Ток короткого замыкания однофазных и трехфазных сетей

Введение

Категория: И.Л. Небрат «Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ»

Расчеты токов короткого замыкания (К3) в сетях напряжением до 1 кВ выполняются для выбора коммутационной аппаратуры, шинопроводов,

кабелейи другого электрооборудования с целью проверки их по условиям термической и динамической стойкости, а также для выбора уставок устройств релейной защиты и автоматики и проверки их чувствительности.

Короткие замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ являются одними из наиболее опасных аварийных режимов, ибо, как правило, являются первопричиной пожаров в электроустановках и кабельном хозяйстве.

Опасность и последствия

Практически все короткие замыкания приводят к негативным последствиям различной степени тяжести. Если кратко, то наибольшую опасность представляет возможное возгорание, нередко переходящее в полноценный пожар. В аварийной ситуации сила тока значительно увеличивается, а в проводниках в большом количестве выделяется теплота, оказывающая разрушающее действие на изоляцию.

В большинстве случаев, особенно в быту, при возникновении дугового КЗ между проводниками и местом замыкания образуется электрический разряд большой мощности, способный легко воспламенить находящиеся рядом предметы. Резкое выделение тока и тепла представляет особую опасность для людей, проживающих в доме, и обслуживающего персонала предприятий.

Аварийные ситуации с замыканиями называются просадочными из-за значительных понижений напряжения в данной сети. Особенно большие просадки образуются непосредственно в месте КЗ. Подобные скачки отрицательно влияют на электроприборы и оборудование, особенно с электрическими двигателями. Чувствительные устройства нередко попадают под воздействие сильных электромагнитных волн.

Предотвратить разрушительные последствия, определяемые термином коротких замыканий, вполне возможно при помощи различных защитных средств. Они определяются еще на стадии проектирования в индивидуальном порядке для каждой электроустановки.

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

Схема

Еще один способ изучения принципа токового действия это построение схемы. На данный момент для этого можно применить специальную программу. Благодаря ей можно не только понять, в какой ситуации случится короткое замыкание, но и попробовать его предотвратить, построив правильную электросхему и используя затем качественные материалы.

Обратите внимание! Стоит указать, что кроме дистанционного способа, есть возможность сделать схему самостоятельно, используя соответствующие учебные пособия. В результате такого действия можно сделать проверку вводного автоматического выключателя, имеющего средний номинальный ток на коммутационную способность в силовой кабельной линии

Благодаря схеме будет несложно определяться в токовых значениях.

Схема электротока

В целом, электроток короткого замыкания — разрушительная энергия, которая зависит от числа фотонов, спектра излучения, оптического свойства и прочего. Измерение его мощности можно произвести через специальную формулу. Имеет свой график и схему, которые представлены выше.

Почему КЗ так называется?

Рассмотрим определение КЗ, расшифровка — короткое замыкание. Это объединение 2 любых точек (обладающих различным потенциалом), которые находятся в электрической цепи. Соединение не предусмотрено нормальным режимом функционирования цепи, что приводит к критическим показателям силы тока на месте объединения этих точек.

Такое замыкание называется коротким, потому что образуется, минуя прибор, т.е. по короткому пути.

Простым языком: происходит соединение положительного и отрицательного проводника (короткий путь), что приводит к тому, что значение сопротивления становится равно 0. Для нормального функционирования механизма необходимо сопротивление, а его отсутствие вызывает сбой в работе источника напряжения, что приводит к замыканию.

КЗ — это любое соединение проводников с разным потенциалом между собой или с землей. КЗ возникает только в том случае, если такое объединение не запланировано конструкцией данного прибора или механизма. Например, соединение между любыми точками разных фаз или объединение фазы и 0, когда образуется разрушительный ток, превышающий все критические значения электрической схемы устройства.

Однофазные короткие замыкания

На практике в большинстве случаев происходят однофазные короткие замыкания. В сетях с изолированной нейтралью при соединении одной фазы с землей режим не является коротким замыканием и бесперебойность электроснабжения не нарушается, но он должен быть отключен, так как соответствует аварийному состоянию. При замыкании одной фазы на землю в данной сети напряжения на двух других фазах повышаются в 1,73 раза, а напряжение на нулевой точке становится равным фазному напряжению относительно земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью при соединении провода с землей сгорает предохранитель или срабатывает автоматический выключатель, при этом электроснабжение нарушается, а при сгорании предохранителя могут повредиться обмотки двигателей при работе на двух фазах.

Если в любой части электропроводки или электроприбора (лампочки, утюга и т. д.) нарушится изоляция и фазный провод коснется нулевого, произойдет короткое замыкание.

Поскольку между замкнувшимися проводами нет никакой нагрузки, иначе говоря, электрическое сопротивление места контакта практически равно нулю, ток через контакт начнет расти до тех пор, пока не расплавятся провода, что, в частности, может привести к пожару. Для защиты от короткого замыкания и служат предохранители.

READ  В чём разница между пассатижами и плоскогубцами

Простой (в виде «пробки») предохранитель — это включенная в фазный провод легкоплавкая вставка, которая при росте тока сгорит и разомкнет цепь задолго до того, как произойдут более серьезные неприятности. Конструктивно предохранитель выполнен так, что эта микрокатастрофа не приводит к порче предохранительной колодки. Пожертвовавшую собой маленькую героиню выбрасывают и заменяют следующей.

Взаимосвязь короткого замыкания и силы тока

Рассмотрев физику процесса, можно с большей точностью установить взаимную связь силы тока и короткого замыкания в различных ситуациях. Любое устройство или оборудование, подключенное к источнику тока, создает ситуацию, близкую к короткому замыканию. Каждый прибор обладает сопротивлением и берет на себя всю нагрузку, за счет чего и обеспечивается его нормальная работа. Однако, при заметном снижении сопротивления, сила тока сразу же заметно возрастет. Взаимосвязь между напряжением, сопротивлением и силой тока определяется законом Ома.

Для участка цепи существует упрощенная формула, которая будет выглядеть следующим образом: I=U/R. В ней соответственно I будет силой тока, U – сетевым напряжением и R – электрическим сопротивлением. Проводники на этом участке условно имеют однородную структуру, а сама цепь дополнена резистором. Параметры источника тока в расчет не берутся.

В самом упрощенном варианте ток при КЗ можно вычислить следующим образом: Iкз = Е/r, где Е – ЭДС источника тока, r – сопротивление нагрузки. Из этой формулы хорошо видно, как при сниженном сопротивлении будет расти сила тока. Сама по себе данная ситуация не представляет какой-либо угрозы, но здесь дополнительно вступает в действие закон Джоуля-Ленца. Он указывает на выделение тепла во время течения по проводнику электрического тока и определяется не только количественной, но и временной характеристикой. Суть этого закона заключается в том, что с повышением силы тока за единицу времени будет выделено и большее количество теплоты.

Сила тока КЗ батареи

Все положения, рассмотренные выше, подходят и к случаям короткого замыкания источников питания. Типичным примером служит аккумуляторная батарея, в состав которой входит отрицательный электрод – анод и положительный – катод. Один от другого их отделяет твердый или жидкий электролит. Происходящие внутри устройства химические реакции, формируют электрический заряд, обеспечивающий работу подключенного прибора.

По сути, батарею можно считать своеобразным участком цепи, на которых распространяются все установленные правила. Следовательно, нарушенная изоляция, также приводит к короткому замыканию и последующим процессам. Многократный рост силы тока приводит к выделению тепла, под действием которого источник электроэнергии перегревается и разрушается, с одновременным закипанием и разбрызгиванием электролита.

Испытания и выбор нужных уставок для защитных устройств

Как уже было отмечено, выбор наиболее подходящих параметров релейной защиты и уставок осуществляется с использованием сверхпереходного или начального тока короткого замыкания. В первую очередь это связано с простотой расчетов данной величины.

Анализируя варианты защиты с быстродействием или небольшими выдержками времени, с использованием начального тока, специалисты обычно не принимают во внимание апериодическую составляющую. Использовать ее в расчетах не имеет смысла, поскольку затухание происходит очень быстро – в течение 0,05-0,2 секунды

Этот промежуток гораздо ниже времени срабатывания рассматриваемых защитных устройств.

Если питание сети осуществляется от мощной энергетической системы, ее генераторы оснащаются автоматическим регулятором возбуждения – АРВ, обеспечивающим поддержку на шинах постоянного напряжения. Когда на этом участке возникает КЗ, величина периодической токовой составляющей остается без изменений. Это дает возможность анализировать с помощью начального тока работу релейной защиты и ее поведение при любых задержках по времени.

В сетях, получающих питание от генераторных установок или систем с установленной ограниченной мощностью, при наступлении КЗ напряжение на шинах уже не будет постоянным, а подвергнется изменениям в широком диапазоне. Величины начального и установившегося токов не будут равны между собой. Теоретически, для расчетов защитных систем можно было бы воспользоваться установившимся током короткого замыкания. Однако сложности с его расчетами привели к тому, что на практике в большинстве случаев применяются показатели начального тока, не вызывая заметных погрешностей.

Подобная ситуация объясняется несколькими факторами. В первую очередь, это увеличенное переходное сопротивление в аварийном месте, оказывающее более сильное влияние на установившийся ток, нежели на начальный

Кроме того, нельзя исключить воздействие нагрузочных токов и других явлений, обычно не принимаемых во внимание при расчетах. В связи с этим, данные по установившемуся току довольно условные, что приводит к большой погрешности в конечном результате

ÐопÑлÑÑное изложение закона Ðма

ÐезавиÑимо Ð¾Ñ Ñого, каков ÑаÑакÑÐµÑ Ñока ÑлекÑÑиÑеÑкой Ñепи, он Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ°ÐµÑ ÑолÑко в Ñом ÑлÑÑае, еÑли ÑÑÑеÑÑвÑÐµÑ ÑазниÑа поÑенÑиалов (или напÑÑжение, ÑÑо Ñо же Ñамое). ÐÑиÑода ÑÑого ÑÐ²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð±ÑÑÑ Ð¾Ð±ÑÑÑнена на пÑимеÑе водопада: еÑли еÑÑÑ ÑазноÑÑÑ ÑÑовней, вода ÑеÑÐµÑ Ð² каком-Ñо напÑавлении, а когда Ð½ÐµÑ â она ÑÑÐ¾Ð¸Ñ Ð½Ð° меÑÑе. Ðаже ÑколÑникам извеÑÑен закон Ðма, ÑоглаÑно коÑоÑомÑ, Ñок Ñем болÑÑе, Ñем вÑÑе напÑÑжение, и Ñем менÑÑе, Ñем вÑÑе ÑопÑоÑивление, вклÑÑенное в нагÑÑзкÑ:

I = U / R,

где:

I â велиÑина Ñока, коÑоÑÑÑ Ð¸Ð½Ð¾Ð³Ð´Ð° назÑваÑÑ Â«Ñилой Ñока», ÑоÑÑ ÑÑо не ÑовÑем гÑамоÑнÑй пеÑевод Ñ Ð½ÐµÐ¼ÐµÑкого ÑзÑка. ÐзмеÑÑеÑÑÑ Ð² ÐмпеÑÐ°Ñ (Ð).

Ðа Ñамом деле Ñилой (Ñо еÑÑÑ Ð¿ÑиÑиной ÑÑкоÑениÑ) Ñок Ñам по Ñебе не обладаеÑ, ÑÑо как Ñаз и пÑоÑвлÑеÑÑÑ Ð²Ð¾ вÑÐµÐ¼Ñ ÐºÐ¾ÑоÑкого замÑканиÑ. ЭÑÐ¾Ñ ÑеÑмин Ñже ÑÑал пÑивÑÑнÑм и ÑпоÑÑеблÑеÑÑÑ ÑаÑÑо, ÑоÑÑ Ð¿ÑеподаваÑели некоÑоÑÑÑ Ð²Ñзов, ÑÑлÑÑав из ÑÑÑ ÑÑÑденÑа Ñлова «Ñила Ñока» ÑÑÑ Ð¶Ðµ ÑÑавÑÑ Â«Ð½ÐµÑд». «Ркак же Ð¾Ð³Ð¾Ð½Ñ Ð¸ дÑм, идÑÑие Ð¾Ñ Ð¿Ñоводки во вÑÐµÐ¼Ñ ÐºÐ¾ÑоÑкого замÑканиÑ? â ÑпÑоÑÐ¸Ñ Ð½Ð°ÑÑÑÑнÑй оппоненÑ, — ЭÑо ли не Ñила?» ÐÑÐ²ÐµÑ Ð½Ð° ÑÑо замеÑание еÑÑÑ. Ðело в Ñом, ÑÑо идеалÑнÑÑ Ð¿Ñоводников не ÑÑÑеÑÑвÑеÑ, и нагÑев Ð¸Ñ Ð¾Ð±ÑÑловлен именно ÑÑим ÑакÑом. ÐÑли пÑедположиÑÑ, ÑÑо R=0, Ñо и Ñепло Ð±Ñ Ð½Ðµ вÑделÑлоÑÑ, как ÑÑно из закона ÐжоÑлÑ-ÐенÑа, пÑиведенного ниже.

READ  Пульсации или мерцание светодиодных ламп и других источников света?

U â Ñа ÑÐ°Ð¼Ð°Ñ ÑазниÑа поÑенÑиалов, назÑÐ²Ð°ÐµÐ¼Ð°Ñ Ñакже напÑÑжением. ÐзмеÑÑеÑÑÑ Ð² ÐолÑÑÐ°Ñ (Ñ Ð½Ð°Ñ Ð, за гÑаниÑей V). Ðго Ñакже назÑваÑÑ ÑлекÑÑодвижÑÑей Ñилой (ЭÐС).

R â ÑлекÑÑиÑеÑкое ÑопÑоÑивление, Ñо еÑÑÑ ÑпоÑобноÑÑÑ Ð¼Ð°ÑеÑиала пÑепÑÑÑÑвоваÑÑ Ð¿ÑоÑÐ¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñока. У диÑлекÑÑиков (изолÑÑоÑов) оно болÑÑое, ÑоÑÑ Ð¸ не беÑконеÑное, Ñ Ð¿Ñоводников â малое. ÐзмеÑÑеÑÑÑ Ð² ÐмаÑ, но оÑениваеÑÑÑ Ð² каÑеÑÑве ÑделÑной велиÑинÑ. Само Ñобой, ÑÑо Ñем ÑолÑе пÑовод, Ñем он лÑÑÑе пÑÐ¾Ð²Ð¾Ð´Ð¸Ñ Ñок, а Ñем он длиннее, Ñем ÑÑже. ÐоÑÑÐ¾Ð¼Ñ ÑделÑное ÑопÑоÑивление измеÑÑеÑÑÑ Ð² ÐмаÑ, ÑмноженнÑÑ Ð½Ð° квадÑаÑнÑй миллимеÑÑ Ð¸ деленнÑÑ Ð½Ð° меÑÑ. ÐÑоме ÑÑого, на его велиÑÐ¸Ð½Ñ Ð²Ð»Ð¸ÑÐµÑ ÑемпеÑаÑÑÑа, Ñем она вÑÑе, Ñем болÑÑе ÑопÑоÑивление. ÐапÑимеÑ, золоÑой пÑоводник длиной в 1 меÑÑ Ð¸ ÑеÑением в 1 кв. мм пÑи 20 гÑадÑÑÐ°Ñ Ð¦ÐµÐ»ÑÑÐ¸Ñ Ð¾Ð±Ð»Ð°Ð´Ð°ÐµÑ Ð¾Ð±Ñим ÑопÑоÑивлением 0,024 Ðма.

ÐÑÑÑ ÐµÑе ÑоÑмÑла закона Ðма Ð´Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð»Ð½Ð¾Ð¹ Ñепи, в нее введено внÑÑÑеннее (ÑобÑÑвенное) ÑопÑоÑивление иÑÑоÑника напÑÑÐ¶ÐµÐ½Ð¸Ñ (ЭÐС).

8.Дуговые короткие замыкания

Категория: И.Л. Небрат «Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ»

         Выше указывалось, что наибольшая часть КЗ в сетях нпряжением до 1 кВ является дуговыми КЗ. Многочисленные исследования показывают, что при дуговом КЗ ток КЗ всегда меньше тока металлического КЗ в этой же точке. Однако определить точное значение RД в месте КЗ не представляется возможным. Существующие методики расчетов дуговых КЗ позволяют лишь примерно оценить значение RД в месте КЗ.

       Рассмотрим более подробно некоторые методики расчетов дуговых КЗ.

       Все расчеты токов дуговых КЗ, также как и металлических, сводятся к определению суммарного сопротивления до точки КЗ для данного вида КЗ, по которому при известном напряжении сети можно вычислить ток КЗ. В общем виде это можно выразить следующей формулой :

, кА     (24)

   где n – вид КЗ;

   — суммарное сопротивление до места КЗ

Расчетные формулы для определения суммарных сопротивлений до места КЗ и токов дуговых КЗ приведены в таблице 2

Таблица 2

Расчетные формулы для определения суммарных сопротивлений и токов в сети 0,4 кВ для дуговых КЗ

Суммарное сопротивление Zå, мОм

Суммарный ток IКå, кА

Трехфазное, К(3)

Двухфазное, К(2)

Однофазное, К(1)

           Сопротивления R1å и X1å рассчитываются также, как для металлических КЗ.Учет сопротивления дуги в месте КЗ в данном случае выполняется введением в расчетную схему активного сопротивления дуги RД , причем RД либо принимается равным 15 мОм, либо определяется из таблицы № 3, в которой значение сопротивления RД получены экспериментально в зависимости от места КЗ и мощности питающего трансформатора .

Таблица 3

Значение активного сопротивления дуги

Расчетные условия КЗ

Активное сопротивление дуги (RД ), мОм, при КЗ за трансформаторами мощностью, кВА

250

400

630

1000

1600

2500

КЗ вблизи выводов низшего

напряжения трансформатора:

— в разделке кабелей напряжением:

0,4 кВ

15

10

7

5

4

3,0

0,525 кВ

14

8

6

1,5

3,5

2,5

0,69 кВ

12

7

5

4

3,0

2,0

— в шинопроводе типа ШМА напряжением :

0,4 кВ

6

4

3,0

0,525 кВ

5

3,5

2,5

0,69 кВ

4

3,0

2,0

КЗ в конце шинопровода типа ШМА длиной 100 – 150 м.

напряжением:

0,4 кВ

6-8

5-7

4-6

0,525 кВ

5-7

4-6

3-5

0,69 кВ

4-6

3-5

2-4

       Значение коэффициентов Кс в зависимости от удаленности точки КЗ, т.е. кривые Кс = были получены в результате обработки экспериментальных данных реальных опытов КЗ за трансформаторами мощностью 630 и 1000 кВА. Эти кривые приведены на рис. 6

где — ток трехфазного металлического КЗ, кА;

Полный ток при наступлении КЗ

Сама по себе апериодическая компонента не может быть рассмотрена, поскольку она является одной из составных частей тока короткого замыкания. В электрической сети присутствуют сопротивления индуктивного характера, не дающие току мгновенно изменяться в момент появления КЗ. Рост нагрузочного тока проистекает не скачкообразно, а согласно определенных законов, предполагающих переходный период от нормального к аварийному значению. Расчетно-аналитическая работа значительно упрощается, когда ток КЗ во время перехода рассматривается как две составные части – апериодическая и периодическая.

Апериодическая часть представляет собой составную часть тока ia с неизменной величиной. Она появляется непосредственно в момент КЗ и в кратчайший срок падает до нулевой отметки.

Периодическая часть тока КЗ Iпm получила название начальной, поскольку по времени она появляется в самом начале процесса. Данный показатель используется для того чтобы выбрать наиболее подходящую уставку или проверить чувствительность релейной защиты. Этот ток известен еще и как сверхпереходный, поскольку его определение осуществляется с помощью сверхпереходных сопротивлений, вводимых в схему замещения. Периодический ток считается установившимся, когда затухает апериодическая часть и заканчивается сам переходный процесс.

Следовательно, полный ток короткого замыкания будет составлять сумму обоих частей – апериодической и периодической во весь период перехода состояний. В определенный момент полный ток за кратчайшее время принимает максимальное значение. Подобное состояние известно под названием ударного тока КЗ, определяемого при проверках электродинамической устойчивости установок и оборудования.

Выбор начального или сверхпереходного тока для проведения расчетов определяет скорое угасание апериодической части, которое происходит раньше, чем срабатывает защита. При этом периодическая составляющая остается неизменной.

Электрические сети, подключенные к генераторным установкам или энергетической системе с ограниченной мощностью, отличаются значительным изменением напряжения при появлении КЗ. В связи с этим, токи, начальный и установившийся, не будут равны между собой. Для того чтобы сделать расчет релейной защиты, можно воспользоваться показателями изначального тока. В этом случае погрешность будет незначительной в сравнении с установившимся током, подверженным воздействию различных факторов. Прежде всего, это увеличенное сопротивление в поврежденной точке, нагрузочные токи и прочие параметры, которые чаще всего не учитываются при выполнении расчетов.

READ  Как заряжать li-ion аккумулятор шуруповёрта

Цепи переменного тока

В легковом автомобиле двигатель внутреннего сгорания через передаточный механизм вращает генератор. Второй источник тока – аккумуляторная батарея. В бортовой сети есть цепи с переменным и постоянным током. Для изменения питающего напряжения применяют специальный преобразователь.

Электрическая схема автомобильного преобразователя напряжения (12-220V) для подключения усилителя мощностью 750 Вт

Для оценки постоянных составляющих тока применяют представленные выше формулы. Переменные – анализируют с учетом реактивных составляющих нагрузок. Индуктивные и емкостные характеристики изменяют фазы токов и напряжений, обеспечивают накопление и возврат электроэнергии обратно в источник питания.

10. Пример расчета токов КЗ в сети напряжением 0,4 кВ

Категория: И.Л. Небрат «Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ»

Расчет токов КЗ – трехфазных, двухфазных, однофазных в сети 0,4 кВ схемы, приведенной на рис. 7

Рис.8 Расчетная схема к примеру

         Необходимо рассчитать токи КЗ в сети 0,4 кВ собственных нужд электростанции. Расчет выполняется для проверки отключающей способности автоматических выключателей, проверки кабельных линий на термическую стойкость, а также для выбора уставок токовых катушек автоматических выключателей и проверки их чувствительности.

       С этой целью выполняются расчеты металлических и дуговых КЗ трехфазных, двухфазных и однофазных.

   Расчетная схема представлена на рис.7

       Расчет выполняется в именованных единицах, сопротивления расчетной схемы приводятся к напряжению 0,4 кВ и выражаются в миллиомах. Параметры элементов расчетной схемы приводятся в таблицах Приложения 1

       Расчеты выполняются в соответствии с методикой рекомендованной ГОСТ 28249-93 на расчеты токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ.

       Короткие замыкания рассчитываются на шинах 0,4 кВ РУ (точка К1) и на вторичной силовой сборке за кабелем КЛ1 (точка К2).

       В данном примере расчеты дуговых КЗ выполняются с использованием снижающего коэффициента КС , поэтому переходные сопротивления контактов, контактных соединений кабелей и шинопроводов в расчетных выражениях для определения суммарного активного сопротивления R не учитываются, эти сопротивления учтены при построении характеристик зависимости коэффициента Кс от полного суммарного сопротивления до места К3, Кс = ∫(Z), полученных экспериментальным путем. Характеристики Кс = ∫(Z) приведены на рис. 6.

Как рассчитать ток короткого замыкания в домашних условиях

   Знание величины тока короткого замыкания крайне необходимо для обеспечения пожарной безопасности. Очевидно, что если измеренный ток короткого замыкания меньше тока уставки максимальной защиты автомата или 4-х кратного значения номинала тока предохранителя, то время срабатывания (перегорания плавкой вставки) будет больше, а это, в свою очередь, может привести к чрезмерному нагреву проводов и их возгоранию.

   Как этот ток определить? Существуют специальные методики и специальные приборы для этого. Здесь рассмотрим вопрос как это сделать, имея лишь мультиметр или даже вольтметр. Очевидно, что этот способ имеет не очень высокую точность, но всё же достаточную для обнаружения несоответствия максимально-токовой защиты к величине этого тока.

   Как это сделать в домашних условиях? Необходимо взять достаточно мощный приёмник, например, электрический чайник или утюг. Ещё неплохо бы иметь тройник. К тройнику подключаем наш потребитель и вольтметр или мультиметр в режиме измерения напряжения. Записываем установившуюся величину напряжения (U1). Отключаем потребитель, и записываем величину напряжения без нагрузки (U2). Дальше производим расчёт. Нужно разделить мощность вашего потребителя (P) на разность замеренных напряжений.

                                                                       Iк.з.(1) = Р/(U2 – U1)

   Посчитаем на примере. Чайник 2 кВт. Первый замер – 215 В, второй замер – 230 В. По расчёту получается 133,3 А. Если стоит, например, автомат ВА 47-29 с характеристикой С, то его уставка будет от 80 до 160 Ампер. Следовательно, возможно, что этот автомат сработает с задержкой. По характеристике автомата можно определить, что время срабатывания может быть при этом до 5 секунд. Что в принципе опасно. 

   Что делать? Нужно увеличить величину тока короткого замыкания. Увеличить этот ток можно заменив провода питающей линии на большее сечение.

Причины опасной ситуации

Аварийная ситуация и короткое замыкание цепи не может возникнуть просто так.

В каждом конкретном случае имеются определенные причины и негативные факторы:

  • Высокий уровень напряжения при замыкании. Обычно возникает в результате резкого скачка, при котором наблюдается превышение всех допустимых норм. Вероятность пробоя изоляции или всей схемы становится очень высокой. Повышаются токовые утечки с одновременным повышением температуры дуги. При коротком замыкании большое напряжение всегда создает кратковременный дуговой разряд.
  • Старые изношенные слои изоляционного покрытия. Подобные ситуации чаще всего встречаются, когда замена проводки не проводилась в течение длительного времени. Слабая изоляция оказывается наиболее подверженной электрическому пробою, чему причина – выработка своего ресурса.
  • Внешние механические воздействия. Защитная оболочка проводников постепенно перетирается, а изоляционное покрытие оказывается нарушенным. Жилы проводов также подвержены повреждениям, вызывающим не только КЗ, но и возгорания.
  • В электрическую цепь иногда попадают посторонние предметы – пыль, мусор и т.д. Попадая на проводник, они создают собственную дополнительную цепочку, способную вызвать ток короткого замыкания источника.
  • Удары молний, создающие высокое напряжение, легко пробивающее всю электрическую схему или изоляцию проводников.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: