- Чому відбувається коротке замикання
- Чому коротке замикання так називається
- Чим небезпечне коротке замикання
- Захист від короткого замикання
КОРОТКЕ ЗАМИКАННЯ - це електричне з'єднання різних фаз або потенціалів електроустановки між собою або з землею, не передбачене в нормальному режимі роботи, при якому в провідниках, в місці контакту, різко зростає сила струму, перевищуючи максимально допустимі величини.
Якщо ж говорити простою мовою, коротке замикання - це будь-яка незапланована, нештатна з'єднання електричних провідників з різним потенціалом, наприклад, фази і нуля, при якому утворюються руйнівні струми.
Як ви помітили, акцент на тому, що коротке замикання в електричному ланцюзі - це саме незапланований, не передбачений процес, зроблений не даремно, адже, за великим рахунком, контрольоване замикання (деякі ще називиают його по-аналогії довгим) запускає електроприлади. Всі вони включаються в розетку, і, так чи інакше, фазний провід, за допомогою електроприладу з'єднується з нульовим, але короткого замикання при цьому не відбувається, давайте розберемося чому.
Чому відбувається коротке замикання
Для того щоб зрозуміти чому відбувається коротке замикання, потрібно згадати закон Ома для ділянки кола - «Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна електричному опору на цій ділянці», формула при цьому наступна:
I = U / R
де I - сила струму, U - напруга на ділянці кола, R - опір.
Будь електроприлад в квартирі, що включається в розетку, це активний опір (R - у формулі), напруга в побутової електромережі вам повинно бути відомо - 220В-230В і воно практично не змінюється. Відповідно, чим вище опір електроприладу (або матеріалу, провідника і т.д.) включається в мережу, тим менше величина струму, так, як залежність між цими величинами обернено пропорційна.
Тепер уявіть, що ми включаємо в мережу електроприлад практично без опору, допустимо його величина R = 0.05 Ом, вважаємо, що тоді буде з силою струму за законом Ома.
I = 220В (U) / 0,05 (Ом) = 4400А
В результаті виходить дуже високий струм, для порівняння стандартна електрична розетка в нашій квартирі, витримує лише струм 10-16А, а у нас за розрахунками 4,4 кА.
Сучасні мідні дроти, які використовуються в проводці, мають настільки хороші показники електричної провідності, що їх опір, при відносно невеликій довжині, можна прийняти за нуль. Відповідно, пряме з'єднання фазного і нульового проводу, можна порівняти, з підключенням до мережі електроприладу, з дуже низьким опором. Найчастіше, в побутових умовах, ми стикаємося саме з таким типом короткого замикання.
Звичайно, це дуже грубий приклад, в реальних умовах, при розрахунку сили струму при короткому замиканні, враховувати доводиться набагато більше показників, таких як: опір всієї лінії проводів, що йдуть до вас, з'єднань, додаткового обладнання мережі та навіть дуги утворюється при короткому замиканні, а також деяких другіх.Поетому, найчастіше, опір буде вище тих 0,05 Ом, що ми взяли в розрахунку, але загальний принцип виникнення КЗ і його руйнівних ефектів зрозумілий.
Чому коротке замикання так називається
Підключаючи якусь навантаження до мережі, наприклад, праска, телевізор або будь-який інший електроприлад, ми створюємо опір для протікання електричного струму.
Якщо ж ми навмисне або випадково з'єднаємо, наприклад, фазу і нуль безпосередньо, без навантаження, ми, в якомусь сенсі, укорочуємо шлях, робимо його коротким.
Тому, коротке замикання і називають коротким, маючи на увазі рух електронів по найкоротші шляхи, без опору.
Чим небезпечне коротке замикання
Найзначніша небезпеку при короткому замиканні - це велика ймовірність виникнення пожежі.
При значному збільшенні сили струму, яке відбувається при КЗ, виділяється велика кількість теплоти в провідниках, що викликає руйнування ізоляції і загоряння.
Крім того, в побуті, найчастіше відбувається дуговое коротке замикання, при якому, між провідниками в місці КЗ, виникає потужний електричний розряд, який нерідко запалює навколишні предмети.
Так само не варто забувати про небезпеку ураження електричним струмом або різким виділенням тепла людини, яка так само досить висока.
З менш небезпечних наслідків, що відбуваються при КЗ, варто скасувати значне зниження напруги в електричній мережі особливо в місці його виникнення, що негативно впливає на різні електроприлади, зокрема оснащені двигунами. Також, не варто забувати про сильне електромагнітне вплив на чутливе до цього обладнання.
Як бачите, наслідки від виникнення короткого замикання можуть бути дуже серйозними, тому, при проектуванні будь-якої електроустановки і монтажі електропроводки, необхідно передбачити захист від короткого замикання.
Захист від короткого замикання
Більшість сучасних способів захисту від короткого замикання засновані на принципі розриву електричного кола, при виявленні КЗ.
Найпростіші пристрої, які є в багатьох електроприладах, що захищають від наслідків коротких замикань - це плавкі запобіжники.
Найчастіше, плавкий запобіжник являє собою провідник, розрахований на певний граничний струм, який він зможе пропускати через себе, при перевищенні цього значення, провідник руйнується, тим самим розриваючи електричний ланцюг. Запобіжник - це найслабший ділянку електричного кола, який перший виходить з ладу під дією високого струму, тим самим захищає всі інші елементи.
Для захисту від коротких замикань в квартирі або будинку, використовуються автоматичні вимикачі -АВ (найчастіше їх називають просто автомати), вони встановлюються на кожну групу електричної мережі.
Кожен автоматичний вимикач розрахований на певний робочий струм, при перевищенні якого він розриває ланцюг. Це відбувається або за допомогою теплового розчеплювача, який при нагріванні, внаслідок протікання високого струму, механічно роз'єднує контакти, або за допомогою електромагнітного.
Принцип роботи автоматичних вимикачів - це тема окремої статті, про них ми поговоримо іншим разом. Зараз же, хочу ще раз нагадати, що від короткого замикання не рятує УЗО, його призначення зовсім в іншому .
Для того, щоб правильно вибрати захисний автоматичний вимикач, робляться розрахунки величини можливого струму короткого замикання для конкретної електроустановки. Щоб у разі, якщо КЗ відбудеться, автоматика спрацювала оперативно, не пропустивши різко зрослий ток і не згорівши від нього, не встигнувши розірвавши ланцюг.
Причини короткого замикання
Найчастіше в побутових умовах квартири або приватного будинку, коротке замикання виникає з кількох причин, основні з яких:
- в слідстві порушення ізоляції електричних проводів або місць їх з'єднань. Факторів призводять до цього досить багато, тут і банальне старіння матеріалів, і механічне пошкодження, і навіть забруднення ізоляторів.
- через випадкового або навмисного з'єднання провідників з різним потенціалом, найчастіше фазного і нульового. Це може бути викликано помилками при роботі з електропроводкою під напругою, несправністю електроприладів, випадковим попаданням провідників на контактні групи і т.д.
Тому, дуже важливо відповідально ставиться як до монтажу електроустановки, так і до її експлуатації та обслуговування.
Будьте обережні і уважні при поводженні з електричними приладами та обладнанням, не вмикайте їх в мережу якщо вони пошкоджені або відкриті. Чи не хапайтеся за електричні дроти, якщо точно не знаєте, що вони не під напругою.
Ну і як завжди, якщо у вас є що додати, ви знайшли неточності або помилки - обов'язково пишіть в коментарях до статті, крім того задавайте свої питання, діліться корисним досвідом.