Какие бывают виды
Короткое замыкание. Каждый слышал это словосочетание. Многие видели надпись «Не закорачивать!» Часто, когда ломается какой-нибудь электроприбор, говорят: «Коротнуло!» И несмотря на негативный оттенок этих слов, профессионалы знают, что короткое замыкание – не печальный приговор. Иногда с коротким замыканием (КЗ) бороться бессмысленно, а порой и принципиально невозможно. В этой статье будут даны ответы на самые важные вопросы: что такое короткое замыкание и какие виды КЗ встречаются в технике.
Будет интересно Что такое статическое электричество и как от него избавиться
Начнем рассматривать эти вопросы под необычным углом – узнаем, в каких случаях короткие замыкания неизбежны и где они не играют роль повреждений. Возьмем за оба конца обыкновенный металлический провод. Соединим концы вместе. Провод замкнулся накоротко – произошло КЗ. Но так как в цепи отсутствуют источники электрической энергии и нагрузка, такое короткое замыкание никакого вреда не несет. В некоторых областях электротехники КЗ, которое мы рассмотрели, играет на руку, например, в электрических аппаратах и электрических машинах.
Взглянем на однофазное реле или пускатель, в конструкции которых есть магнитная система с подвижными частями – электромагнит, притягивающий якорь. Из-за постоянно меняющейся полярности тока, текущего в обмотках электромагнита, его магнитный поток периодически становится равен нулю, что вызывает дребезжание якоря, появляются вибрации и характерное, знакомое всем электрикам гудение. Чтобы избавиться от этого явления, на торец сердечника электромагнита или якоря прикрепляют короткозамкнутый виток – кольцо или прямоугольник из меди или алюминия.
Из-за явления электромагнитной индукции в витке создается ток, создающий свой магнитный поток, компенсирующий пропадание основного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, что приводит к уменьшению или исчезновению вибраций, разрушающих конструкцию.
Так же на руку играет короткое замыкание и в роторе асинхронного электродвигателя. Благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого обмотками статора, с короткозамкнутым ротором, в роторе по уже упомянутому закону появляются свои токи, создающие свое поле, что приводит ротор во вращение
Конечно, важно грамотное проектирование электродвигателя или электрического аппарата, чтобы токи, протекающие в короткозамкнутых элементах, не приводили к перегреву и порче изоляции основных обмоток
Возгорание розетки
Подобным образом понятие «короткое замыкание» используется применительно к трансформаторам. Люди, так или иначе связанные с энергетикой, знают, что одна из важнейших характеристик трансформатора – это напряжение короткого замыкания, UКЗ, измеряемое в процентах. Возьмем трансформатор. Одну из его обмоток, скажем, низшего напряжения (НН) закоротим амперметром, сопротивление которого, как известно, принимается равным нулю. Обмотку высшего напряжения (ВН) подключаем к источнику напряжения. Повышаем напряжение на обмотке ВН до тех пор, пока ток в обмотке НН не станет равным номинальному, фиксируем это напряжение.
Делим его на номинальное напряжение высшей стороны, умножаем на 100%, получаем UКЗ. Эта величина характеризует потери мощности в трансформаторе и его сопротивление, от которого зависит ток короткого замыкания, ведущий к повреждениям. Поговорим наконец о коротких замыканиях, несущих негативные последствия. Такие короткие замыкания появляются, когда ток от источника питания протекает не через нагрузку, а только через провода, обладающие ничтожно маленьким сопротивлением. Например, трехфазный кабель питается от трансформатора, и одним неосторожным движением ковша экскаватора происходит его повреждение – две фазы закорачиваются через ковш. Такое КЗ называют двухфазным. Аналогично по количеству замкнутых фаз называют другие КЗ.
Однофазное замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью не является коротким, но может представлять угрозу жизни живых существ. Металлическим называют КЗ, в котором переходное сопротивление равно нулю – например, при болтовом или сварочном соединении. Токи КЗ в зависимости от напряжения и вида повреждения могут достигать тысяч и сотен тысяч ампер, приводить к пожарам и колоссальным электродинамическим усилиям, «выворачивающим» шины и провода. Защита от КЗ может осуществляться автоматическими выключателями или предохранителями, а в высоковольтных сетях – средствами релейной защиты и автоматики.
Защита блока питания от короткого замыкания.
Закон Джоуля-Ленца
Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловое действие тока прямо пропорционально квадрату силы тока на данном участке электрической цепи
где
Q — это количество теплоты, которое выделяется на сопротивлении нагрузки Rн . Выражается в Джоулях. 1 Джоуль = 1 Ватт х секунда.
I — сила тока в этой цепи, А
Rн — сопротивление нагрузки, Ом
t — период времени, в течение которого происходит выделение теплоты на нагрузке Rн , секунды
Это означает, что на проводе AB будет выделяться бешеное количество теплоты. Провод резко нагреется от температуры, а потом и сгорит. Все зависит от мощности источника питания.
То есть, если ток при коротком замыкании возрастет в 20 раз, то количество выделяющейся при этом теплоты — примерно в 400 раз! Вот почему бывшая еще мгновение назад мирной электроэнергия превращается в настоящее стихийное бедствие: горит проводка, расплавленный металл проводов поджигает находящиеся рядом предметы, возникают пожары.
Существуют еще запланированные и контролируемые КЗ, а также специальное замыкающее оборудование. Например, сварочные аппараты работают как раз на контролируемом КЗ, где требуется большая сила тока для плавки металла.
Основные характеристики ДГР
Дугогасящий реактор (ДГР) – это электрический аппарат, предназначенный для компенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью, возникающих при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ). Главным нормативным документом регламентирующим работу, установку и надстройку ДГР является Р 34.20.179.
Дугогасящие реакторы должны подключаться к нейтралям трансформаторов, генераторов или синхронных компенсаторов через разъединители. В цепи заземления реакторов должен быть установлен трансформатор тока. Рекомендуемые схемы подключения ДГР представлены на рис. 4.
Рисунок 4 – Схема подключения ДГР: а) подключение ДГР к трансформаторам СН; б) подключение ДГР к нейтрале силового трансформатора
Индуктивность ДГР подбирается из условия равенства емкостной проводимости сети и индуктивной проводимости реактора. Таким образом, происходит компенсация ёмкостного тока. Ёмкостный ток суммируется в месте замыкания равным ему и противоположным по фазе индуктивным, в результате остается только активная часть, обычно очень малая, это утечки через изоляцию кабельных линий и активные потери в ДГР (как правило, не превышают 5 А), которой недостаточно для возникновения электрической дуги и шагового напряжения. Токоведущие цепи остаются неповреждёнными, потребители продолжают снабжаться электроэнергией.
Современные ДГР имеют различные конструктивные особенности и производятся для огромного диапазона мощностей. В таблице 2 приведен ряд параметров дугогасящих реакторов разных производителей.
Таблица 2 – Параметры ДГР
| Тип реактора | РДМР | РЗДПОМ | РУОМ | ASR, ZTC | TRENCH |
| Охлаждение | Масляное | Масляное | Масляное | Масляное | Масляное, сухое |
| Исполнение | Одинарное | Одинарное | Одинарное | Одинарное, комб-ное | Одинарное, комб-ное |
| Класс напряжения, кВ | 6, 10 | 6, 10, 20, 35 | 6, 10 | 6, 10, 20, 35 | 6, 10, 20, 35 |
| Кратность регулирования | 8–25 | 5 | 10 | 10 | 10 |
| Диапазон мощностей, кВА | 300–820 (1520) | 120–1520 | 90–1520 | 50–8000 | 100–1000 |
При выборе дугогасящего реактора рекомендуется следующий порядок; определяется максимальный емкостный ток замыкания на Землю; определяется суммарная мощность реакторов из условия полной компенсации емкостного тока (резонансная настройка); определяется число реакторов (если IС > 50 А, рекомендуется применять не менее двух реакторов);
Виды и причины
В быту короткие замыкания бывают:
- однофазные – когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего;
- двухфазные – когда одна фаза замыкается на другую;
- трехфазные – когда замыкаются сразу три фазы. Это самый проблемный вид КЗ.
Например, утром в воскресенье ваш сосед за стенкой соединяет фазу и ноль в розетке, включив в нее перфоратор. Это значит, что цепь замыкается, и ток идет через нагрузку, то есть через включенный в розетку прибор. Если же сосед соединит провода фазы и нуля в розетке без подключения нагрузки, то в цепи возникнет КЗ, но вы сможете поспать подольше.
Тем, кто не знает, для лучшего понимания полезно будет почитать, что такое фаза и ноль в электричестве. Короткое замыкание называют коротким, так как ток при таком замыкании цепи как бы идет по короткому пути, минуя нагрузку. Контролируемое или длинное замыкание – это обычное, привычное всем включение приборов в розетку.
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.
Приложение 1
УРОВНИ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ НА ОБОРУДОВАНИИ
| Класс напряжения, кВ | Вид электрооборудования | Напряжение испытательное (1 мин), кВ | Допустимое напряжение | |
| Длительность, с | Значение, кВ | |||
| 110 | Трансформаторы | 85 | 0,1 | 85 |
| 1,0 | 75 | |||
| 3 | 65 | |||
| Длительно | 40,5 | |||
| 100 | 0,1 | 100 | ||
| 1,0 | 90 | |||
| 3 | 75 | |||
| Длительно | 50 | |||
| 220 | Трансформаторы и автотрансформаторы | 85 | 0,1 | 85 |
| 1,0 | 75 | |||
| 3 | 65 | |||
| Длительно | 40,5 | |||
| 200 | 0,1 | 160 | ||
| 1,0 | 140 | |||
| 3 | 135 | |||
| Длительно | 126 | |||
| 35 | Токоограничивающие реакторы (ТРОС-35-Х-Х) | 85 (80)* | 0,1 | — |
| 1,0 | 75 | |||
| 3,0 | 65 | |||
| 20 | 25 | |||
| Длительно | 1,0-4,5** | |||
| 35 | Резисторная установка (БРУ-Н) | 0,1 | 85 | |
| 1,0 | 75 | |||
| — | 3,0 | 65 | ||
| 20 | 25 | |||
| 1800 | 4 | |||
| 3600 | 3 | |||
| Длительно | 1,5 | |||
| ____________ * Испытательное напряжение (1 мин) внутренней изоляции реакторов (относительно корпуса). ** Допустимое напряжение в зависимости от типа реактора. |
Виды коротких замыканий
Коротит проводка — причины и способы устранения проблемы
Рассматривая трёхфазные электрические сети и аварийные режимы в них, можно выделить следующие возможные виды короткого замыкания:
- трёхфазное – три фазных провода замыкаются между собой;
- однофазное – электрическое соединение фазного провода с земляным, нейтральным или токопроводящим элементом, которые присоединены к земле;
- двухфазное – замыкание двухфазных проводов с разным потенциалом между собой;
- двухфазное замыкание на землю – это два любых фазных провода с током замыкаются между собой и прикасаются к земле или заземлению.
Замыкание внутри электрических устройств и оборудования – это процесс, идентичный КЗ, но происходит он из-за ухудшения изоляции внутри электрических машин и чаще всего требует замены статорной или роторной обмотки. Внутри электрических машин короткое замыкание может быть двух типов:
- межвитковое, снижающее сопротивление обмоток до критического значения;
- замыкание обмотки на корпус, который изготовлен из токопроводящего материала.
Освобождение от действия электрического тока
При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия шока, т.к. от продолжительности этого действия зависит тяжесть электротравмы.
Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением вызывает в большинстве случаев непроизвольное судорожное сокращение мышц и общее возбуждение, которое может привести к нарушению даже полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения.
Если пострадавший держит провод руками, его пальцы так сильно сжимаются, что высвободить провод из его рук становится невозможно.
Поэтому первым действием, оказывающего помощь должно быть немедленное отключение той части электроустановки, которой касается пострадавший.
Отключение производится с помощью выключателя, рубильника, а также путем снятия или вывертывания предохранителей.
Если отключить установку достаточно быстро нельзя, необходимо принять иные меры к освобождению пострадавшего от действия тока.
Во всех случаях оказывающий помощь не должен прикасаться к пострадавшему без надлежащих мер предосторожности, т.к. это опасно для жизни
Он должен следить и за тем, чтобы самому не оказаться в контакте с токоведущей частью и под напряжением шага.
Напряжение до 1000В
Для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода напряжением до 1000В, следует воспользоваться канатом, палкой, доской или сухим предметом, не проводящим электрический ток.
Можно также оттянуть его за одежду (если она сухая и отстает от тела), например, за полу пиджака или пальто, за воротник, избегая при этом прикосновения к окружающим металлическим предметам и частям тела пострадавшего, не прикрытым одеждой. Оттаскивая пострадавшего за ноги, оказывающий помощь не должен касаться его обуви или одежды, т.к. обувь и одежда могут быть сырыми и являться проводниками электрического тока.
Для изоляции рук оказывающий помощь должен надеть диэлектрические перчатки или обмотать руку шарфом, надеть на нее суконную фуражку, накинуть на пострадавшего резиновый коврик или просто сухую материю. Можно также изолировать себя, встав на резиновый коврик, сухую доску или на не проводящую электрический ток подошву. При отделении пострадавшего от токоведущих частей рекомендуется действовать одной рукой, держа вторую в кармане или за спиной.
Если электрический ток проходит в землю через пострадавшего и он судорожно сжимает в руке один токоведущий элемент (например, провод, проще прервать ток, отделив пострадавшего от земли), подсунуть под него сухую доску, либо оттащить за одежду. Можно также перерубить провода топором с сухой деревянной рукояткой или перекусить их инструментом, с изолированными рукоятками (кусачками, пассатижами). Перекусывать провода необходимо пофазно, т.е. каждый провод в отдельности, при этом необходимо стоять на сухих досках, деревянной лестнице.
Напряжение свыше 1000В
Для отделения пострадавшего от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000В следует надеть диэлектрические перчатки и боты, действовать штангой или изолирующими концами, рассчитанными на соответствующее напряжение. При этом надо помнить об опасности напряжения шага, если токоведущая часть лежит на земле и после освобождения пострадавшего от действия тока необходимо вынести его из опасной зоны.
На линиях электропередачи для освобождения пострадавшего, если он касается проводов, следует произвести замыкание проводов накоротко, набросив на них гибкий неизолированный провод.
Провод должен иметь достаточное сечение, чтобы он не перегорел при прохождении через него тока короткого замыкания. Перед тем, как произвести наброс, один конец провода надо заземлить (присоединить его к телу металлической опоры, заземляющему спуску и др.). Набрасывать проводник надо так, чтобы он не коснулся людей, в том числе, оказывающего помощь и пострадавшего. Если пострадавший касается одного провода, то часто достаточно заземлить только этот провод.
Что такое тепловой спад тока КЗ?
Кабели в сетях 0,4 кВ обладают преимущественно активным сопротивлением. При этом, из-за низкого напряжения, в таких сетях протекают достаточно большие токи КЗ, которые быстро нагревают кабель. Вследствие этого активное сопротивление кабеля увеличивается, а токи КЗ, соответственно, уменьшаются.
При малых временах отключения (<0,1 c) этот эффект не так заметен, но при увеличении времени начинает играть огромную роль.
Рис. 2
На Рис. 2 приведена вырезка из ГОСТ 28249-93, где показано номограмма влияния теплового спада тока КЗ на активное сопротивление кабеля (Rк). Коэффициент С — это то, на что вы должны умножить Rк, чтобы получить его правильное значение по истечении определенного времени.
Например, активное сопротивление медного кабеля сечением 16 кв.мм при токе короткого замыкания 2 кА за 1,5 секунды увеличится примерно в 1,3 раза (на графике — вторая кривая слева). С учетом того, что для такого кабеля полное сопротивление примерно равно активному, то и ток КЗ уменьшится почти в 1,3 раза. Как видно влияние нагрева кабелей токами КЗ очень существенно.
Замыкание и перегрузка
Чем отличаются эти два явления – короткое замыкание и перегрузка?
В электрической цепи можно выделить 4 принципиально разных режима, которые отличаются по току потребления:
- Режим холостого хода. Ток равен нулю, напряжение номинальное, потерь на проводах никаких нет. Розетка, к которой ничего не подключено, работает как источник напряжения в режиме холостого хода.
- Номинальный режим. Иначе – нормальный режим, когда мощность нагрузки не превышает расчетную. В этом режиме всё хорошо, мы спокойно наслаждаемся благом электрификации страны. “Просадка” напряжения если и будет, то незначительная – единицы процента.
- Режим перегрузки. В этом режиме ток может незначительно (на десятки процентов) либо в несколько раз (на сотни процентов) превышать номинальный. Перегрузка может произойти из-за частичного ухудшения изоляции, превышения суммарной мощности подключенных потребителей, либо из-за неисправности внутри отдельного электроприбора (например, межвитковое замыкание либо заклинивание электродвигателя, или замыкание внутри ТЭНа).
- Режим короткого замыкания. Это самый тяжелый, разрушительный режим с большим выделением тепла. Ток в месте замыкания – максимально возможный для данных условий. Другие побочные эффекты КЗ – понижение напряжения у других потребителей (как из-за пониженного напряжения сгорели новые немецкие холодильники на областном складе “Магнита”) и асимметрия фаз (к чему приводит асимметрия (перекос) фаз и как от этого защититься).
То есть, перегрузка от короткого замыкания отличается величиной сверхтока. При КЗ ток становится максимально возможным в данной точке цепи, а при перегрузке значение тока больше номинального, но меньше тока КЗ.
Из-за перегрузки может легко возникнуть КЗ – провода греются, изоляция плавится, и так далее, со всеми вытекающими, стреляющимися и взрывающимися последствиями.
Не стоит путать перегрузку, короткое замыкание и искрение (дуговой пробой). Если первые два понятия отличаются значением сверхтока, то при последовательном дуговом пробое (например, ослабла затяжка клеммы в розетке) действующее значение тока может быть совсем незначительным (единицы ампер), что не вызовет срабатывания ни автоматического выключателя, ни УЗО. Спасти ситуацию от пожара сможет лишь Устройство защиты от искрения (от дугового пробоя), которое ещё встречается сравнительно редко.
Межфазное замыкание: способы защиты и предотвращения, места возникновения
При эксплуатации высоковольтных электрических цепей нередко явление, определяемое нормативными документами как межфазное замыкание. Такое отклонение от нормального режима работы систем электроснабжения связано с неисправностями питающих линий, последствия которых бывают непредсказуемыми. Особо опасный характер возможных повреждений вынуждает разобраться с рядом вопросов, касающихся того, что собой представляет это явление, к каким неприятностям оно приводит и как их избежать.
Понятие и причины замыканий
Причиной замыкания, как правило, становится нарушение изоляции проводов
Межфазным замыканием электричества в многофазных цепях называют непреднамеренное соединение между собой изолированных проводников с поврежденным защитным покрытием.
В отдельных случаях оно проявляется как однофазное замыкание на землю или корпус работающего электрооборудования.
Такое состояние электрической сети является нарушением нормального режима работы системы и трактуется как аварийное. В этом случае в местах замыкания двух проводников или в точках их контакта с землей величина тока существенно возрастает. Максимальное его значение достигает порой нескольких тысяч Ампер. Неуправляемые потоки электричества способны привести к разрушительным последствиям.
Причинами возникновения аварийных ситуаций в высоковольтных электрических сетях являются:
- Повреждение защитной изоляции каждого из фазных проводников из-за нарушений правил эксплуатации кабельных линий.
- Случайный обрыв одной из жил воздушного кабеля и его замыкание на другой провод или землю.
- Замыкание провода с поврежденной изоляцией на корпус действующей электроустановки.
Каждый из случаев возникновения короткого замыкания является следствием грубейшего нарушения правил эксплуатации электрооборудования и в соответствии с требованиями нормативных документов нуждается в тщательном расследовании.
Виды аварийных замыканий
По типу электропитания все короткие замыкания делятся на повреждения, произошедшие в однофазных или в трехфазных цепях, а по их количеству – на одиночные и двойные КЗ. Самый простой случай – однофазные линии, в которых возможно только одиночное замыкание фазы на нейтраль или землю. Трехфазное короткое замыкание отличается большим вариантом возможностей, поскольку число проводов в кабеле увеличивается до 3-х. При этом возможны следующие варианты повреждений:
- Замыкание двух высоковольтных проводов между собой.
- КЗ одного провода на нейтраль или землю (однофазные короткие замыкания).
- Контакт сразу двух проводников с поверхностью грунта.
В каждом из этих случаев, включая двухфазные КЗ на землю, рассматриваемая неисправность проявляется особым образом, характеризуясь токами растекания и распределениями аварийных потенциалов. Помимо этих факторов, текущий процесс описывается таким показателем, как напряжение прикосновения. Указанный параметр представляет собой напряжение, прикладываемое к телу человека между двумя точками прикосновения к оголенному проводу.
К тому же типу опасных воздействий относят разность потенциалов, появляющуюся между частями тела, соприкасающимися с оголенным проводом, замкнутым на землю. При однофазных КЗ особый интерес представляет вопрос, какой величины достигает напряжение прикосновения при замыкании фазы. Согласно положениям ПУЭ этот показатель зависит от расстояния между контактными зонами и увеличивается с его повышением.
В отдельных случаях, когда сопротивление растеканию тока на землю в слишком высоко, напряжение соприкосновения достигает опасной для человека величины.
Последствия КЗ
К опасным проявлениям межфазного замыкания трехфазной цепи (как и однофазного) относят последствия, связанные с протеканием в линии токов предельно больших значений. Они закономерно становятся причиной следующих аварийных ситуаций:
- Возникновение пожара из-за расплавления и сильного нагрева изоляции фазных проводников.
- Выход из строя подключенного к поврежденной линии силового оборудования.
- Электрический удар током человека, случайно оказавшегося на участке аварийного замыкания.
При перемещении в этой зоне важно учитывать так называемое «напряжение шага», образующееся из-за растекания тока утечки в почву между ногами человека. Этот показатель отсчитывается между его ступнями при перемещении около упавшего на землю кабеля
Он также может достигать опасного значения, особенно при авариях в высоковольтных воздушных линиях 6,3-10 кВт. Поэтому ПУЭ предписывают передвигаться в этих зонах характерным гусиным шажком: ступня вплотную приставляется к ступне.
Требования ПУЭ к отключению КЗ в сетях с заземлением TN
С одной стороны тепловой расцепитель предназначен для защиты от перегрузки, а не коротких замыканий. С другой стороны для цепей питающих щиты (например, отходящих линий от ГРЩ) ПУЭ 1.7.79 допускает отключение КЗ за время не более 5 с. А такие времена в принципе возможны для теплового расцепителя (см. Рис.1).
Рис.1 Стандартная характеристика автомата 0,4 кВ (из каталога компании ABB)
Да и в некоторых источниках рассматривают этот вариант отключения, рекомендуя при этом проверять коэффициент чувствительности по отношению к току расцепителя (3 для обычных цепей и 6 для взрывозащищенных помещений).
Поэтому, с точки зрения требований норм и правил жесткого запрета нет. Но есть один важный момент, который вы должны обязательно учитывать — тепловой спад тока КЗ. Об этом мы поговорим в данной статье.
Понятие «короткое замыкание»
Короткое замыкание – это соединение двух точек электрической цепи с различными потенциалами, что не предусмотрено нормальным режимом работы цепи и приводит к критичному росту силы тока в месте соединения.
Таким образом, КЗ приводит к образованию разрушительных токов, превышающих допустимые величины. Что способствует выходу приборов из строя и повреждениям проводки. Для того, чтобы понять, что может спровоцировать этот процесс, нужно детально разобраться в процессах, происходящих при коротком замыкании.
По закону Ома сила тока (I) обратно пропорциональна сопротивлению (R)
Пример применения закона Ома к лампе накаливания мощностью в 100 Вт, подключенную к электросети в 220В. Здесь можно с помощью закона Ома рассчитать величину тока для нормального режима работы и короткого замыкания. Сопротивление источника и электропроводки проигнорируем.
Электрическая схема нормального режима работы (a) и короткого замыкания (b)
Вот пример нормальной цепи, по которой ток течет от источника к лампе накаливания. На схеме ниже изображен этот процесс.
Пример нормальной цепи, ток течет от источника к лампе
А теперь, представим, что произошла поломка, из-за которой в цепь попал дополнительный проводник.
Дополнительный проводник замыкает цепь
Сопротивление проводников стремится к нулю. Вот почему большая часть электрического тока после замыкания сразу потечет через дополнительный проводник, как бы избегая лампы накаливания с высоким сопротивлением. Результатом будет некорректная работа прибора, потому, что он не получит достаточно тока. И это еще не самый опасный вариант.
Как известно, по закону Ома сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. Когда давление в цепи падает в результате короткого замыкания — на несколько порядков возрастет сила тока. По закону Джоуля – Ленца при росте силы тока увеличивается выделение тепла.
При многократном росте силы тока проводники мгновенно нагреваются. А теперь представим, что в сети нет предохранителей либо они не сработали достаточно быстро. В результате проводники плавятся, а изоляция начинает гореть. Зачастую, так возникают пожары в результате короткого замыкания.
Виды коротких замыканий
Схемы кз
Короткие замыкания в быту:
- однофазные – происходит, когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего. Обозначен, как однофазное с землей К(1)
- двухфазные – ( К2)происходит, когда одна фаза замыкается на другую, относится к несимметричным процессам. Есть еще 2-х фазное с землей К (1,1)в системах с заземленной нейтралью;
- трехфазные – происходит, когда замыкаются сразу три фазы. Самый опасный вид КЗ. Это единственный вид короткого замыкания, при котором не происходит перекос фаз, процесс протекает симметрично;
Вот типичная картина последствий короткого замыкания: оплавленная или сгоревшая изоляция, запах гари, следы оплавления или горения внутри электрического прибора.
Последствия короткого замыкания в электрощите многоэтажного дома
В реальных условиях короткое замыкание происходит в таких ситуациях:
- Повреждение изоляции проводников. Это может произойти из-за изношенности изоляции, а так же механического воздействия на неё. Жилы кабеля замыкаются напрямую или через корпус оборудования.
- Некорректное подключение электроприборов к сети. Данный случай характеризуется допущением ошибки мастера или владельца квартиры из-за чего и происходит короткое замыкание.
- Попадание в электрический прибор воды. Конечно же нельзя допускать попадание воды на электроприборы, ведь она является хорошим проводником электричества и замыкает контакты.
В обустройстве быта короткое замыкание происходит во время ремонта стен, если случайно повредить проводку. Также аварии случаются в квартирах и домах со старой проводкой. В результате чрезмерного нагревания она повреждается в следствие воздействия воды или грызунов.
