа и Uc нагрузок не изменятся.

Вопрос12. К чему приводит обрыв линейного провода в трехфазной установке а)четырехпроводной и б)трехпроводной систем?

Ответ12 а) В четырехпроводной системе – к изменению тока в нейтральном проводе. Напряжения не изменяются.

б) В трехпроводной системе при обрыве фазы А сопротивление Zb и Zcокажутся соединенными последовательно и включенными на линейное напряжение ŮBC.

Разность потенциалов между А и n увеличится, а фазные напряжения Ůb и Ůcстанут равными половине линейного ŮBC.

Вопрос13. Как измеряют мощность трехфазной несимметричной нагрузки в четырехпроводной системе?

Ответ13. В этом случае применяют три однофазных ваттметра, каждый из которых подключается на соответствующее фазное напряжение и соответствующий фазный ток. Активная мощность системы равна алгебраической сумме показаний трех ваттметров.

Рис

Вопрос14. В каких случаях используется метод измерения мощности двумя ваттметрами?

Ответ14. Этот метод применяют при несимметричной нагрузке без нейтрального провода. Сумма ( алгебраическая) показаний двух ваттметров при этом определяет активную мощность всей системы независимо от того, в звезду или треугольник соединена нагрузка.

***)треугольник нагрузки всегда может быть преобразован в эквивалентную звезду.

Рис 14.

Вопрос15. Написать уравнения для активной, реактивной и полной мощностей при симметричной и несимметричной нагрузках.

Ответ15.

Мощность приемников при любом виде нагрузки

Активная мощность приемников в 3-х фазных цепях равнаарифметическойсумме активных мощностей отдельных фаз:

Р = РABC

Реактивная мощность приемниковв 3-х фазных цепях равнаалгебраической суммереактивных мощностей отдельных фаз:

Q=QA+QB+QC

Полная мощность .

Активная мощностьпри симметричной нагрузке:

Р = 3·Рф =3·Uф·Iф ·cosφф

или Р = √3·UЛ ·IЛ ·cosφф

Реактивная мощностьприемников при симметричной нагрузке

Q= √3·UЛ IЛ sinφф

Полная мощность приемникопри симметричной нагрузке:

S = √3·UЛ·I Л

Тема № 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ СО СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

Цель работы:1) изучить особенности работы катушки со стальным сердечником в цепях переменного тока;

2) снять вольт — амперную характеристику катушки при подключении ее к источнику переменного тока;

3) определить параметры схемы замещения и построить векторную диаграмму катушки с сердечником.

Лабораторная работа проводится на стенде принципиальная схема которого представлена на рис 18.

Рис 18

Исследуемый объект — катушка со стальным сердечником L. Стенд питается от регулируемого источника переменного тока промышленной частоты. Измерительные приборы амперметр —РА, вольтметр- PV, ваттметр-PW.

Напряжение короткого замыкания

Как и для чего проводится опыт короткого замыкания трансформатора?


Режимом короткого замыкания трансформатора называется такой режим, когда выводы вторичной обмотки замкнуты токопроводом с сопротивлением, равным нулю (ZH = 0). Короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации создает аварийный режим, так как вторичный ток, а следовательно, и первичный увеличиваются в несколько десятков раз по сравнению с номинальным. Поэтому в цепях с трансформаторами предусматривают защиту, которая при коротком замыкании автоматически отключает трансформатор.
В лабораторных условиях можно провести испытательное короткое замыкание трансформатора, при котором накоротко замыкают зажимы вторичной обмотки, а к первичной подводят такое напряжение Uк, при котором ток в первичной обмотке не превышает номинального значения (Iк < I1ном). При этом выраженное в процентах напряжение Uк, при Iк = I1ном обозначают uK и называют напряжением короткого замыкания трансформатора. Это характеристика трансформатора, указываемая в паспорте.

Таким образом (%):

где U1ном — номинальное первичное напряжение.

Как проводится опыт короткого замыкания.

Этот опыт, как и опыт холостого хода, проводят для определения параметров трансформатора. Собирают схему (рис. 1), в которой вторичная обмотка замкнута накоротко металлической перемычкой или проводником с сопротивлением, близким к нулю. К первичной обмотке подводится такое напряжение Uк, при котором ток в ней равен номинальному значению I1ном.

Рис. 1. Схема опыта короткого замыкания трансформатора

 

По данным измерений определяют следующие параметры трансформатора.

Напряжение короткого замыкания

где UK — измеренное вольтметром напряжение при I1, = I1ном. В режиме короткого замыкания UK очень мало, поэтому потери холостого хода в сотни раз меньше, чем при номинальном напряжении. Таким образом, можно считать, что Рпо = 0 и измеряемая ваттметром мощность — это потери мощности Рпк, обусловленные активным сопротивлением обмоток трансформатора.

При токе I1, = I1ном получают номинальные потери мощности на нагрев обмоток Рпк.ном, которые называются электрическими потерями или потерями короткого замыкания.

Из уравнения напряжения для трансформатора, а также из схемы замещения получаем

где ZK — полное сопротивление трансформатора.

Измерив Uк и I1 можно вычислить полное сопротивление трансформатора

Потери мощности при коротком замыкании можно выразить формулой

поэтому активное сопротивление обмоток трансформатора

находят из показаний ваттметра и амперметра. Зная Zк и RК, можно вычислить индуктивное сопротивление обмоток:

Зная Zк, Rк и Хк трансформатора, можно построить основной треугольник напряжений короткого замыкания (треугольник ОАВ на рис. 2), а также определить активную и индуктивную составляющие напряжения короткого замыкания:

 

5. Как и для чего проводится опыт холостого хода трансформатора.

Для чего проводится опыт холостого хода: Опыты холостого хода и короткого замыкания проводятся для определения коэффициента трансформации, потерь в трансформаторе и параметров схемы замещения. Холостой ход трансформатора – это один из предельных режимов работы трансформатора.
Опыт холостого хода.Холостым ходом трансформатора называется такой режим его работы, при котором первичная обмотка включена на номинальное напряжение , а вторичная обмотка разомкнута (рис. 10.1)

 
  Рис. 10.1. Схема опыта холостого хода

Режим холостого хода позволяет опытным путем установить следующие характерные для трансформатора величины: а) коэффициент трансформации; б) ток холостого хода; в) потери мощности в стали.

Коэффициент трансформации трансформатора

,

где и – число витков обмоток.

Мощность определяет затраты энергии в пределах трансформатора. Она приблизительно равна потерям в стали, поскольку потери в стали независимы от нагрузки трансформатора, так как при работе трансформатора магнитный поток почти не меняется. Поэтому при любой нагрузке.

При холостом ходе . Коэффициент мощности нагруженного трансформатора в основном зависит от коэффициента мощности нагрузки. При холостом ходе обычно не превышает 0,2…0,3.

Читайте также:


Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Эквивалентные цепи переменного тока

эквивалентные схемы переменного тока

Как обсуждалось ранее, напряжение, которое цепь получает от источника, зависит от его входа импеданс, а также внутренний импеданс источник, в то время как напряжение, которое он поставляет, зависит от его выхода сопротивление, а также сопротивление нагрузки. это поэтому важно учитывать эти входные и выходные сопротивления. схемы усиления, а также ее коэффициент усиления по напряжению.

На первом рисунке все, что находится внутри красного поля, включая усилитель, как и, рассматривается как источник, а все внутри синей коробки, включая усилитель, а также рассматривается как нагрузка.Учитывая усилитель, а также источник и, а также нагрузку, нам нужно найти следующие три параметры так, чтобы красные и синие поля на первом рисунке могли быть смоделированы соответствующими прямоугольниками на втором рисунке:

  • Входное сопротивление
  • Выходное сопротивление
  • усиление напряжения

Рассмотрим типичную транзисторную схему усиления переменного тока ниже:

Если емкости конденсаторов связи и байпаса эмиттера конденсатор достаточно большой относительно частоты сигнала переменного тока в цепи достаточно высока, все эти конденсаторы можно аппроксимировать как короткое замыкание.Кроме того, обратите внимание, что переменное напряжение источника питания равен нулю, его можно рассматривать так же, как землю. Теперь AC поведение транзисторной схемы усиления можно смоделировать с помощью следующая схема замещения малых сигналов:

Как показано выше, эту эквивалентную схему малого сигнала переменного тока можно смоделировать. как активная цепь, содержащая три компонента:

Пример 1:

, , , а также . Далее мы предполагаем, что емкости достаточно велики, поэтому что их можно рассматривать как короткое замыкание для сигналов переменного тока.

  • Найти базовый ток:
    (72)
  • Найдите линию нагрузки постоянного тока, определяемую двумя следующими точками:

  • Найдите рабочую точку постоянного тока:
    (74)
  • Найдите линию нагрузки переменного тока:

    Нагрузка переменного тока . Линия нагрузки переменного тока — это прямая, проходящая через рабочую точку постоянного тока с наклоном . Пересечения линии нагрузки переменного тока с осями и могут быть найденным

    (75)
    (76)
  • Найдите входное переменное напряжение и ток:

    Предположим, что входное напряжение переменного тока а также , общее базовое напряжение равно

    (77)
    и соответствующий базовый ток можно найти графически из входные характеристики должны быть
    (78)
    от 20 до 60 лет.
  • Найти
    (79)
  • Найдите выходное напряжение переменного тока:

    Выходной ток

    (80)
    Выходное напряжение
    (81)
  • Найдите коэффициент усиления переменного напряжения:
    (82)

Приведенную выше схему также можно проанализировать с помощью модели слабого сигнала.

Как и раньше, , и у нас есть следующие переменные DC:


Переменные переменного тока:
(84)
Коэффициент усиления по напряжению составляет:
(85)
Входное сопротивление , выходное сопротивление .

Пример 2:

Рассмотрим схему ниже с ее моделью слабого сигнала переменного тока:

Мы можем найти коэффициент усиления по напряжению, входное и выходное сопротивления, когда а также ( ).

Пример 3:

Рассмотрим как рабочую точку постоянного тока, так и его модель малого сигнала переменного тока. схема ниже:

Сначала мы понимаем, что вводит отрицательный отзыв:

(95)

Примените KVL к базовому пути, чтобы получить

(96)
а также
(97)
Мы предполагаем , и рассмотрим следующее, чтобы рабочая точка постоянного тока находилась посередине линейной область:
  • Если предположить , мы нашли :
    (98)
    Но
    (99)
    (100)
  • В качестве альтернативы, если предположить , мы нашли :
    (101)
    (102)
    Решение получить .

Затем рассмотрим эквивалентную схему переменного тока на основе малосигнальной модели транзистор в прямоугольнике, показанном пунктирной линией:

Поскольку он значительно больше, чем все резисторы в схеме, он может игнорировать при анализе переменного тока. Примените KCL к эмиттеру, чтобы получить

(103)
Решение для:
(104)
  • Входное сопротивление переменного тока:
    (105)
  • Коэффициент усиления переменного напряжения:
    (106)
  • Выходное сопротивление переменного тока:
В заключение, отрицательная обратная связь, вызванная увеличением входное сопротивление, и стабилизирует рабочую точку постоянного тока, а также Коэффициент усиления переменного напряжения.

Устройства заземления и короткого замыкания Подстанции высокого напряжения и воздушные линии высокого напряжения

Просмотр дополнительных продуктов

Устройства заземления и короткого замыкания Подстанции высокого напряжения и воздушные линии

Заземляющие и замыкающие устройства Pfisterer необходимы при работе с электрическим распределительным устройством для обеспечения безопасности пользователей и защиты распределительного устройства. Для заземления и установки временного защищенного от короткого замыкания соединения с частями распределительного устройства вам также потребуются инструменты, отвечающие самым высоким требованиям качества и надежности.

IEC 61230: 2008 применяется к переносному оборудованию с соответствующими точками подключения или без них, для временного заземления или заземления и короткого замыкания электрически изолированных или обесточенных цепей переменного тока. и d.c. установки, распределительные и передающие сети, воздушные или подземные, низкого или высокого напряжения.

Pfisterer на протяжении десятилетий разрабатывает и производит устройства заземления и короткого замыкания, предлагая качество и надежность, а также изготовленные в соответствии с IEC 61230.

Переносное заземление

Для выбора и спецификации правильных переносных комплектов заземления , пожалуйста, ознакомьтесь со следующей информацией, а заполните форму запроса клиента и отправьте нам.

Устройства заземления и короткого замыкания Техническое описание

  • Устройства заземления и короткого замыкания на токи короткого замыкания от 4,9 до 29,6 кА / с
  • Медные заземляющие и закорачивающие кабели могут поставляться с поперечным сечением от 25 мм 2 до 150 мм 2
  • Отдельные жилы можно заменить на соответствующий соединительный блок
  • Оптимизированная защита концов кабеля от повреждений и атмосферных воздействий
  • Компоненты для различного применения
  • Компоненты, рассчитанные на высокие токи короткого замыкания
  • Наши устройства заземления и короткого замыкания полностью соответствуют стандарту IEC 61230 и прошли типовые испытания на одобренном испытательном оборудовании

Устройства заземления и короткого замыкания Pfisterer выпускаются четырех основных типов:

  • Однополюсное устройство заземления и отключения
  • Двухполюсное устройство заземления и короткого замыкания с двумя закорачивающими кабелями и одним кабелем заземления
  • Трехполюсное устройство заземления и короткого замыкания с тремя короткозамыкающими кабелями и одним заземляющим кабелем
  • Четырехполюсное устройство заземления и короткого замыкания с четырьмя короткозамыкающими кабелями и одним кабелем заземления
Короткозамкнутый / заземляющий кабель Максимально допустимый ток короткого замыкания (A)
за период времени (с)
Заземление нейтрали Компенсированная сеть (полное сопротивление нейтрали) > 0.5s
25/25 25/25 3500 4900 7000
35/35 35/35 4900 6900 10000
50/50 50/25 7000 9900 14000
70/70 70/35 9800 13800 19500
95/95 95/35 13200 18700 26500
120/120 120/50 16700 23700 33500
150/150 150/50 20900 29600 42000

Детекторы напряжения MV HV | 11 кВ 33 кВ 66 кВ 132 кВ до сверхвысокого напряжения

Детекторы напряжения | Фазовые компараторы | Рабочие столбы | Переносные комплекты заземления и короткого замыкания

Добавьте эту схему защиты от короткого замыкания в свой источник питания

Ниже объясняется довольно дешевая, но достаточно эффективная схема защиты от короткого замыкания, которую можно использовать для защиты цепи источника питания

Введение

Блок питания является незаменимым элементом для любой электронной энтузиастов и инженеров, работающих в соответствующей области.Хотя сегодня все мы используем высокотехнологичные блоки питания со встроенной защитой, есть люди, которые до сих пор полагаются на обычные типы блоков питания без средств защиты.

Самый большой враг всех блоков питания — это возможное короткое замыкание, которое может произойти на его выходных клеммах из-за случайного подключения или неисправности подключенной нагрузки.

Существуют различные электронные схемы, которые могут использоваться с блоком питания для проверки этой проблемы, однако эти схемы иногда сами рискуют выйти из строя из-за ограничений многих электрических параметров.

В этой статье был показан очень инновационный способ решения этой проблемы. Одиночное реле используется для обнаружения, а также отключения выхода при соответствующей неисправности.

Работа схемы

Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что реле подключено непосредственно к выходу источника питания постоянного тока, однако подключение осуществляется через замыкающие контакты реле. Эти контакты также замыкаются как выход устройства.

N / O означает нормально разомкнутый, что означает, что контакты изначально разомкнуты, что, в свою очередь, удерживает выход отсоединенным от плюса источника питания.

Теперь, когда показанная кнопка мгновенно нажимается, замыкающие контакты обходятся, позволяя току течь через катушку реле.

Катушка реле подает питание, замыкая замыкающие контакты, которые, в свою очередь, фиксируются и остаются в этом положении даже после отпускания кнопки.

Релейная защелка сохраняет это фиксированное положение, пока выход используется в нормальных условиях, но в случае короткого замыкания на выходных клеммах может произойти резкое падение напряжения, в тот момент, когда это напряжение упадет ниже катушки напряжения реле, оно теряет свою удерживающую способность и немедленно размыкает контакты и размыкает, отключая подачу питания на выход и в ходе этого отключает защелку, предотвращая условия опасности короткого замыкания.

Это приводит реле в исходное состояние и требует сброса для восстановления питания на выходе.

Принципиальная схема защиты источника питания от короткого замыкания показана ниже:

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Защита электрооборудования от короткого замыкания, перегрузки по току и перегрузки

Все электрическое оборудование имеет номинальную мощность.Это называется перегрузкой, когда они превышают номинальную мощность, а защита до состояния называется защитой от перегрузки. Защита для предотвращения внутреннего короткого замыкания электрического оборудования называется защитой от короткого замыкания, а защита от нулевого давления также называется защитой от отсутствия напряжения. При сбое питания цепь с указанными выше функциями автоматически останавливается, и электрическое оборудование не запускается автоматически при подаче питания в следующий раз. Цель этой функции состоит в том, чтобы не допустить, чтобы обслуживающий персонал забыл об отключении источника питания при сбое питания, а электрооборудование автоматически сработало в следующий раз, когда есть напряжение, и, таким образом, привело к несчастным случаям.Эту функцию выполняет схема, управляемая генеральным подрядчиком.

Защита от короткого замыкания
Когда электрический прибор или изоляция проводки в электрической цепи управления сталкиваются с повреждениями, коротким замыканием нагрузки или ошибками проводки, возникают короткие проблемы. Переходный ток короткого замыкания, генерируемый при коротком замыкании, более чем в 10–10 раз превышает номинальный ток. Сильная электродинамическая сила электрического оборудования или распределительной линии из-за тока короткого замыкания может повредить, вызвать дугу и даже вызвать пожар.
Защита от короткого замыкания требует отключения питания через короткое время после коротких неисправностей. Обычный метод — подключить предохранитель или автоматический выключатель низкого напряжения. Ток срабатывания цепи низкого напряжения в 1,2 раза превышает пусковой ток электродвигателя.

Защита от перегрузки по току
Под перегрузкой по току понимается рабочее состояние электродвигателя или элемента электрического устройства, превышающее номинальный ток. Перегрузка по току обычно меньше тока короткого замыкания и в 6 раз превышает номинальный ток.Возможность перегрузки по току в электрическом токе больше, чем короткого замыкания, особенно когда электродвигатель включается и часто имеет положительную и отрицательную инверсию. В условиях перегрузки по току, если значение тока может быть прямо перед максимально допустимым повышением температуры, элементы электрического устройства все еще могут работать нормально, но ударный ток, вызванный перегрузкой по току, повредит электродвигатель, а генерируемый мгновенный электромагнитный момент повредит механические компоненты трансмиссии.Таким образом, необходимо отключить питание.
Защита от перегрузки по току часто реализуется через реле максимального тока. При подключении катушки реле максимального тока к защищаемой цепи, когда ток достигает заданного значения, срабатывает реле максимального тока. А нормально замкнутый контакт подключается к ответвлению, где катушка контактора должна отключать катушку контактора. Затем отключите главный контакт контактора в главной цепи, чтобы вовремя выключить электродвигатель.

Защита от перегрузки
Под перегрузкой понимается рабочее состояние, когда рабочий ток электродвигателя превышает номинальный, но меньше 1.5-кратный номинальный ток. И рабочее состояние находится в пределах рабочего состояния сверхтока. Если электродвигатель длительное время находится в режиме перегрузки, повышение температуры обмотки превысит допустимое значение, что приведет к старению и повреждению изоляции. Защита от перегрузки не требует мгновенного срабатывания из-за воздействия кратковременного ударного тока электродвигателя или тока короткого замыкания, поэтому тепловое реле обычно используется в качестве элемента защиты от перегрузки.
Когда через тепловое реле проходит ток, в 6 раз превышающий номинальный, перед срабатыванием необходимо подождать 5 секунд. До срабатывания теплового реле нагревательные элементы теплового реле могли перегореть. Следовательно, при использовании теплового реле для защиты от перегрузки одновременно должны быть установлены устройства защиты от короткого замыкания, такие как предохранитель или выключатель низкого напряжения.
Купите на ATO.com устройство защиты от перенапряжения, реле или автоматический выключатель, чтобы защитить свое электрическое устройство.

Короткое замыкание

— DCCWiki

Краткое описание: Короткое замыкание получил свое название от электрической энергии, находящей короткий путь, более легкий путь от одной стороны источника питания к другой.

Защита вашего макета от чрезмерных токов, протекающих во время короткого замыкания, может предотвратить повреждение ваших моделей и цифровой системы командного управления. Чтобы вызвать повреждение, показанное выше, не требуется много времени или тока.

Что такое короткое замыкание ?

Короткое замыкание (или просто короткое замыкание ) получило свое название от того, что электрическая энергия находит короткий путь, более легкий путь от одной стороны источника питания к другой.И он всегда пойдет по легкому пути, когда найдет его. Меньше всего вам нужно быть частью этого легкого обратного пути в цепи высокого напряжения. Таким образом он обходит нагрузку, ограничивающую прохождение тока.

Короткое замыкание — это плохо. Если флажок не установлен, он расплавит источник питания, проводку, пластиковые шпалы и т. Д., А в худшем случае вызовет пожар. По этой причине все железнодорожные источники питания коммерческих моделей (аналоговые или DCC) имеют встроенную защиту от короткого замыкания.

Не очень хорошо использовать обычный предохранитель для защиты источников питания трека, потому что короткое замыкание будет происходить достаточно часто, и вы будете постоянно перегорать предохранители.Вместо этого используются электронные методы защиты, которые автоматически восстанавливаются при устранении замыкания.

Причины

Есть несколько вещей, которые могут вызвать короткое замыкание:

  • Металлический предмет, касающийся направляющей, например инструмент или ремешок для часов
  • Крушение — короткое замыкание локомотива или другого подвижного состава противофазных рельсов
  • Наезд на живую лягушку, против которой выступают
  • Реверсивная петля или любое другое расположение путей, позволяющее поезду вернуться назад тем же путем, которым он пришел
  • Локомотивная переправа между не имеющими себе равными энергорайонами
  • Плохая проводка дорожки — например, неизолированные подводящие провода входят в контакт
  • Неправильная установка декодера — в результате короткое замыкание звукоснимателей треков
  • Недостаточная явка для DCC в сочетании с нестандартным подвижным составом, что приводит к сокращению явки

Некоторые фактические причины, о которых сообщается в информационном бюллетене Lenz:

  • Инструменты поперек пути
  • Неисправные переключатели
  • Очки в металлической оправе
  • Спящая мокрая кошка
  • Кормушки перекрестные
  • Банка кокса
  • Секундомер на трассе
  • Пролитый кофе
  • Записная книжка спиральная
  • Свежеоклеенный балласт
  • Паяльная станция
  • Leaf Rake (Применяется, только если вы путешествуете по улице.)

Почему я должен волноваться?

Зачем беспокоиться о коротких замыканиях, если усилители DCC имеют встроенную защиту? Если вы используете более крупный макет, есть две важные причины, по которым вам не следует полагаться только на усилитель:

  1. Отключение бустера приведет к отключению всего блока бустерных насосов , и все поезда, курсирующие по нему, немедленно остановятся. Это может быть очень неудобно при планировке клуба, потому что любая ошибка оператора сразу становится очевидной и раздражает всех остальных операторов.
  2. Защита от перегрузки по току усилителя предназначена только для защиты самого усилителя.
    1. Большой усилитель может непрерывно выдавать до 5 ампер без отключения. При низком качестве проводки этот ток может быть результатом короткого замыкания, поэтому 5А будет постоянно течь через все, что вызывает короткое замыкание. Сюда может входить тонкая проводка приемного устройства локомотива, которая может перегреться и расплавить пластиковую изоляцию.

Защита от короткого замыкания

Бустерные поездки

Как упоминалось ранее, все усилители DCC включают электронную защиту от короткого замыкания.В зависимости от конструкции они сработают либо при превышении определенного уровня тока, либо при внезапном увеличении потребляемого тока.

Это одна из веских причин, по которой вы хотите использовать проводку достаточно толстого сечения для шины питания рельсового пути в средней и большой компоновке. Если вы используете только соединительный провод легкого калибра (скажем, калибр 22 AWG) для 40-дюймовой шины, сопротивление постоянному току (туда и обратно) будет около 1,3 Ом. Само по себе этого недостаточно, чтобы предотвратить срабатывание бустера, но он точно не поможет.Чрезмерное сопротивление и индуктивность на силовой шине будет препятствовать работе выключателя.

Скорость изменения

Многие бустеры используют скорость изменения для обнаружения короткого замыкания. Этот метод очень быстрый и эффективный для предотвращения повреждений. Если ток изменится более чем на установленную величину за фиксированный промежуток времени, система защиты цепи примет меры.

Если у вас есть несколько локомотивов, оборудованных звуком, на пути, бустер может отключиться при включении пути или при восстановлении после предыдущего происшествия.Всплеск пускового тока для зарядки любых конденсаторов в локомотивах будет интерпретирован как короткое замыкание.

Многие бустеры имеют возможность изменять время отклика, в бустере есть CV, чтобы продлить период короткого замыкания до того, как он среагирует. Это часто необходимо при ложных срабатываниях (например, при большом пусковом токе) или для предотвращения срабатывания усилителя до того, как сработает устройство управления питанием или автореверсивное устройство.

Проверьте проводку трека

Вам следует проверить проводку дорожки, выполнив квартальный тест.Если тест не прошел, значит, проблема связана с проводкой, и ее необходимо исправить. Чрезмерная индуктивность замедлит скорость изменения тока, снизив эффективность защиты от сверхтока.

Автоматический реверсивный усилитель

Если вы используете два или более бустеров в своей компоновке, тогда все, кроме одного, должны иметь автоматическое реверсирование. Это избавляет от необходимости беспокоиться о согласовании фазы района повышения мощности. В противном случае переезд локомотива между районами заставит два ускорителя бороться друг с другом — фактически то же самое, что и короткое замыкание.

Очень важно, чтобы на границе зоны повышения давления только один усилитель имел возможность реверсирования фазы.

Прочтите инструкции, так как вам может потребоваться обратный путь между бустерами, чтобы обеспечить правильную работу функции автоматического реверса

Автореверсоры

Если на схеме есть возможность для выхода и возврата поезда так, чтобы он оказался лицом в противоположном направлении на том же участке пути, с которого он начал, то у вас короткое замыкание. Это может быть реверсивная петля или воздушная петля, реверсивный треугольник (звезда-звезда), поворотный стол или кроссовер по схеме «собачья кость».

Очевидно, что для предотвращения сильного короткого замыкания дорожка должна иметь двойной зазор в соответствующих местах. Но короткое замыкание все равно произойдет, когда локомотив пересечет зазоры, войдя в реверсивную секцию. Это можно решить с помощью модуля автоматического реверсирования DCC.

Автоматические выключатели

PM4 от Digitrax. Он может контролировать 4 энергорайона или функционировать как 4 блока с автореверсом. Автоматические выключатели

могут использоваться для отключения электричества в подрайонах вспомогательного района при обнаружении короткого замыкания.Это смягчает эффект короткого замыкания, уменьшая количество отключений компоновки из-за ошибки оператора.

Это гораздо более дешевое решение, чем добавление дополнительных бустеров.

Система управления питанием Digitrax PM42 является примером автоматического выключателя с несколькими выходами.

Недостатки использования автоматических выключателей:

  • Короткие замыкания не предотвращают, а только уменьшают эффект
  • Их сложно модернизировать, потому что рельсовые силовые автобусы должны быть разделены на отдельные подрайоны, и к каждой подрайонной силовой шине необходимо провести дополнительный провод большой толщины.

Устройства ограничения тока

Часто можно услышать решения, связанные с последовательным подключением резистора (обычного или предохранителя PTC) или автомобильной лампы к дорожке для ограничения тока в случае короткого замыкания.

Плохая идея. Защита от короткого замыкания должна включать отключение источника питания до обнаружения и устранения проблемы.

Ограничением тока вы не решаете проблему. Предохранители защищают ваше оборудование от повреждений в случае короткого замыкания.Многократная замена предохранителя не решает проблему. Сначала устраните причину короткого замыкания. Используйте прибор NMRA для проверки зазоров стрелочных переводов и проверки правильности колеи.

Поскольку многие системы DCC могут выдавать более пяти ампер, ограничение тока с помощью дополнительного импеданса означает, что не весь ток может протекать через короткое замыкание. У вас все еще может быть три или четыре ампера. Это решение отлично работало во времена аналогового управления с низким током. Бустеры DCC имеют гораздо более высокий ток.

Дополнительный импеданс в рельсовой цепи DCC может отрицательно повлиять на работу устройств защиты от перегрузки по току, присутствующих в бустере, а также устройств управления питанием.

Автомобильные лампы

Эта идея возникла в 1960-х годах, когда для ограничения тока использовались лампы задних фонарей. Когда протекает слабый ток, нить накала имеет низкое сопротивление с минимальным падением напряжения. Во времена аналогового управления использовались несколько слаботочных источников питания для питания кабины компоновки.Так что в этой идее были свои достоинства. Типичная лампа 1156 потребляет ~ 2,5 А при полной яркости, поэтому при коротком замыкании она ограничивает ток и ярко светится.

Лист данных NMRA D7q упоминает использование ламп 12 В для ограничения тока, но не рекомендует использовать лампы в среде с сильным током. Он рекомендует их только в условиях низкого тока ( менее 1А). Поскольку системы DCC обычно выдают 3 или более ампер, этот метод не подходит. Это аналоговое решение аналоговой проблемы, и оно должно оставаться в этой области.

Почему это плохая идея для DCC?

  1. Бустеры DCC обеспечивают больший ток, обычно 5 А, и срабатывают до того, как лампа что-нибудь сделает.
  2. Если вы защищаете несколько источников электроснабжения с помощью нескольких ламп, усилитель может отключиться при двух или более коротких замыканиях.
    1. Когда лампы остынут, бустер снова включит питание дорожки, немедленно выключится, снова включит …
  3. Эта техника только ограничивает ток.Максимальный ток — это величина, ограниченная сопротивлением лампы. Между тем, ток около 2,5 А все еще течет, чем дольше он течет, тем больше вероятность повреждения. Если не очистить сразу, короткое замыкание приведет к повреждению.
  4. Нагреваются сами лампочки. Более чем достаточно, чтобы растопить или опалить что-нибудь поблизости. При наличии достаточного количества времени или наличия поблизости легковоспламеняющегося материала это может вызвать пожар.

Опять же, это не решает проблему, а просто маскирует ее. Единственное решение — устранение причины короткого замыкания.

Вопросы безопасности и гарантии

Поскольку добавление устройства ограничения тока будет мешать правильной работе встроенной защиты от сверхтоков бустера, производитель вашей системы DCC или бустера может аннулировать любые гарантии, если такие устройства использовались с их оборудованием DCC.

DCC Stater Наборы со слаботочными усилителями не выдают достаточного тока для зажигания лампы во время короткого замыкания. Эти системы обычно вырабатывают три ампера или меньше, что недостаточно для зажигания лампы 1156.Лампа может фактически предотвратить отключение усилителя, что может привести к повреждению его выходной схемы из-за чрезмерного нагрева. Дополнительная нагрузка может также привести к тому, что выход усилителя будет периодически включаться и выключаться до тех пор, пока короткое замыкание не будет устранено, что снова может привести к повреждению усилителя.

  • Lenz аннулирует вашу гарантию, если вы сделаете их защиту цепи бесполезной с помощью ламп.

Соковыжималка для лягушек

Электронная соковыжималка для лягушек

не только решает проблему правильной фазировки лягушек для стрелок с живыми лягушками, но и частично решает проблему, когда оператор совершает распространенную ошибку, заключающуюся в неправильном направлении на стрелку (т.е.е. переключатель установлен напротив поезда), тем самым вызывая короткое замыкание. Если это произойдет, соковыжималка для лягушек автоматически исправит фазу, и короткого замыкания не произойдет. Это не гарантирует, что поезд не сойдет с рельсов и не вызовет короткое замыкание из-за того, что колесо локомотива коснется противоположного рельса.

Дополнительное чтение

Лампы короткого замыкания DCC от Дика Бронсона

индикаторов короткого замыкания —

Перейти к содержанию. | Перейти к навигации

Персональные инструменты

  • Авторизоваться регистр
  • английский
  • Deutsch
Поиск по сайту

только в текущем разделе

Расширенный поиск…
Разделы
  • Дом
  • Дом
    • Новости
    • События
    • Ролики
  • Компания
    • О нас
    • Качество
    • Карьера
  • Продукты
    • Индикаторы короткого замыкания и замыкания на землю
      • Индикаторы направленного короткого замыкания и направленного замыкания на землю
        • ComPass B 2.0
        • Коммутатор ComPass BS 2.0
        • ComPass B
        • Сигма D
        • Сигма D +
        • Сигма D ++
      • Индикаторы короткого замыкания и замыкания на землю
        • ComPass A
        • Сигма Ф + Е 3 2.0
        • СИГМА F + E 2.0
        • СИГМА плюс
        • OPTO-F + E 3.0
      • Индикаторы короткого замыкания
        • Сигма 2.0
        • Альфа E
        • Альфа М
        • Opto F 3.0
        • Индикатор ротора
        • Индикатор жидкости
      • Индикаторы замыкания на землю
        • Земля 4.0
        • Земля Зеро
        • Флаг Earth Zero Typ
      • Индикаторы короткого замыкания воздушных линий
        • Навигатор LM
        • Навигатор LM HV
      • Аксессуары
        • Датчики тока
        • Трансформаторы тока
        • Оптические трансформаторы тока
        • Внешние сигнальные лампы
        • Настенные корпуса
        • Прочие аксессуары для индикаторов короткого замыкания и замыкания на землю
        • Принадлежности для индикаторов неисправности воздушных линий
    • Решения для удаленного мониторинга
      • iHost — Системное решение
      • iHost — Решения для удаленного мониторинга распределительных сетей
        • iHost Cloud
        • iHost Компактный
        • iHost Solo
        • iHost Pro
      • Электростанция
        • GSM-РЕПОРТЕР 1.0
      • Воздушная линия
        • Радио GSM-РЕПОРТЕР
        • Умный репортер
    • Детекторы напряжения и системы обнаружения напряжения
      • Интегрированные системы обнаружения напряжения
        • WEGA 1.2 C вариометр
        • WEGA 1.2 C
        • WEGA 2.2 C
        • WEGA 3
        • WEGA T1
      • Системы обнаружения и индикации напряжения
        • ORION M1
        • ОРИОН 3.1
        • LRM-ST
        • HR-ST
      • Детекторы напряжения
        • Комета BS-I
        • Комета BS-A
        • Комета BL-I
        • Комета BL-A
        • Комета BK-I
        • Комета BK-A
        • БО-А
        • FL-I
        • TP-I
      • Фазовые компенсаторы
        • PG II
        • СРАВНИТЬ 2.0
      • Вольтметр
        • BL-M
      • Аксессуары
        • Монтажный комплект Wega
        • Комплект соединительных кабелей
        • случай
        • Удлинитель
        • Удлинитель с контактным электродом
        • Наконечник зонда / двухконтактный адаптер
        • Адаптер для ORION
        • Функциональный тестер
    • Заземляющие устройства и аксессуары
      • Устройства заземления и короткого замыкания
        • Устройства заземления и короткого замыкания
      • Точки подключения
.

Оставить комментарий