Короткое замыкание: что это такое, виды, причины возникновения

Содержание
  1. Что такое короткое замыкание?
  2. Общие сведения
  3. Как образуется короткое замыкание
  4. Суть процесса
  5. Виды КЗ
  6. Причины короткого замыкания
  7. Скачок сетевого напряжения
  8. Перегрев и износ изоляции
  9. Проникновение пыли, грязи и влаги из воздуха
  10. Повреждение изоляции грызунами
  11. Молнии и атмосферное электричество
  12. Ошибка человека
  13. Чем опасно короткое замыкание
  14. Характерные признаки и последствия
  15. Как найти короткое замыкание в проводке
  16. Защита от короткого замыкания
  17. Использование этого явления
  18. Виды предохранителей и автоматических выключателей
  19. Чем определяется напряжение и ток при коротком замыкании?
  20. Расчетное значение тока КЗ
  21. Пример 1. Сеть с напряжением 220–230В
  22. Пример 2. Аккумуляторная батарея
  23. Что делать, если измеренный ток КЗ слишком низкий?
  24. Что такое петля “Фаза-ноль” и как она связана с током КЗ?
  25. Высокий ток КЗ – это хорошо или плохо?
  26. Минусы низкого тока КЗ
  27. Плюсы низкого тока КЗ
  28. Минусы высокого тока КЗ
  29. Плюсы высокого тока КЗ
  30. Методики обнаружения короткого замыкания
  31. Визуальный осмотр
  32. Метод исключения
  33. Обнаружение по звуку и запаху
  34. Применение специальных измерительных приборов
  35. Как избежать КЗ?
  36. Выбирайте кабель достаточного сечения
  37. Не игнорируйте пылевлагозащиту
  38. Замените алюминиевую проводку на медную
  39. Защищайте кабель при прокладке
  40. Следите за состоянием проводки
  41. Электросети без заземления или зануления — нет эксплуатации
  42. Схема электропроводки в здании и на участке под час ремонта
  43. При параллельной прокладке разделяйте линии
  44. Не включайте частично поврежденные приборы
  45. Как автоматы спасают от короткого замыкания
  46. Расчет номинала
  47. Расчет времятоковой характеристики
  48. Меры, исключающие короткое замыкание
  49. Профилактика КЗ

Что такое короткое замыкание?

Этим термином принято называть состояние сети, при котором электрический контакт нормального непреднамеренного срабатывания происходит между точками электрической цепи с разными потенциалами. Низкое сопротивление в зоне контакта вызывает резкое увеличение силы тока, превышающее допустимое значение.

Чтобы понять процесс, приведем наглядный пример. Допустим, имеется лампа накаливания мощностью 100 Вт, подключенная к домашней сети 220 В. Применяя закон Ома, рассчитываем значение тока для нормального режима и короткого замыкания, игнорируя сопротивление источника и электропроводки.
Схема подключения при нормальной работе (а) и коротком замыкании (б)
Схема подключения при нормальной работе (а) и коротком замыкании (б)

При нормальной работе указанной схемы электрический ток будет 0,45 А (I = P / U = 100/220 0,45), а сопротивление нагрузки будет 489 Ом (R = U / A = 220/0, 45 489).

Теперь рассмотрим изменение параметров схемы при возникновении короткого замыкания. Для этого замкните цепь между точками A и B, произведите соединение с помощью провода с сопротивлением 0,01 Ом. Учитывая свойства электрического тока, он выберет путь с наименьшим сопротивлением, соответственно Isc увеличится до 22000 А (I = U / R). Собственно по этой причине цепь называется короткой.

Этот пример сильно упрощен, в действительности ток КЗ не увеличится до 2,2 кА, так как будет падение напряжения на потребителе по второму закону Киргофа: E = I * r + I * R, где I * r — напряжение на источнике питания и I * R соответственно на потребителе. Поскольку R стремится к нулю при замыкании, вольтметр в приведенной выше схеме покажет падение напряжения.

Общие сведения

Все существующие материалы в электротехнике делятся на 2 больших класса: проводники и диэлектрики. Первые способны пропускать через себя электрический ток. В качестве примера проводников можно привести металлы, а пластмассы и резину — непроводники. С физической точки зрения способность передавать электрический ток зависит от свойств материалов.

Как оказалось, в процессе переноса заряда участвуют электроны. Природа устроена так, что все тела состоят из атомов и молекул. Они связаны друг с другом электромагнитными силами. Основа материи — это ядро, в которое входят нейтрон и протон, положительно заряженная частица. Электрон, отрицательный элемент, вращается вокруг центра по орбите. В нормальном состоянии их количество одинаково, поэтому корпус электрически нейтрален.

Если на вещество действует внешняя сила, электроны могут разорвать связь с атомом и вырваться на свободу. В этом случае в структуре материала уже могут быть свободные частицы. Они возникают из-за примесей или различных дефектов кристаллической решетки. В состоянии покоя свободные частицы могут беспорядочно перемещаться по структуре.

Но как только к телу приложена электромагнитная сила, их движение становится упорядоченным. Происходит явление, называемое поражением электрическим током. Он отличается прочностью. Это значение, которое показывает, сколько зарядов может протекать через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Для возникновения тока необходимо выполнение трех условий:

  • наличие свободных векторов;
  • создание электромагнитного поля;
  • закрытая схема.

Количественно определить силу тока можно с помощью закона Ома: I = U / R. Проведя серию экспериментов, ученый обнаружил правило, согласно которому величина тока пропорциональна работе, проделанной для передачи заряда из точки до точки и обратно пропорциональна прочности материала.

Последнее — довольно важная особенность. По своему смыслу сопротивление является параметром, обратным проводимости, то есть определяет тип материала.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за восьмой год, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:
формула закона Ома

где это находится

I — ток в цепи, А

U — напряжение, В

R — сопротивление, Ом

Давайте посмотрим на такую ​​схему
Короткое замыкание

Если подключить настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнуть кнопку SA, вольфрамовая нить лампы начнет нагреваться под тепловым воздействием тока. При этом значительная часть электрической энергии преобразуется в свет и тепло.

А теперь закончим лирические отступления и замкнем два провода, идущие к лампочке через большой провод AB
Короткое замыкание

Что будет дальше, если мы закроем ключевые контакты SA?
короткое замыкание

В результате ток будет течь по укороченному пути, минуя нагрузку. Ярлыком в данном случае является провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема превращается в делитель тока. Согласно правилу делителя тока, если нагрузки подключены параллельно, больший ток будет течь через нагрузку с меньшим сопротивлением, а меньший ток будет течь через нагрузку с более высоким значением сопротивления. Поскольку провод АВ имеет практически нулевое сопротивление, по нему будет течь большой ток, согласно закону Ома:

Короткое замыкание

Как я уже сказал, в режиме короткого замыкания ток достигает критических значений, превышающих допустимые для этой схемы.

Суть процесса

Когда к цепи подключается какое-либо электрическое устройство, линия замыкается. Через него начинает проходить электрический ток. Он течет от источника питания через нагрузку (потребителя) и обратно. Сила тока определяется сопротивлением нагрузки элементов, подключенных к цепи. Если R велико, сила тока мала. В противном случае он может достигать высоких значений. Ситуация, когда происходит электрическое соединение положительного и отрицательного контактов линии питания, называется коротким замыканием.

Например, вы можете представить простую схему, состоящую из источника тока и лампы накаливания. Чтобы он загорелся, один из выводов источника (фазы) необходимо подключить к одному из электродов лампы, а другой — ко второму контакту осветительного прибора (нулю). В замкнутой цепи появится ток, который, проходя через вольфрамовый проводник лампы, приведет к ее нагреву излучением света. Такая работа называется штатной или нормальной работой.

Но если по какой-то причине между выводами источника питания произойдет дальнейший контакт и его сопротивление будет незначительным, то почти весь генерируемый ток будет проходить через него. Фаза питания будет обойдена нулём. В результате все напряжение будет приложено к клеммам генераторного устройства. А сила тока в цепи будет определяться только внутренним сопротивлением источника питания.

Сила тока значительно увеличится. С учетом закона Джоуля-Ленца, определяющего тепловое действие электрического тока, нагрев электрической цепи будет увеличиваться. Если сила тока при коротком замыкании увеличится в 2 раза, выделяемое тепло увеличится в 40 раз. Явление часто сопровождается расплавлением проволоки и возгоранием. Вот почему так важно уметь рассчитывать токи короткого замыкания для 110, 220 или 380 В. Это напряжения, которые используются в повседневной жизни и в промышленности, обеспечивая работу электроприборов и систем.

Различают следующие виды коротких замыканий:

  • однофазный — установить контакт между фазной линией и нулем;
  • двухфазные — замыкание фаз между ними или их общее заземление;
  • трехфазный: наблюдается в сетях на 380 вольт при подключении трех фаз.

обратите внимание, что короткое замыкание произойдет только в том случае, если соединение имеет наименьшее сопротивление в замкнутом участке цепи, чем ожидается при нормальной работе. Определяется по ГОСТу и Правилам электроустановок (ПУЭ).

Виды КЗ

Согласно ГОСТ 52735-2007 короткие замыкания в электрических сетях принято разделять на несколько видов. Для наглядности ниже представлены схемы различных типов коротких замыканий.
Различные типы коротких замыканий
Легенда с кратким описанием:

  • трехфазный, принятое обозначение — К (Z). То есть между тремя фазами возникает электрический контакт. Это единственный вид замыкания, который не вызывает «разбаланса» фаз, процесс протекает симметрично, что упрощает расчет тока короткого замыкания. В то же время трехфазное замыкание наиболее опасно с точки зрения теплового и электродинамического воздействия. В связи с этим при расчете тока короткого замыкания для трехфазной цепи, как правило, учитывается этот вид короткого замыкания.

характерно, что при K (Z) наличие контакта с землей не влияет на параметры процесса.

  • двухфазный (К (2)). Этот тип замыкания, как и все последующие, относится к асимметричным процессам, вызывающим дисбаланс напряжений в системе. В кабельных ЛЭП вероятность перехода процесса с K (2) на K (Z) достаточно высока, поскольку температура в точке короткого замыкания разрушает изоляцию токоведущих частей.
  • двухфазный с землей (К (1,1)). Этот процесс можно наблюдать в системах с заземленной нейтралью.
  • однофазный с землей (К (1)). Этот тип закрытия чаще встречается на практике. Характерно, что процесс может происходить как в бытовых или промышленных электрических сетях, так и в оборудовании, питаемом от них.
  • Дубль на земле (K (1 + 1)). То есть две фазы замкнуты через землю без электрического контакта друг с другом. Этот тип замыкания возможен в системах с заземленной нейтралью.

Мы указали всего пять типов замыканий, которые наиболее часто встречаются на практике. Полный список возможных вариантов и пояснительные схемы можно найти в Приложении 2 к ГОСТ 26522 85.

Вероятность появления каждого из рассмотренных выше вариантов приведена в таблице. Как видно из него, чаще всего наблюдаются однофазные замыкания.

Таблица 1. Распределение, полученное из аварийной статистики.

Обозначение короткого замыкания Процент от общего числа (%)
К (Z) 5.0
К (2) 10.0
К (1) 65,0
К (1,1) и К (1 + 1) 20,0

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

Причины короткого замыкания

Очень часто в жилых условиях квартиры или частного дома короткое замыкание происходит по нескольким причинам, основными из которых являются:

— в результате нарушения изоляции электрических кабелей или их стыков. К этому приводит множество факторов, здесь и банальное старение материалов, механические повреждения и даже загрязнение изоляторов.

— из-за случайного или преднамеренного соединения проводов с разным потенциалом, чаще всего фазным и нулевым. Это может быть вызвано ошибками при работе с электрическими кабелями под напряжением, неисправными электроприборами, случайным контактом проводов на контактных группах и т.д.

Поэтому очень важно ответственно подходить как к установке электрической системы, так и к ее эксплуатации и обслуживанию.

Будьте внимательны и осмотрительны при обращении с электроприборами и оборудованием, не подключайте их, если они повреждены или открыты. Не беритесь за электрические провода, если вы точно не знаете, что они не находятся под напряжением.

Скачок сетевого напряжения

Стандартное сетевое напряжение для стран СНГ — 220-230 вольт. Эту норму редко превышают. Напряжение в розетке оказывается 380 вольт и выше. В этом случае защитные устройства необходимо активировать на подстанции или непосредственно у потребителя. Однако они не всегда в хорошем состоянии и скачок «гуляет» по проводам.

Большая разность потенциалов приводит к электрическому пробою изоляции. Процесс начинается с небольшого тока утечки. Впоследствии он разрастается. Место неисправности нагревается. Тогда изоляция в месте повреждения окончательно теряет диэлектрические свойства и происходит полное короткое замыкание с образованием электрической дуги.
Энергетический ресурс

Перегрев и износ изоляции

Это происходит со временем и из-за даже незначительных, но регулярных перепадов температуры.
Старая сломанная изоляция кабеля
Обычно в этом случае утеплитель постепенно становится хрупким из гибкого — на нем появляются трещины, в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может привести к короткому замыканию через микродугу, и это самый сложный случай с точки зрения поиска и устранения неисправностей.

При этом внешне вся проводка выглядит целой, но при подаче напряжения со временем автоматический выключатель отключается.

Поиск подавляющего большинства неисправностей в электрической цепи происходит по принципу проверки «слабых звеньев» — это любые контакты, переходы — все те места, где при прокладке оголяется внешняя изоляция кабеля. Поэтому при скрытой проводке поиск неисправностей всегда следует начинать с розеток, коробок и экранов.

В результате — в этом случае проводится тщательный осмотр проводки — если выключатель уже взорвался, то, вероятно, точка повреждения изоляции будет прожжена и станет видимой. В некоторых случаях необходимо отремонтировать проводку «стресс-теста», подав более высокое напряжение. Это довольно экстремальный метод, ведь по сути необходимо спровоцировать полное короткое замыкание электропроводки, после чего место неисправности будет видно «невооруженным глазом.
Сгоревшая изоляция провода

Для скрытой проводки и поиска микротрещин в изоляции можно также использовать мегомметр, но он покажет только наличие короткого замыкания в локализованном участке электрической цепи и не сможет определить, где оно возникает.

Обнаружив неисправность, то в зависимости от общего состояния проводки необходимо решить, менять ли кабель или восстанавливать изоляцию изолентой.

Пример мегомметра есть на видео:

Проникновение пыли, грязи и влаги из воздуха

Этот тип короткого замыкания часто встречается в квартирных панелях и распределительных щитах. На этих участках сети проводка имеет открытые и неизолированные части. Со временем на них оседает пыль из воздуха. Когда он сухой, он плохо проводит. Однако в воздухе присутствует некоторая влажность.
Пыль и грязь в электрическом щите
Пыль оседает на клеммных колодках, вводных машинах и других электрических щитах. Когда слой грязи становится достаточно толстым, его сопротивление резко падает и происходит электрический пробой. Попадание воды в распределительный щит может многократно усугубить ситуацию. Например, если прорвется труба или экран находится на открытом воздухе и подвергается воздействию атмосферных осадков.

Повреждение изоляции грызунами

Это довольно частое явление в сельской местности, а в промышленных условиях такие сбои далеко не редкость: мыши грызут внешнюю изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают фазу нулем.

Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно, где мышь может выбрать место для своей «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо видно, поэтому достаточно поверхностного осмотра нити, пусть даже на всю ее длину.

Следует учитывать, что полное замыкание здесь происходит не всегда — иногда мышь может частично повредить изоляцию и закоротить провода не напрямую, а через себя. В этом случае велика вероятность нахождения места повреждения провода мертвым животным, которое приковано цепью к обглоданной судорогой от электрического тока проволоке. Хотя иногда бывает, что мышь отодвигается от кабеля, особенно если ей удастся напрямую замкнуть провода и произойдет полное замыкание обгрызенной проводки.
Мышь грызет изоляцию провода

Молнии и атмосферное электричество

Высотные здания, инженерные сооружения, опоры ЛЭП в обязательном порядке оснащаются заземлением. Одна из его задач — привлекать из атмосферы молнии и заряды для их дальнейшего разряда в землю.

Простая система молниезащиты — это провод или лента, соединяющая крышу здания, арматуру и землю. Обычно это делается отдельно для каждого входа. Если молниезащита исключена, разряд может попасть в бытовую электросеть. Он не рассчитан на высокие токи и напряжения молнии. При ударе повсюду произойдет электрический пробой изоляции. Высокий риск повреждения защитного слоя из-за высокого напряжения и дальнейшего развития схемы.
Молниезащита крыши коттеджа

Ошибка человека

Причины прямого замыкания силовой проводки могут быть самыми разными: от банальной небрежности, которая иногда допускается при установке, до аварии из-за шторма или других стихийных бедствий.

Главное здесь то, что при прямом контакте фазы с нулем всегда происходит резкое повышение силы и температуры тока на проводниках, несущих ток. В большинстве случаев провода не рассчитаны на токи короткого замыкания, поэтому в месте соприкосновения происходит мини-взрыв, в результате которого сгорает изоляция и разносимые расплавленные частицы токопроводящих проводников уносят ее вокруг пепел. В этом случае нет особой проблемы, как найти короткое замыкание в проводке — все видно невооруженным глазом — провода ослаблены и все вокруг покрыто копотью.

Следует особо учитывать, что сажа, покрывающая всю прилегающую поверхность, как пыль, способна проводить электрический ток в определенных концентрациях, поэтому при устранении последствий короткого замыкания ее необходимо тщательно очищать.
Последствия короткого замыкания

Чем опасно короткое замыкание

Самая большая опасность короткого замыкания — высокая вероятность возгорания.

При значительном увеличении силы тока, возникающем при коротком замыкании, в проводниках выделяется большое количество тепла, что вызывает разрушение изоляции и возгорание.
Кроме того, в быту чаще возникает дуговое короткое замыкание, при котором между проводниками в месте короткого замыкания возникает мощный электрический разряд, часто воспламеняющий окружающие предметы.

Также не стоит забывать об опасности поражения электрическим током или внезапного выделения тепла человеку, которое также довольно велико.

Среди менее опасных последствий, возникающих при коротком замыкании, стоит отменить значительное снижение напряжения в электрической сети, особенно в том месте, где оно возникает, что негативно сказывается на различных электроприборах, особенно оборудованных моторами. Также не забывайте о сильном электромагнитном воздействии на чувствительное оборудование.

Как видите, последствия короткого замыкания могут быть очень серьезными, поэтому при проектировании любой электроустановки и прокладке электропроводки необходимо предусмотреть защиту от коротких замыканий.

Характерные признаки и последствия

Визуально этот процесс можно определить по ярким вспышкам, появлению дыма, обугленных проводов и перегоревших предохранителей. Кроме того, это приводит к падению напряжения и увеличению тока в ЛЭП. Все эти явления представляют большую опасность, а именно:

  1. Kz типыВ месте соприкосновения проводников или элементов устройства появляется источник возгорания, что часто приводит к возгоранию.
  2. Падение напряжения приводит к неисправности электрооборудования и бытовых приборов.
  3. Генерируются электромагнитные волны, влияющие на линии связи и коммуникации.
  4. Возникает цепочка различных аварий, что приводит к отключению потребителей от энергосистемы до устранения последствий.

Последствия негативного явления считаются очень серьезными, поэтому при проектировании и установке электрооборудования необходимо установить защиту от короткого замыкания.

Как найти короткое замыкание в проводке

Как правило, поиск короткого замыкания происходит после того, как были сняты вилки или выключатель.

Здесь есть несколько вариантов:

  • визуальный осмотр;
  • использование специальных приспособлений;
  • исключение;
  • по звуку;
  • по запаху.

Короткий внешний осмотр
короткое замыкание

Если вы обнаружите, что повреждена изоляция или контакт двух оголенных жил, можно считать, что причина найдена.

Обычно такие повреждения можно найти в распределительных коробках, выключателях или розетках, к которым подключены кабели.

Заметили сгоревший снаряд — это неисправность.

Как найти короткое замыкание с помощью инструментов
короткое замыкание
лучше всего для этого использовать мегомметр или мультиметр. Они быстро проверит сопротивление в цепи.

Подключите один провод устройства к фазе, а другой к земле (к нулю).

Если прибор показывает ноль, проводка в норме. Любое значение выше нуля указывает на то, что контакты находятся в контакте.

Стоит учесть, что мультиметр имеет низкое сопротивление, поэтому определить с его помощью короткое замыкание не всегда удается.

Как найти закрытие с помощью метода исключения
короткое замыкание
Здесь все просто, но метод эффективен при поломке электроприбора.

Если ваш прерыватель вышел из строя, выключите все электрическое оборудование.

Затем включите машину и начните подключать каждое из устройств.

Как найти короткое замыкание со звуком и запахом
короткое замыкание
При замыкании контактов слышен хрип. Важно иметь хороший слух. По запаху горелого пластика и легкой дымки легко найти обрыв в проводке дома.

Защита от короткого замыкания

Большинство современных методов защиты от короткого замыкания основаны на принципе размыкания электрической цепи при обнаружении короткого замыкания.

Самыми простыми устройствами, которые используются во многих электроприборах, защищающих от короткого замыкания, являются предохранители.

Чаще всего предохранитель представляет собой проводник, рассчитанный на определенный ограничивающий ток, который может протекать через себя, при превышении этого значения проводник схлопывается, тем самым разрывая электрическую цепь. Предохранитель — это самая слабая часть электрической цепи, которая первой выходит из строя под действием сильного тока, тем самым защищая все остальные элементы.

Для защиты от коротких замыканий в квартире или доме используются автоматические выключатели -АБ (чаще всего их просто называют автоматами), их устанавливают на каждую группу электрической сети.

Каждый выключатель рассчитан на определенный рабочий ток, выше которого он размыкает цепь. Происходит это с помощью теплового расцепителя, который при нагревании за счет протекания большого тока механически размыкает контакты или с помощью электромагнитного.

Принцип работы переключателей — тема отдельной статьи, мы поговорим об этом в другой раз. А теперь еще раз хочу напомнить, что УЗО от короткого замыкания не спасает, его назначение совсем другое.

Чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, производятся расчеты величины возможного тока короткого замыкания для конкретной электроустановки. Чтобы в случае короткого замыкания автоматизмы сработали быстро, не пропуская резко возросший ток и не сжигая его, не успев разорвать цепь.

Использование этого явления

Это явление нашло свое применение при дуговой сварке, принцип которой основан на взаимодействии стержня с металлической поверхностью. Поверхность нагревается до температуры плавления, за счет чего появляется новая прочная связь, т.е сварочный электрод замыкается контуром заземления.

Такие режимы короткого замыкания работают непродолжительное время. В момент сварки на стыке стержня и поверхности возникает нестандартный токовый заряд, из-за чего выделяется большое количество тепла. Достаточно расплавить металл и создать сварной шов.

Кроме того, короткое замыкание используется в области промышленной автоматизации, с его помощью создаются информационные системы, отражающие параметры передачи токового сигнала.

В электродинамических датчиках используется полезное короткое замыкание. Например, в индукционных виброметрах, сейсмоприемниках. Короткое замыкание позволяет еще больше снизить количество колебаний движущейся системы.

Режим короткого замыкания можно использовать при объединении каскадов в электронике, когда выход первого активного компонента работает в режиме короткого замыкания.

Виды предохранителей и автоматических выключателей

Поскольку предохранители и автоматические выключатели являются наиболее распространенными элементами защиты участков схемы от коротких замыканий, стоит рассмотреть основные виды этого токоограничивающего устройства.

Предохранители делятся на три основные группы, которые различаются по типу срабатывания:

  • с плавкой перемычкой;
  • электромеханический с повторным взводом по нажатию кнопки;
  • электронный (редко используется в быту).

Выключатели делятся по количеству полюсов:

  • униполярный;
  • биполярный;
  • трехполюсный.

Выбор этого оборудования для снятия напряжения при коротком замыкании зависит от значения сетевого напряжения, номинального тока и порога срабатывания защиты. В зависимости от назначения электроустановки, конструктивных особенностей и местных условий работы проектировщики выбирают необходимую и наиболее эффективную систему защиты от короткого замыкания.

Автоматический выключатель считается более надежным и быстродействующим элементом защиты от короткого замыкания, чем предохранитель, даже если автоматический выключатель подключается к цепи с коротким замыканием — это не так опасно для человека, как установка предохранителя под ним нагрузка и напряжение.

Чем определяется напряжение и ток при коротком замыкании?

Выше я сказал, что короткое замыкание может произойти где угодно на линии. Давайте узнаем, как ток и напряжение будут зависеть от места короткого замыкания.

Короткое замыкание — это физическое явление. Ток короткого замыкания — это параметр сетевого питания, измеряемый в амперах или килоамперах (кА).

Еще со школьных лет немецкий физик Ом учит нас, что напряжение и ток определяются через сопротивление цепи:

Закон Ома, более простая форма

Ток короткого замыкания, как и любой ток, также рассчитывается по закону Ома и зависит от напряжения и сопротивления в данном участке цепи. Поскольку сопротивление проводов в реальной жизни — это не только то, что показывает мультиметр, но и индуктивная составляющая, запишем закон Ома для тока короткого замыкания в более общем виде:

Ikz = Un / √ (R ^ 2 + X ^ 2)

В числителе U — номинальное напряжение в сети (напряжение холостого хода на выходе трансформатора в трансформаторной подстанции). Число, полученное при расчетах знаменателя, представляет собой полное сопротивление цепи Z, от которого зависит ток короткого замыкания. Рассмотрим схему однофазного электроснабжения для квартиры и реальный случай короткого замыкания с замкнутым феном

Короткое замыкание в конце линии питания (минимальный ток короткого замыкания)

На схеме показаны импедансы различных участков электросети:

  • Z1 — внутреннее сопротивление трансформатора в подстанции с учетом пересчитанного сопротивления высоковольтной части,
  • Z2 — кабельная линия от ТП до распределительного пункта (РП) многоквартирного дома,
  • Z3 — кабельная линия от РП к подъездной панели квартиры,
  • Z4 — кабель от панели к розетке в одной из комнат,
  • Z5 — транспорт от выхода до закрытого фена.

Вот так может выглядеть график уровня напряжения на разных участках, от выводов трансформатора на подстанции до замкнутой вилки фена

Падение напряжения до нуля из-за короткого замыкания на конце линии

Падение напряжения сопровождается выделением тепла на всех участках ЛЭП. На мощных участках с большим сечением проводов доля «плоского» тока КЗ незначительна, поэтому падение небольшое (участки с сопротивлением Z1, Z2).

Статья о падении напряжения. Расчет в цепях низкого напряжения и цепях постоянного тока без учета реактивной составляющей.

Что касается падения напряжения после короткого замыкания, можно отметить, что это будет очевидно на параллельных нагрузках, подключенных, например, к одному и тому же RP. В случае короткого замыкания или сильной перегрузки одного из потребителей лампочки домов и соседних подъездов будут гореть слабее. Произошло?

А вот как может выглядеть изменение тока короткого замыкания от источника до точки короткого замыкания

Уменьшение тока с удалением от источника питания

Типичное значение тока короткого замыкания на концах трансформатора мощностью до 1000 кВА, которые используются для питания городских потребителей, составляет около 10 кА. Но в розетках наших квартир ток короткого замыкания может составлять около 1000 А. В частном секторе и в сельской местности величина тока короткого замыкания может быть намного ниже — до 100 А.

Трансформатор на подстанции 10000 / 0,4 кВ мощностью 1000 кВА с глухозаземленной нейтралью вторичной обмотки. Этим питаются наши «кварталы, кварталы, жилые центры”.

Расчетное значение тока КЗ

Однако полный расчет тока короткого замыкания очень сложен и может быть посвящен курсовому или даже дипломному проекту. В этом случае необходимо знать много исходных данных (например, мощность трансформатора на ТП и индуктивное сопротивление всех участков кабельных линий), и в любом случае результат будет теоретическим, а не с учетом реальности — например, контактные резисторы. Также важно учитывать, что при коротком замыкании возникают две составляющие тока: апериодическая (ударная часть, наиболее мощная и непредсказуемая), действующая только в начальный момент переходного процесса, и периодическая, которая практически не меняет своего значения от начала до конца аварии.

Поэтому расчеты обычно оставляют аспирантам и конструкторам, но на практике фактический ток короткого замыкания измеряется с помощью специальных приборов. Для более точного расчета можно воспользоваться книгами, представленными в конце статьи, или программами расчета.

Пример 1. Сеть с напряжением 220–230В

Возьмем конкретный пример: длина проводки составляет 100 м, а сечение проводов — 2,5 мм², а затем посмотрим, каким будет их сопротивление, если они из меди.

Формула, также известная из любого школьного учебника физики, гласит:

R = ρ L / S,

где это находится:

— удельное сопротивление меди, равное примерно 0,017–0,018 Ом · мм² / м;

L — длина проводника, выраженная в метрах;

S — площадь жилы, выраженная в мм².

Учтем, что проводов, питающих электричество, не один, а два (ток проходит по одному проводу, а выходит по второму), поэтому длина провода L при расчете увеличивается вдвое:

R = 0,018 2100 / 2,5 = 1,44 Ом

Итак, теперь вы можете видеть, что провода имеют довольно высокое сопротивление. Теперь для оценки тока короткого замыкания можно воспользоваться законом Ома. Мы не знаем внутреннего сопротивления источника питания, но, как видно из формулы закона Ома для полной цепи, чем оно больше, тем меньше ток короткого замыкания. Следовательно, полагая r = 0, найдем максимально возможный ток короткого замыкания при R = 1,44 Ом расчетным.

Также предполагаем, что напряжение питания в сети также максимально возможное, и составляет 230 + 10% = 253 В. В этом случае ток короткого замыкания будет равен:

Isc = 253 / 1,44 = 175,7 А

Затем мы выполнили расчет для конкретного силового проводника. Для записи с другими параметрами расчет может быть выполнен таким же образом.

Пример 2. Аккумуляторная батарея

Если короткое замыкание происходит непосредственно на источнике ЭДС (мы можем столкнуться с таким явлением в случае «короткого замыкания» бытового или автомобильного аккумулятора или аккумулятора, то в этом случае внешний резистор R≈0. Поэтому для расчета , необходимо как можно точнее знать внутреннее сопротивление r (иначе снова произойдет деление на ноль и мы не будем считать ничего полезного.) Это несложно вычислить, если у вас есть резистор (резистор) и мультиметр.

Теперь рассмотрим конкретный пример. Допустим, у вас есть автомобильный аккумулятор на 12 В. Как действовать, чтобы определить ток короткого замыкания.

Нам понадобится резистор 10 Ом 15 Вт, чтобы провести необходимый эксперимент:

  1. Измеряем мультиметром напряжение питания АКБ в режиме холостого хода (без нагрузки), допустим у нас получилось значение 11,85 В.
  2. Далее подключаем в качестве нагрузки резистор 10 Ом 15 Вт и измеряем ток мультиметром. Получено 1.07 А.
  3. Не отключая резистор 100 Ом, измеряем падение напряжения на выводах АКБ. Пусть будет 10,8В.
  4. Теперь можно рассчитать внутреннее сопротивление: r = 11,85–1,07 · 10,8 = 0,3 Ом.
  5. Теперь можно определить ток короткого замыкания: Isc = 11,85 / 0,3 = 39,5 А

Если вы до сих пор не догадались, какие формулы были применены, вот советы:

r = Uхх — InUn,

Ikz = Uхх / r,

где это находится:

Uхх — напряжение холостого хода источника питания;

В — ток, отдаваемый блоком питания под нагрузкой;

Uн — напряжение источника питания под нагрузкой.

Как видно из формул, величину самой нагрузки знать необязательно, однако она подобрана таким образом, чтобы погрешность измерения прибора не давала слишком большого разброса результата (если нагрузка немного «растрачивает» напряжение питания, то есть Uхх≈Uн, поэтому точность результата будет крайне низкой).

Что делать, если измеренный ток КЗ слишком низкий?

Допустим, вы измерили прибором и получили значение тока короткого замыкания в розетке (как правило, измерение проводится в самой удаленной точке). Как понять, что этот ток слишком мал? Об этом судят по критерию гарантированного срабатывания магнитного расцепителя выключателя в измеряемой цепи. Логично, что для этого ток короткого замыкания должен быть больше верхнего предела диапазона срабатывания. Напоминаю, что для характеристики «В» разброс составляет 3… 5 дюймов, для «С» — 5… 10 дюймов, для «D» — 10… 20 дюймов. А точнее, давайте перейти к ПУЭ (п. 7.3.139):

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с заземленной нейтралью для обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость защитных проводников нейтрали необходимо подбирать таким образом, чтобы при возникновении короткого замыкания на корпусе или защите проводника В нейтрали возникает ток короткого замыкания, равный как минимум в 4 раза превышающему номинальный ток предохранителя ближайшего предохранителя и как минимум в 6 раз превышающему ток расцепителя обратного тока.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), необходимо руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока короткого замыкания и приведенными в 1.7.79.

Насколько я понимаю, первая часть 7.3.139 говорит только о тепловом расцепителе: его номинальный ток должен быть как минимум в 6 раз ниже тока короткого замыкания. Во второй части этого пункта, а также в пункте 1.7.79 говорится о максимальном времени отключения при коротком замыкании (0,4 с), которое должно обеспечиваться только электромагнитным расцепителем. В то же время четко не указано на выбор АБ с учетом его закалочных характеристик.

Из-за этой нечеткости в формулировке используется правило, содержащееся в PTEEP (проверка срабатывания защиты с системой питания с заземленной нейтралью, пункт 28.4), которое устанавливает, что в случае короткого замыкания на нейтральном защитном проводе , ток короткого замыкания должен быть не менее «1,1 верхнее значение тока отключения мгновенного расцепителя”.

То есть для машины B10 ток короткого замыкания на конце линии, которую она защищает, должен быть не менее 10x5x1,1 = 55 А. Если установлен автомат C25, ток короткого замыкания должен быть не менее 25x10x1,1 = 275 А.

Если ток короткого замыкания ниже, допустимое время отклика никоим образом не гарантируется. Что делать? Выхода два:

  1. увеличить ток короткого замыкания, это требует затрат на прокладку новой линии электропередачи (по крайней мере, ее самого слабого звена),
  2. уменьшите номинал машины (например, 25 A на 16) и букву характеристики отключения (с «C» на «B») в ущерб максимальной мощности нагрузки.

Что такое петля “Фаза-ноль” и как она связана с током КЗ?

Петля «Фаза-ноль» (или «Фаза-ноль», вы можете это сделать) — это цепь или цепь, по которой ток течет от источника напряжения через нагрузку к источнику. Сопротивление контура «Фаза нуля» обратно пропорционально току короткого замыкания, измеренному в Ом:

Сопротивление цепи нулевой фазы

Другими словами, эти два понятия связаны так же, как ток и сопротивление в законе Ома: одно можно вычислить по другому, зная напряжение (в данном случае это номинальное напряжение 230 В).

Высокий ток КЗ – это хорошо или плохо?

Как я показал на графике выше, чем дальше короткое замыкание от источника питания, тем ниже будет ток короткого замыкания, так как сопротивление линии будет больше. Высокие токи короткого замыкания обычно возникают в точках электрической сети, ближайших к подстанции, а кабельные линии имеют большое поперечное сечение. В сетях электроснабжения напряжением 0,4 кВ токи короткого замыкания более 6 кА считаются относительно высокими, а токи короткого замыкания более 15 кА практически не встречаются. Итак, что у нас есть:

Минусы низкого тока КЗ

  • большое падение напряжения при достаточно мощной нагрузке;
  • обычно низкое напряжение на электроприборах. В этом случае не всегда поможет стабилизатор;
  • нестабильность напряжения на электроприборах в зависимости от времени суток или сезона. Я изучил стандарты напряжения и допуски;
  • большое время срабатывания выключателя (до бесконечности) при замыкании на землю (срабатывает только тепловой расцепитель);
  • необходимость установки автоматических выключателей с характеристикой отключения «В» для возможности срабатывания электромагнитного расцепителя с большей вероятностью в случае короткого замыкания. Эта спорная тема обсуждается в моей статье о Дзен. Зачем ставить машины с функцией «B”;
  • обязательная установка УЗО — при этом, помимо своих «основных» задач (тушение большим током утечки, а также защита человека при прямом и косвенном контакте), УЗО выполняет функцию защиты от коротких замыканий — цепь на массу (ПУЭ 1.7.59, 7.1.72).

Плюсы низкого тока КЗ

  • возможность установки недорогих автоматических выключателей с низкой номинальной отключающей способностью при коротком замыкании (Icn = 4500 A);
  • относительно легко гарантировать селективность между входным и последующим автоматами. Но нужно рассчитать и измерить точное значение тока короткого замыкания,
  • низкий пусковой ток электродвигателей и других инерционных нагрузок. Статья Что такое пусковой ток, как его измерить и рассчитать.

Минусы высокого тока КЗ

  • невозможность обеспечения селективности между вышестоящими и нижележащими автоматами. Вывод: установка рубильника или автоматического выключателя с таймером;
  • необходимость установки АБ с высокой номинальной отключающей способностью при коротком замыкании (Icn = 6000, 10000 А и т д.). Отключающая способность должна быть выше тока короткого замыкания в начале защищаемого участка (п. 3.1.3 ПУЭ);
  • большие негативные последствия в случае короткого замыкания.

Плюсы высокого тока КЗ

  • легко обеспечить стабильное напряжение на нагрузке и в целом качество электроэнергии;
  • есть перспектива подключения новых потребителей и увеличения нагрузки;
  • гарантированное отключение линии при коротком замыкании.

Обобщая плюсы и минусы, можно сказать, что величина тока короткого замыкания — палка о двух концах. В жилом секторе ток короткого замыкания часто невелик, и его пытаются увеличить, прокладывая новые линии с большим поперечным сечением кабеля и устанавливая новые трансформаторные кабины. В серьезной энергетике, наоборот, используются методы уменьшения тока короткого замыкания.

Методики обнаружения короткого замыкания

Если выключатель сработал, худшее было предотвращено. Тогда возникает вопрос, как найти короткое замыкание в проводке в квартире. Не паникуйте. Не исключено, что вы сможете обнаружить неисправность самостоятельно, не вызывая специалиста. Поиск короткого замыкания в квартире делится на четыре простых шага:

  1. Визуальный осмотр.
  2. Метод исключения.
  3. Обнаружение по звуку и запаху.
  4. Применение специальных измерительных приборов.

Визуальный осмотр

Не факт, что точка короткого замыкания находится в стене. Обычно неисправность лежит на поверхности. Его можно увидеть невооруженным глазом и легко удалить.

Удлинители следует проверить. Особенно в местах перегиба кабеля и подсоединения вилки. Часто нить отрывается от намеченного места и болтается в воздухе. Незащищенный фазовый контакт может коснуться нуля и вызвать короткое замыкание. Давай — забрал. Провода тоже могут выпасть и упасть не в том месте.

Визуальный осмотр электропроводки в частном доме
Визуальный осмотр электропроводки в частном доме

Метод исключения

Если простой осмотр не помогает, нужно переходить к методу устранения. Главное понять, почему машина активирована. Следует помнить, при каких обстоятельствах произошло короткое замыкание. Если конфуз случился в момент включения утюга в розетку, проблема в этом. В противном случае выключайте приборы по очереди, пока не сработает автоматический выключатель.

Если абсолютно все устройства отключены от сети и везде не горит свет, нужно будет перейти к следующему шагу. Важно не забывать проверять устройства, которые всегда подключены к розетке (холодильники, телевизоры).

Дополнительная информация. Вы никогда не найдете короткого замыкания, которого не существует. Старые выключатели подвержены ложным срабатываниям. То есть короткого замыкания в проводке нет и машина живет своей жизнью и отключает квартиру по неизвестной причине. Перед поиском короткого замыкания не помешает убедиться в исправной работе защитных устройств, чтобы точно узнать, почему срабатывает прерыватель.

Обнаружение по звуку и запаху

Во время короткого замыкания выделяется много энергии. Он не проходит бесследно. Часто в проблемной зоне нагреваются провода, плавится изоляция, образуется дым и пахнет дымом. Если цепь нестабильна, то при подаче напряжения на точку короткого замыкания произойдет яркая вспышка с искрами и всплеск. Его интенсивность такова, что не заметить это явление даже в скрытой проводке практически невозможно.

Слейте сливное отверстие

Этот и предыдущие методы требуют периодической повторной активации. В свою очередь, это снова приведет к закрытию. Такие эксперименты желательно проводить минимальное количество раз и хотя бы с некоторыми знаниями и опытом такой работы. По возможности разумнее вызвать профессионального электрика. Скорее всего, в комплекте будет мультиметр или мегомметр.

Применение специальных измерительных приборов

Метод требует обучения электротехнике. Точка закрытия ищется с помощью средств измерений:

  • мультиметр;
  • мегомметр;
  • индикаторная отвертка;

Проверка проводки мультиметром
Проверка проводки мультиметром

Эти устройства позволяют прозвонить электрическую сеть в квартире и определить на каком участке есть точка с аномально низким сопротивлением между фазным и нулевым (заземляющим) проводниками. Самый эффективный для поиска короткого замыкания — мегомметр. Но гораздо безопаснее использовать мультиметр в режиме проверки целостности диода. Если к его выводам подключить участок проводки с коротким замыканием, прибор издаст звуковой сигнал.

Как избежать КЗ?

понятно, что полностью избежать этого неприятного явления невозможно — есть большой элемент вероятности. Однако в наших силах значительно снизить риск коротких замыканий. И здесь огромное значение приобретает регулярный осмотр и обслуживание электрических сетей.

Примеры профилактических мероприятий:

  • очистка токоведущих частей, контактов и изоляторов от пыли и грязи,
  • защита от влаги,
  • проверка целостности установки и монтажа,
  • ограждение и дополнительная защита опасных зон,
  • повесить и прикрепить предупреждающие знаки и знаки,
  • проверка и вытаскивание контактов,
  • обрезка деревьев и устранение других опасностей.

Водосточная труба, электрические панели и гофра, идущие под плитку. Инсталляция в старой части Батуми

В серьезных организациях регулярно проверяют кабели и контакты тепловизором, а также измеряют сопротивление изоляции и проверяют изоляцию высоким напряжением.

Выбирайте кабель достаточного сечения

Перед покупкой обязательно рассчитайте вероятную максимальную загрузку линии. Поперечное сечение должно быть достаточно большим для безопасного прохождения электричества в часы пик, например, зимой, когда отопление включено, или в выходные дни, когда в доме работает максимальное количество потребителей электроэнергии.

Оптимальное сечение для групп розеток составляет 2,5 мм² и выше, а для освещения — 1,5 мм² или 0,5 мм² для светодиодов. Но лучше сделайте точные расчеты максимальной мощности и подберите под них сечение.

Не игнорируйте пылевлагозащиту

Размещая розетки, выключатели или электроприборы в местах с повышенной влажностью, обратите внимание на высокий уровень защиты от пыли и влаги. Например, на открытом воздухе, где возможны осадки, роса и туман, он должен быть не ниже IP67. Минимальный уровень для ванной — IP44, если есть возможность прямого разбрызгивания воды, то лучше IP56.

Если внутрь попадет вода, розетка загорится, пластиковый корпус расплавится, и со временем произойдет короткое замыкание. Поэтому всегда выбирайте оптимальный уровень защиты от пыли и влаги.

Замените алюминиевую проводку на медную

При меньшем сечении провода медь лучше проводит электричество и выдерживает большую нагрузку. Кроме того, он более устойчив к механическому изгибу и не окисляется так быстро, как алюминий.

Новый ПУЭ обычно запрещает прокладку алюминиевых кабелей в домашних сетях, поскольку это потенциально опасно и менее эффективно в зависимости от меди.

В советское время алюминиевую разводку часто выполняли в жилых домах. Если в вашей квартире до сих пор есть такое «советское наследие», подумайте, срок его хранения, наверняка, давно истек.

Защищайте кабель при прокладке

Попробуйте сделать скрытую проводку в стенах, штукатурке, там утеплитель прослужит намного дольше и меньше риск повреждения. При вскрытии проводки старайтесь использовать защитные приспособления: кабельные каналы, пластиковые трубы, гофры. Защищая от внешних факторов, они увеличивают срок службы электропроводки в несколько раз.

Следите за состоянием проводки

В основном это касается старых построек, в которых проводка была проложена несколько десятилетий назад. Дело в том, что сечение кабеля старой проводки зачастую не соответствует мощности и току, необходимым для работы современных электроприборов: кондиционеров, стиральных машин, микроволновых печей, электрочайников и другого оборудования. Это приводит к нагреванию кабеля и риску короткого замыкания.

Поэтому обезопасить себя можно, своевременно заменив старую проводку на новую. Для новой проводки сечение кабеля должно соответствовать потребляемой мощности и току в сети. Эти данные есть в договоре на подключение здания к электросети. Таблица поможет вам выбрать необходимое сечение кабеля.

Что такое короткое замыкание
Для новой проводки сечение кабеля должно соответствовать потребляемой мощности и току в сети

Электросети без заземления или зануления — нет эксплуатации

Наличие заземления само по себе не предотвращает короткое замыкание. Однако он защищает любое оборудование в случае короткого замыкания. Сила тока мгновенно снижается до безопасного для человека уровня.

например, в многоквартирных домах и частных домах заземление реализовано таким образом, что в случае короткого замыкания срабатывают автоматические выключатели. Надежные бытовые предохранители значительно снижают риск коротких замыканий.

Схема электропроводки в здании и на участке под час ремонта

Если в вашей квартире в частном доме идет ремонт или земляные работы, крайне важно не повредить электропроводку. Чтобы этого не произошло, при сверлении или скалывании стен нужно проверить это место с помощью тестера скрытой проводки. И перед тем, как делать земляные работы, важно изучить схему подключения на участке.

При параллельной прокладке разделяйте линии

Если у вас есть несколько параллельных силовых линий, постарайтесь соблюдать расстояние не менее 10 см между ними. Дело в том, что при плотной прокладке кабель хуже остывает, из-за этого сильнее нагревается оболочка и теряются ее изоляционные свойства. В результате он может расплавиться или может произойти сбой и контакты замкнутся.

Для параллельной прокладки также используются специальные кабельные каналы с центральной перегородкой. Изолируйте силовые линии между ними.

Не включайте частично поврежденные приборы

Если шнур изношен в утюге или холодильнике и видна внутренняя оболочка, не включайте его, пока не отремонтируете. Сначала аккуратно снимите верхний слой утеплителя в поврежденном месте и осмотрите внешнее состояние утеплителя. Плотно обмотайте все повреждения и трещины изолентой. Затем снова наденьте верхнюю оболочку и перемотайте тоже.

Замена заглушки часто бывает необходима, например, если она слабо ослаблена или если корпус поврежден. Он продается в любом торговом центре или магазине, поэтому не откладывайте покупку.

Повреждение может быть не только на шнуре питания, но и внутри. Например, если вы что-то включаете и чувствуете искры внутри. Это уже свидетельствует о серьезной неисправности, даже если электрооборудование работает, на первый взгляд, нормально. В этом случае отключите его от сети и отнесите в сервисный центр (или отремонтируйте самостоятельно).

Помните, что включение неисправного электроприбора часто приводит к короткому замыканию, которое разрушает все провода в доме и может вызвать пожар. Если вы находитесь рядом, вы рискуете получить серьезную травму.

Даже если вы проверили всю проводку и включили только новое и ремонтируемое оборудование, это не дает 100% гарантии, что в вашей сети не произойдет аварии. Поэтому всегда устанавливайте в щит качественные автоматические выключатели и УЗО.

Как автоматы спасают от короткого замыкания

Принцип их действия основан на тепловых и электромагнитных расцепителях. Нагревательная пластина выполнена в виде биметаллической пластины, которая при перегрузке на линии деформируется и приводит в действие механизм расцепления.

Электромагнитное — построено на работе магнитного поля, которое возникает, когда ток проходит во много раз выше номинального и активируется за доли секунды. Таким образом, мгновенное прерывание контактов избавляет от серьезных последствий короткого замыкания. Машины выбираются по двум параметрам:

  • Номинальный ток, который безопасно проходит тепловым расцепителем;
  • Время-токовая характеристика — задержка до включения.

Сделать это несложно и можно сделать самому. Например, многие интернет-магазины предлагают хорошие каталоги с подробными характеристиками автоматических выключателей.

Расчет номинала

Для начала нужно рассчитать максимальную нагрузку на линию. Например, если необходимо защитить группу розеток с нагрузкой не более 3 кВт, потребуется мощность 16А. Расчет производится по простой формуле:

  • для однофазной сети I = P / U;
  • для трехфазного I = P / (U × cosφ),

где I — ток (А), P — максимальная нагрузка (Вт), U — напряжение сети (В), cosφ — коэффициент мощности, по умолчанию √3 или 1,7.

Расчет времятоковой характеристики

Характеристика вмешательства выбирается исходя из всех потребителей. Например, все электрооборудование, работающее на электродвигателях, излучает пусковые токи, в несколько раз превышающие номинальные. Чтобы спусковой крючок на них не среагировал, перед стрельбой требуется небольшая задержка. Автоматические выключатели делятся на три типа:

  • Б — с минимальной задержкой перед активацией. Устанавливаются на линии без пусковых токов (осветительные, отопительные приборы и т.д.);
  • В — со средней задержкой, для точек продаж, к которым время от времени могут подключаться пользователи с электродвигателями;
  • D — с наибольшим запаздыванием, предназначен для линий с большими пусковыми токами (водяные насосы, холодильники и т.д.).

В быту автомат часто устанавливают по выборочному методу, когда самый мощный у входа, чуть послабее — на розетки, а еще слабее — на отдельных потребителей. В этом случае, когда происходит короткое замыкание, первым включается AV на линии с наименьшим уровнем, а остальные ответвления сети продолжат работу.

Учитывая, что короткое замыкание происходит за доли секунды, важно также соблюдать селективность врежимо-токовых характеристик.

Например, если имеется хотя бы один автомат типа D, ввод должен быть таким же, не меньше, иначе в аварийной ситуации сначала сработает ввод АВ, а вся сеть останется обесточенной. УЗО устанавливаются по такому же принципу.

Меры, исключающие короткое замыкание

На заре развития электротехники появились предохранители. Принцип действия такой защиты очень прост: под действием теплового воздействия тока предохранитель разрушается, тем самым размыкая цепь. Предохранители чаще всего используются в бытовых электрических сетях и бытовых приборах, электрооборудовании транспортных средств и промышленном электрооборудовании до 1000 В. Они также встречаются в цепях с высоковольтным оборудованием.

Эти предохранители используются в цепях с малым током
стеклянный предохранитель

это предохранители, которые можно увидеть в машинах
автомобильный предохранитель

Но эти большие предохранители используются в промышленности и уже рассчитаны на очень большие токи
промышленный предохранитель

Выключатели, оснащенные электромагнитными и / или термодатчиками, имеют более сложную конструкцию. Ниже на фото переключатель однофазный, а справа трехфазный
однофазный автомат
трехфазный автомат

Принцип их действия основан на размыкании цепи при превышении допустимых значений тока.

В повседневной жизни мы чаще всего встречаем следующие устройства защиты блоков питания:

  • Предохранители (также используются в бытовой технике).
  • Автоматические выключатели.
  • Защита от перенапряжения.
  • Устройства дифференциального тока.

Все вышеупомянутые защитные устройства являются частью вторичных защитных устройств, которые действуют по принципу инерции. На входе в бытовые электрические сети часто устанавливают автоматические защитные устройства, которые работают по адаптивному принципу. Такие устройства можно увидеть возле электросчетчиков квартир, коттеджей, офисов.

В сетях высокого напряжения защиту часто обеспечивают:

  • Устройства релейной защиты и другие отключающие устройства.
  • Понижающие трансформаторы.
  • Распараллеливание цепей.
  • Токоограничивающие реакторы.

Большинство коротких замыканий можно избежать, если устранить основные причины их возникновения: своевременный ремонт или замену изношенного оборудования, исключить вредные воздействия человека. Избегайте некорректных действий при проведении монтажных и ремонтных работ, соблюдайте СНИП и правила безопасности.

Профилактика КЗ

Профилактическое обслуживание безопаснее, надежнее и дешевле, чем ремонт электропроводки после короткого замыкания. Розетки необходимо периодически проверять. Если они начинают сверкать, их нужно отремонтировать или заменить. Если производилась частичная замена проводки, необходимо проверить надежность мест подключения, целостность изоляционного слоя.
Что такое короткое замыкание, его виды и причины
Источники света, осветительную сеть и силовые кабели следует проверять каждые несколько месяцев. Со временем может развиться короткое замыкание. Его можно определить, изменив цвет устройств или объединив их. В квартире обязательно должны быть автоматические выключатели. На мощных электроприборах устанавливаются отдельные защитные устройства, которые необходимо активировать в аварийной ситуации.

При самостоятельном монтаже электропроводки важно правильно рассчитать сечение кабеля. Если он не выдерживает мощности всех подключенных устройств, произойдет перегрузка, которая приведет к короткому замыканию. Кабели нельзя прокладывать близко друг к другу — это может повредить защитный слой. Также при подключении нужно правильно выбрать способ выхода на связь и заранее приобрести необходимое оборудование. Не подключайте кабели, скручивая их.

Если необходимо просверлить стену, следует проверить место самодельным металлоискателем или изучить схему подключения. Таким образом можно найти скрытую проводку кабеля, которую мастер мог случайно повредить.

 

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector