Короткое замыкание

Междуфазные замыкание высоковольтной линии: способы защиты

В цепях свыше 1000 Вольт не используют автоматических разъединителей, поскольку при размыкании коммутационной аппаратуры под нагрузкой образуется сильная дуга, для этого используют, например, масляные, вакуумные или элегазовые выключатели.

Для защиты высоковольтных сетей используются релейные схемы. Они не так сложны, как может показаться, но очень логичны. Жила высоковольтного кабеля или шина проходит через трансформатор тока, который измеряет значение тока через магнитное поле вокруг проводника. В зависимости от величины протекающего тока на выводах трансформатора тока появляется вторичный ток небольшого значения (как правило, до 5 А), который прямо пропорционален силе тока в измеряемой цепи. При междуфазном замыкании ток сильно возрастает, после чего входит в работу релейная часть схемы, подавая отключающий импульс на привод высоковольтного выключателя, вернее на обмотку электромагнита, который отключает выключатель.

В заключение хотелось бы отметить, что КЗ – это крайне опасное явление, возникшая дуга может стать причиной пожара, как и раскаленные соединители, поэтому не стоит пренебрегать средствами защиты (предохранителями и автоматами). В лучшем случае кабеля просто отгорят, если устройства защиты не сработали, в худшем это приведет к пожару и поражению электрическим током находящихся рядом людей. Надеемся, теперь вы знаете, что такое межфазное замыкание, какие причины его возникновения и последствия.

Полезные материалы:

• Как определить короткое замыкание в сети
• Какие огнетушители используют для тушения электропроводки
• Для чего нужен воздушный автоматический выключатель

Цепи пеÑеменного Ñока

РаÑÑмоÑÑеннÑе вÑÑе ÑиÑÑаÑии имели обÑий ÑаÑакÑÐµÑ Ð¸Ð»Ð¸ каÑалиÑÑ Ñепей поÑÑоÑнного Ñока. РболÑÑинÑÑве ÑлÑÑаев ÑлекÑÑоÑнабжение и жилÑÑ, и пÑомÑÑленнÑÑ Ð¾Ð±ÑекÑов пÑоизводиÑÑÑ Ð¾Ñ ÑеÑи пеÑеменного напÑÑÐ¶ÐµÐ½Ð¸Ñ 220 или 380 ÐолÑÑ. ÐепÑиÑÑноÑÑи Ñ Ð¿Ñоводкой, ÑаÑÑÑиÑанной на поÑÑоÑннÑй Ñок, ÑаÑе вÑего ÑлÑÑаÑÑÑÑ Ð² авÑомобилÑÑ.

ÐÐµÐ¶Ð´Ñ ÑÑими двÑÐ¼Ñ Ð¾ÑновнÑми Ñипами ÑлекÑÑопиÑÐ°Ð½Ð¸Ñ ÐµÑÑÑ ÑазниÑа, и ÑÑÑеÑÑвеннаÑ. Ðело в Ñом, ÑÑо пÑоÑÐ¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿ÐµÑеменного Ñока пÑепÑÑÑÑвÑÑÑ Ð´Ð¾Ð¿Ð¾Ð»Ð½Ð¸ÑелÑнÑе ÑоÑÑавлÑÑÑие ÑопÑоÑивлениÑ, назÑваемÑе ÑеакÑивнÑми и обÑÑловленнÑе волновой пÑиÑодой возникаÑÑÐ¸Ñ Ð² Ð½Ð¸Ñ Ñвлений. Ðа пеÑеменнÑй Ñок ÑеагиÑÑÑÑ Ð¸Ð½Ð´ÑкÑивноÑÑи и емкоÑÑи. Ток коÑоÑкого замÑÐºÐ°Ð½Ð¸Ñ ÑÑанÑÑоÑмаÑоÑа огÑаниÑиваеÑÑÑ Ð½Ðµ ÑолÑко акÑивнÑм (или омиÑеÑким, Ñо еÑÑÑ Ñаким, коÑоÑое можно измеÑиÑÑ ÐºÐ°ÑманнÑм пÑибоÑÑиком-ÑеÑÑеÑом) ÑопÑоÑивлением, но и его индÑкÑивной ÑоÑÑавлÑÑÑей. ÐÑоÑой Ñип нагÑÑзки â емкоÑÑнÑй. ÐÑноÑиÑелÑно векÑоÑа акÑивного Ñока векÑоÑÑ ÑеакÑивнÑÑ ÑоÑÑавлÑÑÑÐ¸Ñ Ð¾ÑклоненÑ. ÐндÑкÑивнÑй Ñок оÑÑÑаеÑ, а емкоÑÑнÑй опеÑÐµÐ¶Ð°ÐµÑ ÐµÐ³Ð¾ на 90 гÑадÑÑов.

ÐÑимеÑом ÑазниÑÑ Ð¿Ð¾Ð²ÐµÐ´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð°Ð³ÑÑзки, обладаÑÑей ÑеакÑивной ÑоÑÑавлÑÑÑей, Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ ÑлÑжиÑÑ Ð¾Ð±ÑÑнÑй динамик. Ðго некоÑоÑÑе лÑбиÑели гÑомкой мÑзÑки пеÑегÑÑжаÑÑ Ð´Ð¾ ÑÐµÑ Ð¿Ð¾Ñ, пока диÑÑÑÐ·Ð¾Ñ Ð¼Ð°Ð³Ð½Ð¸Ñное поле не вÑÐ±Ð¸Ð²Ð°ÐµÑ Ð²Ð¿ÐµÑед. ÐаÑÑÑка ÑлеÑÐ°ÐµÑ Ñ ÑеÑдеÑника и ÑÑÑ Ð¶Ðµ ÑгоÑаеÑ, поÑÐ¾Ð¼Ñ ÑÑо индÑкÑÐ¸Ð²Ð½Ð°Ñ ÑоÑÑавлÑÑÑÐ°Ñ ÐµÐµ напÑÑÐ¶ÐµÐ½Ð¸Ñ ÑменÑÑаеÑÑÑ.

Что такое короткое замыкание

Коротким замыканием называется такое состояние электрической сети, при котором возникает контакт между какими-либо точками цепи с разными значениями потенциалов. Зона контакта отличается низким сопротивлением, поэтому в таком месте резко возрастает сила тока, многократно превышая допустимые значения.

Таким образом, при замыкании источника напряжения с незначительным внутренним сопротивлением, в цепи начнет протекать ток, представляющий собой отношение ЭДС этого источника и суммы, которая включает в себя внутреннее сопротивление источника и сопротивление замкнутой цепи. Когда источник тока обладает большой мощностью, сила тока значительно возрастает. Высокий потенциал наносит повреждения всем элементам цепи, в том числе, соединительным проводам и потребителям. Как правило, они быстро перегреваются и становятся причиной возгорания.

Особую опасность замыкание представляет для аккумуляторных батарей. Пребывание в таком состоянии в течение длительного времени вызывает закипание электролита и его разбрызгивание. Литиевые АКБ в таких случаях перегреваются, их корпус взрывается, а сам литий начинает гореть.

Ударный ток КЗ

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

Способы защиты оборудования от коротких замыканий в электроустановках

Как и упоминалось выше, короткие замыкания сопровождаются значительным увеличением тока, что приводит к повреждению электрооборудования. Следовательно, защита оборудования электроустановок от данного аварийного режима — основная задача энергетики.

Для защиты от короткого замыкания, как аварийного режима работы оборудования, в электроустановках распределительных подстанций используют различные защитные устройства.

Основная цель всех устройств релейной защиты — это участок сети, на котором возникло короткое замыкание.

В электроустановках напряжением 6-35кВ для защиты линий электропередач от коротких замыканий используют максимально-токовую защиту (МТЗ). Для защиты линий напряжением 110 кВ от коротких замыканий используется дифференциально-фазная защита, как основная защита линий. Кроме того, для защиты ЛЭП 110 кВ в качестве резервных защит используются дистанционная защита и земляная защита (ТЗНП).

В низковольтных сетях для защиты цепей от КЗ используются автоматические выключатели.

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

Немного подробнее о причинах короткого замыкания

1. Неправильно заизолированные провода или физическое перемещение контактов в оконечных устройствах (сдвиг, поворот, иные действия способные соединить два провода).
2. Повреждение изоляции кабелей при прокладке (в том числе скрытых) силовых линий или при работах по ремонту и отделке помещений.
3. Использование в работе неисправных приборов (от патрона к лампе до клеммника и розетки), в которых есть прямая возможность возникновения короткого замыкания.
4. Игнорирование замыканий электропроводки при работах (самая частая ошибка начинающих электриков), поскольку эффект КЗ не повторяется.
5. «Плавающие», «спорадические» неисправности проводки, которым не уделено достаточно внимания из-за редких проявлений.

Это список наиболее частых причин коротких замыканий, выхода из строя квартирных и домашних электросетей, а также пожаров, которые сложно тушить по причине постоянной подпитки огня со стороны горящих кабелей. Очевидно, что такие неприятности не нужны никому.

Какие могут быть последствия?

Во время замыканий наблюдается резкое увеличение силы тока, что приводит к расплавлению металлов. «Брызги» могут разноситься во все стороны, приводя к воспламенению предметов вокруг и пожарам. Это особенно опасно для домашних условий, так как КЗ может стать причиной потери имущества и жилья. Последствиями на предприятиях является аварийная ситуация, повреждение техники и риск того, что могут пострадать люди.

Замыкание, в зависимости от места его образования, может привести к системой аварии, последствиями которой станет экономический и технический урон. Оборудование, которое находилось под действием усиленной силы тока, выходит из стоя или получает серьезные повреждения.

Еще одним последствием замыкания является ухудшение условий работы персонала и потребителей – резкое понижение давления приводит к остановке производственных мощностей и экономическому ущербу. Наибольший урон наносится тому месту, в котором непосредственно возникло замыкание.

Способы защиты

Наиболее надежным и действенным способом предотвращения КЗ является установка автоматических выключателей. Альтернативой служат плавкие предохранители. Автомат своевременно улавливает возникновение замыкания и отключает питание, благодаря чему возникновение аварийной ситуации является невозможным.

Прочие меры предосторожности:

• регулярная ревизия электропроводных каналов – визуальное определение слабых мест кабеля, где изнашивается изоляция и своевременное устранение проблемы;
• использование электрических реакторов, которые регулируют подачу тока;
• использование специальных электроцепей, которые в случае необходимости отключают секционные выключатели;
• использование понижающих трансформаторов, которые оснащены расщепляемой обмоткой низкого напряжения.

Совет:
для домашнего использования рекомендуется устанавливать автоматические выключатели. Они рассчитаны на определенный ток, после превышения величины которого, разрывается цепь. Прочие меры в основном указаны для промышленного использования.

В чем заключается угроза КЗ?

Замыкание в первую очередь представляет угрозу здоровью и жизни человека. Это связано с пожарной опасностью: возгорание изоляции проводов, воспламенение окружающих предметов, способность изоляции распространять горение. Так же изменение силы тока может быть губительным для используемых устройств и приборов, приводя к катастрофическим последствиям

КЗ может стать причиной экономического убытка Поэтому важно использовать меры профилактики возникновения явления и прибегать к установке методов защиты

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.

Причины короткого замыкания

Замыкание может произойти:

• вследствие природных аномалий;
• в цепях постоянного тока;
• в схемах переменного тока.

Разберем подробнее каждый из видов.

Причины короткого замыкания из-за природных аномалий

К таким аномалиям относят молнии. Они особо опасны, как для жизни человека, так и для вашего дома.

Источником образования молнии является высокое статическое , которое накопилось в облаках при их движении.

Охлаждение естественным путем при подъеме на большую высоту способствуют конденсации пара и влаги, образуя дождь.

Влага имеет низкое сопротивление к электричеству. Таким образом, создает пробой в воздухе, по которому проходит ток, в виде молнии.

Разряд молнии способен привести к замыканию и другим печальным последствиям.

Причина короткого замыкания может быть в цепи постоянного тока

Источник напряжения создает разницу отрицательных и положительных потенциалов. Эти в свою очередь, обеспечивают правильную работу схемы.

Нагрузка электричества на прибор распределяется равномерно, но в аварийном режиме между клеммами может возникнуть закоротка, которая имеет низкое сопротивление.

Короткое замыкание исключает равномерное протекание тока и выводит схему из работы.

Таким образом, выходит что, величина электричества не изменилась, а значение тока возросло. Соответственно ваш прибор перегорел.

Причины короткого замыкания могут быть в цепях переменного тока

В цепях переменного тока все действует аналогичным образом, как и в цепях постоянного. Следует выделить некоторые особенности, которые влияют на похождение тока:

• схемы с 1 и 3 фазным сетей различных конфигураций;
• наличие или отсутствие контура заземления.

Говоря на простом языке, причинами короткого замыкания в доме и электропроводке могут стать следующие ситуации:

• мы взялись и начали сверлить стену или вбивать гвоздь. Попадаете в провод, что приводит к короткому замыканию;
• перенапряжение (использование множества бытовых приборов одновременно);
• подплавление изоляции, вызванное плохим контактом в розетках, вилках и т.д.;
• при затоплении соседями, влага попадает в распределительные коробки, что приводит к разрушению изоляционного слоя и замыканию контактов;
• наличие грызунов;
• старая проводка.

Причиной замыкания может стать все что угодно, поэтому стоит уделить особое внимание данному вопросу, чтобы избежать таких последствий как поломка, возгорание или даже смерть

Полезное КЗ

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

Виды КЗ

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

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

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

Методы защиты

В первые же годы бурного развития электротехники, когда человечество еще отважно экспериментировало, внедряя гальванические приборы, изобретало различные виды генераторов, двигателей и освещения, возникла проблема защиты этих устройств от перегрузок и токов короткого замыкания. Самое простое ее решение состояло в последовательной с нагрузкой установке плавких элементов, которые разрушались под воздействием резистивного тепла, в случае если ток превышал установленное значение

Такие предохранители служат людям и сегодня, их главные достоинства состоят в простоте, надежности и дешевизне. Но есть у них и недостатки. Сама простота «пробки» (так назвали держатели плавких ставок за их специфическую форму) провоцирует пользователей после ее перегорания не мудрствовать лукаво, а заменять вышедшие из строя элементы первыми попавшимися под руку проволочками, скрепками, а то и гвоздями. Стоит ли упоминать о том, что такая защита от токов короткого замыкания не выполняет своей благородной функции?

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

В обыденной же жизни экспериментировать с коротким замыканием не рекомендуется.

Всем привет. Я очень рад, что вы зашли на мой сайт. И сегодня, мы с вами, поговорим о том, что такое короткое замыкание и какие замыкания бывают.

Короткое замыкание – это соединение (соприкосновение) двух или нескольких точек (проводников) электрической цепи с разными потенциальными значениями.

Разные потенциалы – это когда фаза и ноль в сети переменного тока, или плюс и минус в сети постоянного тока.

Теперь давайте рассмотрим, какие бывают виды короткого замыкания.

В однофазной сети может быть только два вида короткого замыкания:

1. фаза и ноль – это вид замыкания очень часто бывает в простых бытовых условиях. К примеру с наступление зимы становится холодно, и многие люди пытаются согреться с помощью электрических обогревателей.

Но мало кто обращает внимание на розетки, в которые включают эти самые обогреватели. Очень часто бывает, что розетки не рассчитаны на токи, которые потребляют обогреватели, или же часто в розетках может быть плохой контакт

Из-за этого розетки и вилочки начинают греться. В следствии длительных нагревов разрушается изоляция проводов. И в один прекрасный момент два, уже оголевших, проводника могут соприкоснуться, и получится короткое замыкание.

2. фаза и заземление – это когда фазный провод, каким-то образом начинает контактировать с заземлённым корпусом любого электрического оборудования. Будь то электрический водонагреватель, светильник, станок и так далее.

Бывает ещё такое, что корпус может быть занулённым, тогда такое замыкание можно отнести к первому случаю.

А вот в ситуаций, при которых возникает короткое замыкание, может быть намного больше:

1. однофазное замыкание – фаза и ноль. Этот вид я уже описывал выше, так что переходим к следующему.

2. двухфазное – это когда соединились между собой две фазы. Часто случается на воздушных линиях электропередач. Такое явление, наверное, видел каждый человек в своей жизни. Когда на улице сильный ветер и начинает расшатывать провода, и получает не большой салют. На промышленных предприятиях такое замыкание часто случается в силовых цепях.

3. двухфазное и земля – такое, конечно, реже бывает, но всё равно случается. Пример, когда две фазы могут соединиться между собой, и одновременно контактировать ещё и с землёй.

4. трёхфазное – это когда все три фазы каким-то образом замкнулись между собой. Такое замыкание получится при падении или прикосновении, какого-то токопроводящего предмета ко всем трём фазам одновременно.

УдаÑнÑй Ñок ÐÐ

Ð ÑеÑниÑеÑкой лиÑеÑаÑÑÑе ÑаÑÑо вÑÑÑеÑаеÑÑÑ ÑеÑмин «ÑдаÑнÑй Ñок коÑоÑкого замÑканиÑ». Ðе ÑледÑÐµÑ Ð¿ÑгаÑÑÑÑ ÑÑого понÑÑиÑ, оно вовÑе не Ñакое ÑÑÑаÑное и к поÑÐ°Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ ÑлекÑÑиÑеÑÑвом пÑÑмого оÑноÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ðµ имееÑ. ÐонÑÑие ÑÑо ознаÑÐ°ÐµÑ Ð¼Ð°ÐºÑималÑное знаÑение I к.з. в Ñепи пеÑеменного Ñока, доÑÑигаÑÑее Ñвоей велиÑÐ¸Ð½Ñ Ð¾Ð±ÑÑно ÑеÑез полпеÑиода поÑле Ñого, как возникла аваÑÐ¸Ð¹Ð½Ð°Ñ ÑиÑÑаÑиÑ. ÐÑи ÑаÑÑоÑе 50 ÐÑ Ð¿ÐµÑиод ÑоÑÑавлÑÐµÑ 0,2 ÑекÑндÑ, а его половина â ÑооÑвеÑÑÑвенно 0,1 Ñек. Ð ÑÑÐ¾Ñ Ð¼Ð¾Ð¼ÐµÐ½Ñ Ð²Ð·Ð°Ð¸Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ¹ÑÑвие пÑоводников, ÑаÑположеннÑÑ Ð²Ð±Ð»Ð¸Ð·Ð¸ дÑÑг оÑноÑиÑелÑно дÑÑга, доÑÑÐ¸Ð³Ð°ÐµÑ Ð½Ð°Ð¸Ð±Ð¾Ð»ÑÑей инÑенÑивноÑÑи. УдаÑнÑй Ñок коÑоÑкого замÑÐºÐ°Ð½Ð¸Ñ Ð¾Ð¿ÑеделÑеÑÑÑ Ð¿Ð¾ ÑоÑмÑле, коÑоÑÑÑ Ð² ÑÑой ÑÑаÑÑе, пÑедназнаÑенной не Ð´Ð»Ñ ÑпеÑиалиÑÑов и даже не Ð´Ð»Ñ ÑÑÑденÑов, пÑиводиÑÑ Ð½Ðµ Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ ÑмÑÑла. Ðна доÑÑÑпна в ÑпеÑиалÑной лиÑеÑаÑÑÑе и ÑÑебникаÑ. Само по Ñебе ÑÑо маÑемаÑиÑеÑкое вÑÑажение не пÑедÑÑавлÑÐµÑ Ð¾Ñобой ÑложноÑÑи, но ÑÑебÑÐµÑ Ð´Ð¾Ð²Ð¾Ð»Ñно обÑемнÑÑ ÐºÐ¾Ð¼Ð¼ÐµÐ½ÑаÑиев, ÑглÑблÑÑÑÐ¸Ñ ÑиÑаÑÐµÐ»Ñ Ð² ÑеоÑÐ¸Ñ ÑлекÑÑоÑепей.

Что происходит в цепи при коротком замыкании

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

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

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

Короткие замыкания и трансформаторные устройства

Существенное негативное влияние замыкания в цепях оказывают практически на все виды трансформаторов. В подобных случаях возникает режим короткого замыкания, при котором токопровод с нулевым сопротивлением замыкает на выводах вторичную обмотку. В условиях эксплуатации это приводит к возникновению аварийного режима из-за резкого роста вторичного и первичного тока, сравнительно с номиналом.

С целью предотвращения негативных последствий в цепях, использующих трансформаторные устройства предусматривается защита, обеспечивающая автоматическое отключение прибора.

В специальных лабораториях проводят испытания трансформаторов на их устойчивость к таким воздействиям. Для этого зажимы на вторичной обмотке коротко замыкаются, а на первичную обмотку подается напряжение U_к, при котором ее ток будет оставаться на уровне номинала. Напряжение короткого замыкания u_к является основной характеристикой трансформатора, выражается в процентах и вычисляется по формуле: u_к = (U_к х 100)/U_1ном. Величина U_1ном представляет собой показатель номинального первичного напряжения.

При коротком замыкании значение U_к является очень маленькой величиной, в связи с этим потери холостого хода в несколько сотен раз меньше, чем в условиях действия номинального напряжения. Сильный нагрев обмоток приводит к росту их активного сопротивления и дальнейшим потерям мощности трансформатора. Они известны также, как потери короткого замыкания или электрические потери.

В режиме КЗ будут изменяться и внешние характеристики трансформатора в соответствии с подключенной нагрузкой. Так, индуктивная нагрузка вызывает снижение напряжения на вторичной обмотке с одновременным увеличением тока. Емкостные нагрузки, как показывает график, наоборот, приводят к росту напряжения при увеличении нагрузочного тока. Чисто активная нагрузка будет удерживать характеристики тока и напряжения в более жестких рамках.

Что такое ток короткого замыкания

Как рассчитать ток короткого замыкания

Формула тока короткого замыкания

Что такое короткое замыкание, его виды и причины возникновения

Причины возникновения короткого замыкания

Опыт короткого замыкания трансформатора

Что же такое короткое замыкание?

Пример: Локомотив должен доставить груз, допустим из города Нижний Новгород в такой мегаполис как Москва. Путь состава должен быть длинным. Локомотив, таща за собой 50 вагонов угля, набирает большую скорость. Но вдруг, в городе Владимир диспетчер совершает роковую ошибку, переключив стрелку на путь, где находится другой состав — аварии не миновать.

Состав набравший большую скорость быстро не остановить. Наглядный пример может показаться примитивным, но хочется показать принцип лежащий в основе – это сила, мощь, использованная не по назначению, несущая разрушение. Путь следования локомотива с множеством вагонов оказался коротким, не завершенным, не достиг цели.

Характерные признаки и последствия

Визуально такой процесс можно определить по ярким вспышкам, появлению дыма, обугленным проводам и перегоревшим плавким предохранителям. Кроме того, при этом происходит падение напряжения и рост силы тока в электрической магистрали. Все эти явления представляют большую опасность, а именно:

1. В месте соприкосновения проводников или элементов устройств появляется источник возгорания, который часто приводит к возникновению пожара.
2. Падение напряжения приводит к сбою в работе электрического оборудования и бытовой техники.
3. Возникают электромагнитные волны, которые оказывают влияние на линии связи и коммуникаций.
4. Происходит цепь различных аварий, приводящих к отключению потребителей от энергетической системы до устранения последствий.

ЧÑо пÑоиÑÑÐ¾Ð´Ð¸Ñ Ð² Ñепи пÑи коÑоÑком замÑкании

ÐÑак, ÑиÑаÑÐµÐ»Ñ Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ ÑÑиÑаÑÑ, ÑÑо оÑвоил вÑе главнÑе ÑизиÑеÑкие закономеÑноÑÑи Ð´Ð»Ñ Ñого, ÑÑÐ¾Ð±Ñ ÑазобÑаÑÑÑÑ Ð² Ñом, какой Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð±ÑÑÑ Ð²ÐµÐ»Ð¸Ñина (ладно, пÑÑÑÑ Ð±ÑÐ´ÐµÑ Ñила) Ñока коÑоÑкого замÑканиÑ. Ðо ÑнаÑала ÑледÑÐµÑ Ð¾Ð¿ÑеделиÑÑÑÑ Ñ Ð²Ð¾Ð¿ÑоÑом о Ñом, ÑÑо, ÑобÑÑвенно, ÑÑо Ñакое. ÐÐ (коÑоÑкое замÑкание) — ÑÑо ÑиÑÑаÑиÑ, пÑи коÑоÑой ÑопÑоÑивление нагÑÑзки близко к нÑлÑ. СмоÑÑим на ÑоÑмÑÐ»Ñ Ð·Ð°ÐºÐ¾Ð½Ð° Ðма. ÐÑли ÑаÑÑмаÑÑиваÑÑ ÐµÐ³Ð¾ ваÑÐ¸Ð°Ð½Ñ Ð´Ð»Ñ ÑÑаÑÑка Ñепи, неÑложно понÑÑÑ, ÑÑо Ñок бÑÐ´ÐµÑ ÑÑÑемиÑÑÑÑ Ðº беÑконеÑноÑÑи. Рполном ваÑианÑе он бÑÐ´ÐµÑ Ð¾Ð³ÑаниÑен ÑопÑоÑивлением иÑÑоÑника ЭÐС. РлÑбом ÑлÑÑае Ñок коÑоÑкого замÑÐºÐ°Ð½Ð¸Ñ Ð¾ÑÐµÐ½Ñ Ð²ÐµÐ»Ð¸Ðº, а по Ð·Ð°ÐºÐ¾Ð½Ñ ÐжоÑлÑ-ÐенÑа, Ñем он болÑÑе, Ñем ÑилÑнее гÑееÑÑÑ Ð¿Ñоводник, по коÑоÑÐ¾Ð¼Ñ Ð¾Ð½ идеÑ. ÐÑиÑем завиÑимоÑÑÑ Ð½Ðµ пÑÑмаÑ, а квадÑаÑиÑнаÑ, Ñо еÑÑÑ, еÑли I ÑвелиÑиÑÑÑ ÑÑокÑаÑно, Ñо Ñепла вÑделиÑÑÑ Ð² деÑÑÑÑ ÑÑÑÑÑ Ñаз болÑÑе. Ð ÑÑом и ÑоÑÑÐ¾Ð¸Ñ Ð¾Ð¿Ð°ÑноÑÑÑ ÑвлениÑ, пÑиводÑÑего поÑой к пожаÑам.

ÐÑовода накалÑÑÑÑÑ Ð´Ð¾ÐºÑаÑна (или добела), они пеÑедаÑÑ ÑÑÑ ÑнеÑÐ³Ð¸Ñ ÑÑенам, поÑолкам и дÑÑгим пÑедмеÑам, коÑоÑÑÑ ÐºÐ°ÑаÑÑÑÑ, и поджигаÑÑ Ð¸Ñ. ÐÑли Ñаза в каком-Ñо пÑибоÑе каÑаеÑÑÑ Ð½Ñлевого пÑоводника, Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ°ÐµÑ Ñок коÑоÑкого замÑÐºÐ°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ÑÑоÑника, замкнÑÑого на Ñамого ÑебÑ. ÐоÑÑÑее оÑнование ÑлекÑÑопÑоводки â ÑÑÑаÑнÑй Ñон инÑпекÑоÑов пожаÑной оÑÑÐ°Ð½Ñ Ð¸ пÑиÑина Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¸Ñ ÑÑÑаÑов, налагаемÑÑ Ð½Ð° безоÑвеÑÑÑвеннÑÑ ÑобÑÑвенников зданий и помеÑений. РвÑÐµÐ¼Ñ Ð²Ð¸Ð½Ð¾Ð¹, конеÑно же, не Ð·Ð°ÐºÐ¾Ð½Ñ ÐжоÑлÑ-ÐенÑа и Ðма, а пеÑеÑоÑÑÐ°Ñ Ð¾Ñ ÑÑаÑоÑÑи изолÑÑиÑ, неаккÑÑаÑно или безгÑамоÑно пÑоизведеннÑй монÑаж, повÑÐµÐ¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼ÐµÑаниÑеÑкого ÑаÑакÑеÑа или пеÑегÑÑзка пÑоводки.

Ðднако и Ñок коÑоÑкого замÑканиÑ, каким Ð±Ñ Ð¾Ð½ ни бÑл болÑÑим, Ñакже не беÑконеÑен. Ðа ÑазмеÑÑ Ð±ÐµÐ´, коÑоÑÑе он Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð½Ð°ÑвоÑиÑÑ, влиÑÐµÑ Ð¿ÑодолжиÑелÑноÑÑÑ Ð½Ð°Ð³Ñева и паÑамеÑÑÑ ÑÑÐµÐ¼Ñ ÑлекÑÑоÑнабжениÑ.

Если не можешь предотвратить – возглавь!

Эта фраза великого политического деятеля как нельзя лучше описывает ситуацию с электросетью, которой мы доверяем многое. И свою жизнь, и комфорт и почти всё имущество. Поэтому не будет лишним список простых рекомендаций.

Проверку новых электросетей и коммуникаций проводите с избыточными токами, моделируя перегрузку. Такое испытание надо проводить со специалистом, самостоятельно делать это опасно.

Не пренебрегайте замером сопротивления изоляции в готовой сети. Да, это стоит денег и занимает время, но такой замер исключит замыкание на землю, свойственное длинным кабелям, а также покажет наиболее опасные участки, которые возможно правильнее будет заменить.

На изображении видно, что дуга (пробой) может происходить и без физического контакта проводников. Именно поэтому, собирая розетки и выключатели, зачищайте изоляцию проводов только на участке, полностью убираемом в клемму! Не допускайте даже нескольких миллиметров оголённых проводов, иначе может случиться то, что на фото – электрическая дуга внутри прибора. Напомним, что при таком происшествии защита от короткого замыкания почти гарантированно опоздает с отключением линии!

Непродуманное наращивание и добавление линий без мер защиты – прямая дорога к замыканию и пожару. Это хороший пример того, что никогда нельзя делать.

Каждый день, будь то дома или на работе мы замыкаем электрическую цепь, и ничего взрывоопасного не происходит. Замыкая цепь с помощью штепсельной вилки электроприбора, электроэнергия превращается:

• — в механическую энергию — двигатели насосов, пылесосов и различных электрических приспособлений.
• — в тепловую энергию — горячий воздух фена, кипяток электрического чайника, тепловое излучение электрического конвектора.

Это хорошее замыкание, назовем ее условно в противопоставлении короткому, “длинное” замыкание электрической цепи.