Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

За такова необичайно функциониране на електрическата верига като късо съединение почти всеки е чул. Описанието на физиката на този процес е включено в училищната програма от 8-ми клас. Предлагаме да запомним какво е това явление, каква опасност представляват токовете на късо съединение и вероятните им причини. В статията ще разгледаме видовете късо съединение, както и методите за защита, позволяващи да се сведат до минимум негативните последици.

Какво е късо съединение?

В този термин е обичайно да се нарича състоянието на мрежата, в която има електрически контакт между електрически точки с различни потенциали, които не са предвидени при нормална работа. Ниското съпротивление в контактната зона води до рязко увеличаване на тока, надвишавайки допустимата стойност.

За да разберем процеса, даваме ясен пример. Да предположим, че има 100 W лампа с нажежаема жичка, свързана към 220 V домакинска мрежа.С помощта на закона на Ом, ние изчисляваме тока за нормален режим и късо съединение, пренебрегвайки съпротивлението на източника и електрическото окабеляване.

Електрическата верига на нормалния режим на работа (а) и късото съединение (б)

При нормална работа на горепосочената верига, електрическият ток ще бъде 0.45 A (I = P / U = 100/220 ≈ 0.45), а съпротивлението на натоварване ще бъде 489 ома (R = U / A = 220 / 0.45) ≈ 489).

Сега разгледайте промяната в параметрите на веригата в случай на повреда. За да направите това, затворете веригата между точки А и В и извършете свързването с помощта на проводник със съпротивление от 0.01 Ω. Като се имат предвид свойствата на електрически ток, той ще избере пътя с най-ниско съпротивление, съответно, I CC ще се увеличи до 22000 A (I = U / R). Всъщност по тази причина затварянето се нарича кратко.

Този пример е силно опростен, в действителност токът на късо съединение няма да се повиши до 2, 2 kA, тъй като на потребителя ще настъпи спад на напрежението, съгласно втория закон на Киргоф: E = I * r + I * R, където I * r е напрежението на източника на енергия, и I * R, съответно, на потребителя. Тъй като R се затваря до нула, волтметърът в схемата, показана по-горе, ще покаже спад на напрежението.

Видове KZ

Според ГОСТ 52735-2007, късо съединение в електрическите мрежи обикновено се разделя на няколко типа. За по-голяма яснота по-долу са показани диаграми на различни видове повреди.

Различни видове късо съединение

Нотация с кратко описание:

  1. Трифазната, приета означение - K (Z) . Това означава, че възниква електрически контакт между трите фази. Това е единственият тип верига, който не причинява "изкривяване" на фазите, процесът протича симетрично, което опростява изчисляването на тока на късо съединение. В същото време 3-фазното късо съединение представлява най-голямата опасност по отношение на топлинните и електродинамичните ефекти. В тази връзка, при изчисляване на тока на късо съединение за трифазна верига, този тип верига обикновено се разглежда.

Характерно е, че при К (З) наличието на контакт със земята не влияе на параметрите на процеса.

  1. 2 фаза (K (2) ). Този тип вериги, както всички следващи, се отнасят до асиметрични процеси, причинявайки изкривяване на напрежението в системата. В кабелните електропроводи вероятността за преминаване на K (2) към K (W) е доста висока, тъй като температурата на мястото на повредата разрушава изолацията на тоководещи части.
  2. 2 фаза с земя (K (1, 1) ). Този процес може да се наблюдава в системи със заземен неутрален.
  3. 1-фазна с земя (K (1) ). Този вид затваряне е най-често срещаната практика. Характерно е, че процесът може да се осъществи както в домакинските, така и в промишлените електрически мрежи и в оборудването, което се захранва от тях.
  4. Двойна към земя (K (1 + 1) ). Това означава, че две фази са затворени през земята, без да имат електрически контакт един с друг. Този тип верига е възможна в системи със заземен неутрален.

Водили сме само пет вида затваряния, които най-често се срещат в практиката. Пълен списък на възможните варианти и обяснителни диаграми може да бъде намерен в Приложение 2 на ГОСТ 26522 85.

Вероятността за възникване на всяка от горните опции е дадена в таблицата. Както може да се види от нея, най-често се наблюдават еднофазни късо съединение.

Таблица 1. Разпределение, съставено от аварийна статистика.

Обозначение за късо съединениеПроцентът от общия брой (%)
K ( K )5.0
K (2)10.0
K (1)65.0
K (1, 1) и K (1 + 1)20.0

След като се справим с видовете затваряния, ние разглеждаме в какви ситуации могат да възникнат.

Причини за късо съединение

Въпреки случайността на този процес има много причини, които са пряко или косвено свързани с неговия произход. Изброяваме най-честите причини, според аварийната статистика:

  • Амортизация на електрическото оборудване на енергийните системи или на битовата електрическа мрежа . С течение на времето изолацията на проводници или тоководещи елементи губи диелектрични свойства, в резултат на което се получава неволна електрическа връзка в участъка на веригата. Възможно е да се определи общото състояние на окабеляването чрез проводници в електрическите точки.
    Стареенето на изолацията е забележимо в електрическите контакти.
  • Превишаване на допустимото натоварване на силовата верига . Това води до нагряване на тоководещи елементи, което води до повреда на изолацията. Подробности за претоварването на електрическата мрежа можете да намерите на нашия уебсайт.
    Претоварването на захранването може да причини късо съединение.
  • Удар на мълния в въздушните линии . В този случай в електрическата мрежа възниква пренапрежение, което може да предизвика късо съединение. Отбелязваме, че светкавицата не е задължително да попада директно в електропроводите, близкият разряд може да причини йонизация на въздуха, което увеличава неговата проводимост. В резултат на това се увеличава вероятността от електрическа дъга между електропроводите.
  • Физически въздействия върху проводници, които причиняват механични повреди на изолацията . Например, достатъчно е да си припомним шегата, където перфораторът се нарича електрическо устройство за търсене на скрито окабеляване.
  • Контакт с метални предмети върху тоководещи елементи. Всъщност това е следствие, тъй като причината е в незадоволителната грижа за електрическото оборудване.
  • Свързването към мрежата на дефектно оборудване, например, причинено от значително намаляване на вътрешното съпротивление.
  • Човешкият фактор . Почти всички случаи могат да бъдат поставени под това определение по един или друг начин, свързано с погрешни действия на дадено лице. Например грешки при монтажа на електрически проводници, неуспешни опити за ремонт на електрическо оборудване, неправилни действия на обслужващия персонал на подстанцията и др.

Опасност и последствия

За да се разбере каква опасност представлява късо съединение, е достатъчно да знаете за възможните последствия от късо съединение. За да направите това, отидете на краткия списък, съставен от статистиката на Ростехнадзор:

  • Появата на пожар в мястото на механичен контакт на неизолирани елементи на оборудването или електрическата мрежа често става причина за пожар.
  • Понижаването на нивото на напрежението на електрическия ток в зоната на веригата ще доведе до неизправност на електрическото оборудване. Последствията от поднапрежението могат да бъдат намерени подробно в една от публикациите на нашия уебсайт.
  • Както може да се види от таблица 1 по-горе, делът на симетричните затваряния (K (W) ) възлиза на не повече от 5%, което означава, че във всички останали случаи ще бъде необходимо да се работи с мрежовата асиметрия, по-известна като „фазово изкривяване“. Последствията от този режим вече разгледахме в по-ранна публикация.
  • Възникване на различни системни аварии, причиняващи изключване на потребителите на електроенергийната система преди елиминирането на късото съединение.

Как да се предотврати късо съединение и защита от него?

Невъзможно е напълно да се изключи вероятността от късо съединение, тъй като произволната компонента влияе върху естеството на неговото възникване. Ето защо, в този случай можем да говорим само за превенция, намаляване на вероятността от извънредна ситуация. Тези мерки включват:

  • Наблюдение на състоянието на изолацията на тоководещи елементи на оборудването или електропроводите. По-специално, изпитването на изолацията на електрическите проводници в промишлени помещения трябва да се извършва най-малко веднъж на всеки три години. За битови мрежи е стандартизиран само периодът на максимална експлоатация. Например, за скрито окабеляване, направено с медна жица, допустимата операция е 40 години.
  • Проверката на електрическия проект за домакинство преди теоретично пробиване трябва да минимизира вероятността от механично увреждане на скритите кабели. Но, както показва практиката, в такива ситуации е по-безопасно да се използва устройството за търсене на кабели. Преглед на такива устройства и техните схематични диаграми могат да бъдат намерени на нашия уебсайт.
    Детектор за окабеляване
  • Изключване на електрически уреди, когато напускате къща или апартамент.
  • В "мокрите" помещения (например в банята) е необходимо да се сведе до минимум количеството електрическо оборудване. Ако не може да се изключи, то трябва да има съответния клас на защита.
  • В случай на повреда на уреда е необходимо да се изключи възможността за свързване към електрозахранването.
  • Спазване на стандартите за потребление на електроенергия и др.

Също толкова важно е и организацията на защита, която се осъществява чрез инсталиране на прекъсвачи (или предпазители) както на входа, така и на всяка вътрешна линия. Ако възникне късо съединение, електромагнитната защита на прекъсвача ще работи под влияние на високо ниво на ток на късо съединение. Как да изберем автоматичен прекъсвач, в зависимост от номиналния ток, можете да прочетете на нашия уебсайт.

Ако в разпределителните табла на разпределителните устройства се използват предпазители, след като се „разтопят” (задействат), подмяната трябва да се извърши с устройства от същия тип. Инсталирането на предпазител с ток по-малък от номиналния ще доведе до фалшиви положителни резултати, когато превишаването на допустимия работен ток може да причини повреда на електрическото оборудване.

Преднамерено късо съединение

В заключение на тази тема е невъзможно да не се спомене, че големите токове на късо съединение могат успешно да се използват. Добър пример за това са електрически заваръчни машини с ръчно или автоматично ограничаване на тока на късо съединение. Принципът на работа и примери за електрически вериги на различни видове заваръчна техника сме разглеждали преди това на нашия уебсайт.

В допълнение към заваръчните машини, късо съединение се използва в устройствата за късо съединение.

Външен вид на устройство за късо съединение

Късите превключватели са специални електромеханични устройства, които причиняват преднамерено късо съединение за бързо изключване на определена част от веригата от системата за защита.

По този начин, може да се каже, че в дадените примери, късо съединение се предизвиква със сила за извършване на конструктивни действия.

Няколко видеоклипа по темата:

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория: