Основные причины возникновения короткого замыкания

Причины короткого замыкания: возникновение процесса и классификация вариантов защиты

Несмотря на то, что причины короткого замыкания известны большому кругу лиц, подавляющее большинство слышало это словосочетание лишь изредка и сказать что-то помимо «Это плохо» не могут.

Мы решили подробнее разобраться в термине (далее короткое замыкание мы будем сокращать как «КЗ», для удобства читателя) и причинах возникновения данного явления, разберемся в том, как не нужно делать и какими способами можно замыкание предотвратить.

Тема достаточно обширная, ведь замыкания случаются как в проводке, так и в вашем компьютере, в любом случае это негативно сказывается на ваших нервах и на работоспособности электроники в вашей квартире или доме.

Тема будет интересна как обычным пользователям, которые просто расширяют свой кругозор и хотят понимать больше, так и тем, кто работает с электрическими приборами, проводкой и вообще электричеством. Так что, давайте исследуем эту тему и найдем самые важные и интересные детали.

Короткое замыкание — что это такое

В учебниках по физике, интернете и других типах изданий есть море объяснений термина короткое замыкание, но большинство разъяснений настолько сложны и многогранны, что понять термин обычному человеку, без наличия высшего технического образования, будет проблематично.

Я решил описать причины возникновения замыканий максимально просто, чтобы даже самый отдаленный от темы пользователь смог понять о чем идет речь. Итак, у нас есть потребитель электроэнергии, который является основой цепочки. Это может быть электроприбор, может быть переключатель, даже розетку, условно, можно назвать потребителем.

К этому прибору подключается два провода с разными значениями потенциала, то есть один провод идет со значением «плюс», второй — со значением «минус». Если данные провода и сама конструкция не предусмотрены потребителем питания как работоспособные, то возникает короткое замыкание — нарушение нормальной работы электрической системы.

Опасность КЗ

Думаю, если вы смотрели фильмы или сериалы про спасателей или полицию, то часто слышали, что в случае пожара сразу думают на короткое замыкание проводки в квартире — при повышении напряжения неправильно сконструированная проводка может не выдержать, случится замыкание и если ситуация критическая, может возникнуть огонь, что в последствии приводит к пожару.

Именно по этой причине нужно знать что такое КЗ, как этот процесс возникает и по каким причинам, дабы знать основав факторы и эффект, который возникает в данной ситуации.

И, что самое главное, предугадать возгорание или предвидеть в каком месте будет происходить возгорание достаточно сложно, для этого уже нужно иметь техническое образование и понимать как работает сеть, в каких местах есть слабые места и после этого уже решать проблему.

Замыкание в розетке — страх бытовой техники

Помимо этого, очень опасным явлением считается короткое замыкание розеток, так как в вашу розетку могут быть подключены бытовые приборы, разного рода техника, которая стоит дорого и при замыкании может выйти из строя насовсем, может повредиться, может расплавиться провод.

Учитывая, что в некоторых квартирах к одной розетке подключено сразу несколько электроприборов, все они потребляют приличное количество электричества и в случае возникновения какой-то ситуации с нарушением системы, может возникнуть КЗ и полностью вывести из строя электронику, подключенную к данной розетке.

К примеру, иногда в сети или газетах можно прочитать информацию о том, что из-за аварии на линии сильно выросло напряжение на сеть, слабая проводка не выдержала и выдала короткие замыкания, в последствии чего сгорела вся бытовая техника в доме, которая была подключена к данной сети.

Плюс, если вы замечаете, что при подключении прибора в розетку возникают искры или от розетки исходит какой-то неприятный запах плавления, то стоит сразу перестать пользоваться данной розеткой и вызвать мастера, либо, если вы обладаете достаточными навыками и знаниями в этой области, отключить электричество на щитке, снять розетку и посмотреть что с ней не так.

Обычно, искры возникают по причине неправильно закрепленных проводов, либо из-за плохого контакта, что так же может привести к пагубным последствиям.

Обезопасим свою проводку

Можно долго описывать способы устранения коротких замыканий, вроде проверки проводки, замены кабелей, тестирования сети и так далее, но для большей надежности и простоты есть вариант установки автомата.

Точнее, так его называют в народе, полное название — автоматический выключатель, иногда можно найти название плавкого предохранителя, но термин «автомат» понятен большинству, даже без особых знаний в области.

Работает данное устройство очень просто, думаю, из названия вы уже догадались что и как.

В случае возникновения короткого замыкания, данный автомат сразу отключит питание по всей линии, вследствие чего потери и убытки будут минимальными. Внутри установлен сердечник, который при возникновении таких ситуаций просто плавится, тем самым разрывая контакт в сети.

Варианты предотвращения КЗ

Если вы уже знаете что делать с короткими замыканиями и понимаете, что такая ситуация вас не страшит, автомат вы уже поставили и спокойно подключаете к розетке по три микроволновки сразу, то давайте поговорим о вариантах предотвращения этой проблемы в принципе.

Ведь, совершенно не обязательно сидеть и ждать, пока из розетки посыплются искры, а проводка начнет перегорать и плавиться, все это можно предотвратить банальными средствами, которые всем известны, но ими никто не пользуется, пока не случится беда.

Диагностика сети

Всем понятно, что достаточно частой причиной КЗ становится старая проводка, которая из-за своего возраста уже банально не может выдерживать высокие нагрузки. В этой ситуации лучше заменить проводку, чем ждать, пока все сгорит и тогда уж точно придется обращаться к электрику.

Для понимания состояния проводки нужно периодически, раз в год-два примерно, проводить диагностику своей сети. Это можно делать самостоятельно, либо же можно вызывать специалиста, который на глаз скажет в каком состоянии проводка и нужно ли ее менять. Да, вы можете сказать, что это глупости и смотреть на проводку раз в два года — слишком частая процедура.

Однако, лучше лишний раз провести диагностику, а вызов электрика стоит сущие копейки, чем потом тратить средства на капитальный ремонт и все вытекающие расходы. Помимо этого, частой причиной становится повреждение сети являются повреждения механического типа или лишние предметы в сети.

Высокое напряжение в сети

Как я уже сказал ранее, иногда случаются скачки напряжения, из-за которых проводка не выдерживает.

В таких случаях можно поставить автомат, а можно позаботиться о каком-то трансформаторе, который устанавливается лично вам в квартиру или сразу на весь дом, дабы в случае аварийных ситуаций получать дополнительную защиту бытовой техники от поломок. Думаю, если заняться всеми этими моментами, то короткое замыкание вы просто забудете как понятие.

Фото последствий короткого замыкания

Источник: http://electrikmaster.ru/prichiny-korotkogo-zamykaniya/

Короткое замыкание: причины, классификация, защита :

Даже человек, далекий от электричества, хоть раз в жизни, но сталкивался с явлением, которое получило название «короткое замыкание». Для того чтобы обезопасить себя, своих близких, а также свое жилье и электроприборы от этого процесса, следует тщательно разобраться в его природе, причинах возникновения и разновидностях.

Понятие и характеристика короткого замыкания

Короткое замыкание с точки зрения электротехники представляет собой явление, при котором сопротивление электрической цепи, состоящей из нескольких проводов, крайне незначительно, и его вполне можно сопоставить с сопротивлением самих проводов.

В этом случае согласно закону Ома сила тока превысит свое номинальное значение сразу в несколько раз, причем произойдет это практически в одно мгновение.

Это, в свою очередь, приведет к тому, что электрическая цепь разорвется намного раньше, чем произойдет критическое увеличение температуры проводов.

Основные причины короткого замыкания

Как показывает практика, короткое замыкание возникает чаще всего из-за того, что по каким-либо причинам оказывается нарушенной внешняя изоляция проводов или электрического оборудования.

Это, в свою очередь, может быть связано и с постепенным старением основных элементов электрической цепи, и с ее механическими повреждениями, и даже с ударом молнии.

Кроме того, в последние годы на предприятиях участились случаи, когда короткое замыкание становилось следствием недобросовестного обслуживания электрооборудования со стороны соответствующих служб.

Искусственное замыкание

Впрочем, в работе фабрик и заводов может наступить такой момент, когда возникнет потребность вызвать это явление искусственным путем. В частности, преднамеренное короткое замыкание достаточно часто используют в цепи трансформаторных подстанций, которые действуют на понижении тока.

Для этого используется специальное оборудование – короткозамыкатели, выполняющие роль своеобразных контролеров.

В том случае, если на линии или в самом трансформаторе возникнет какое-либо повреждение, то этот прибор искусственно вызовет короткое замыкание, цепь окажется разорванной и никаких тяжелых последствий (например пожара) не будет.

Последствия короткого замыкания

Данное явление приводит к весьма серьезным последствиям. Во-первых, достаточно часто оно сопровождается выходом из строя электроустановок и возникновением в них пожаров.

Во-вторых, из-за резкого увеличения силы тока в цепи отдельные части кабеля могут быть подвергнуты механическому воздействию, в результате чего появятся механические и термические повреждения. В-третьих, достаточно часто короткое замыкание сопровождается значительным падением напряжения в цепи или на отдельных ее участках.

Это, в свою очередь, ведет к ухудшению работы электрооборудования. Наконец, в-четвертых, это явление оказывает крайне негативное влияние на находящиеся поблизости приборы, провода и другое электрическое оборудование.

Способы защиты от короткого замыкания

Защита от короткого замыкания включает в себя целый комплекс мер, исходным пунктом в которых является профилактика повреждений линий электропередач и оборудования. Кроме того, чтобы предотвратить возникновение пожара, используют специальные приборы – плавкие ставки, которые при замыкании сгорают и размыкают электрическую цепь.

Выполнение правил техники безопасности как основной способ профилактики короткого замыкания

Мощность короткого замыкания зависит от множества факторов, главным из которых является сила тока в цепи. В то же время следует помнить, что любое подобное явление представляет собой потенциальную опасность для человека, поэтому при работе с электричеством следует четко придерживаться правил техники безопасности.

Источник: https://www.syl.ru/article/84749/korotkoe-zamyikanie-prichinyi-klassifikatsiya-zaschita

Причины возникновения и последствия коротких замыканий

Разместить публикацию Мои публикации Написать

Короткое замыкание возникает при соединении двух проводов цепи, присоединенных к разным зажимах (например, в цепях постоянного тока это “+” и “-“) источника через очень малое сопротивление, которое сравнимо с сопротивлением самих проводов.

Ток при коротком замыкании может превысить номинальный ток в цепи во много раз. В таких случаях цепь должна быть разорвана раньше, чем температура проводов достигнет опасных значений.

Для защиты проводов от перегрева и предупреждения воспламенения окружающих предметов в цепь включаются аппараты защиты, например, плавкие предохранители).

Причины возникновения коротких замыканий

Основной причиной возникновения коротких замыканий является нарушения изоляции электрооборудования.

Нарушения изоляции вызываются:

1. Перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями),
2. Прямыми ударами молнии,
3. Старением изоляции,
4. Механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов,
5. Неудовлетворительным уходом за оборудованием.

Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.

Преднамеренные короткие замыкания

При осуществлении упрощенных схем соединений понижающих подстанций используют специальные аппараты – короткозамыкатели, которые создают преднамеренные короткие замыкания с целью быстрых отключений возникших повреждений. Таким образом, наряду с короткими замыканиями случайного характера в системах электроснабжения имеют место также преднамеренные короткие замыкания, вызываемые действием короткозамыкателей.

Последствия коротких замыканий

При возникновении коротких замыканий в системе электроснабжения ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима, а это вызывает снижение напряжения отдельных точек системы электроснабжения, которое особенно велико вблизи места короткого замыкания.

В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или отражаться на всей системе электроснабжения.

При большой удаленности короткого замыкания величина тока короткого замыкания может составлять лишь незначительную часть номинального тока питающих генераторов и возникновение такого короткого замыкания воспринимается ими как небольшое увеличение нагрузки.

Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия короткого замыкания проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях системы электроснабжения.

Ток короткого замыкания, являясь даже малым по сравнению с номинальным током генераторов, обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло короткое замыкание. Поэтому и при кратковременном протекании тока короткого замыкания он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.

Токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начале процесса короткого замыкания, когда ток достигает максимального значения. При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место разрушения механического характера.

В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30-40% они могут остановиться (происходит опрокидывание двигателей).

Опрокидывание двигателей тяжело отражается на работе промышленного предприятия, так как для восстановления нормального производственного процесса требуется длительное время и неожиданная остановка двигателей может вызвать брак продукции предприятия.

При малой удаленности и достаточной длительности короткого замыкания возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих станций, т.е. нарушение нормальной работы всей электрической системы, что является самым опасным последствием короткого замыкания.

Таким образом, последствия коротких замыканий следующие:

1. Механические и термические повреждения электрооборудования.
2. Возгорания в электроустановках.
3. Снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к опрокидыванию их.
4. Выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей электрической системы и возникновение аварий, включая системные аварии.
5. Электромагнитное влияние на линии связи, коммуникации и т.п.

844

Закладки<\p>

Источник: https://energoboard.ru/post/2362/

Причины возникновения короткого замыкания. Почему происходит короткое замыкание

ГлавнаяРазноеПочему происходит короткое замыкание

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.

Что это такое?

Электрическая цепь — это, как правило, два проводника с разноименным потенциалом и подключенным потребителем тока. Каждый конечный потребитель имеет свое внутреннее сопротивление, которое сопротивляется току и ограничивает, тем самым дозируя его количество и плотность в проводнике, заставляя производить работу.

В момент, когда сопротивление резко уменьшается до статической погрешности сопротивления проводников, электрический ток, ничем практически не ограниченный, возрастает до такой величины, что сечение проводников становится малым и проходя через них, разогревает жилы до температуры разрушения и плавления. Поэтому частый спутник короткого замыкания — это огонь, расплавленный металл проводников и вспомогательных механизмов.

Признаками замыкания в проводке являются запах гари, искрение и возгорание проводов, а также отключение электричества на определенном участке или же во всей сети.

Как возникает КЗ?

Итак, рассмотрим основные причины возникновения короткого замыкания в электропроводке и электроустановках.

Высокое напряжение. В момент скачка напряжения выше допустимых параметров, присутствует возможность электрического пробоя изоляции проводника или электрической схемы. В результате развивается утечка тока до размеров КЗ, с созданием кратковременного стабильного дугового разряда.

Старая изоляция. Жилые и промышленные фонды, не проводившие замену электрической проводки — это первые претенденты на спонтанные КЗ. Любая изоляция, используемая в электропроводке, имеет свой ресурс. Со временем она разрушается под воздействием внешних факторов, что и приводит к возникновению замыкания.

Внешнее механическое воздействие. Снятие изоляции с провода, ее перетирание и прочее воздействие на защитную оболочку, ослабляющее ее свойства, рано или поздно вызовут возгорание и КЗ. К примеру, в быту часто причиной возникновения короткого замыкания является повреждение проводки при сверлении стен. О том, как не повредить электропроводку перфоратором, читайте в нашей статье.

Посторонние предметы. Сюда относится пыль различного происхождения, мелкие животные, детали с соседних узлов, волей случая попавших на электрические проводники, вызвав и развив таким образом КЗ.

Прямой удар молнии. Происходит тоже, что и при перенапряжении (смотри выше).

Пример последствия от возникновения КЗ в электроустановке демонстрируется на видео:

Последствия короткого замыкания — это выгоревшие участки проводки и ее возгорание!

Виды явлений

Самое распространенное — это замыкание на землю, когда либо одна фаза взаимодействует с землей, либо две фазы взаимодействует с землей, на одном или нескольких участках. Короткое замыкание на землю, встречается в системах с глухозаземленной нейтралью и составляют до 70% всех случаев.

Существует также межфазное КЗ, когда происходит взаимодействие двух фаз между собой. Происходит в следствии нарушении изоляции в трехфазном оборудовании.

Ну и последний вид КЗ — трехфазное, когда взаимодействуют все три фазы. На схеме ниже изображены основные виды коротких замыканий:

Способы предотвращения

Для предотвращения развития КЗ и защиты электрических устройств и линий электроснабжения самым эффективным методом является установка автоматического выключателя или же плавких предохранителей. Автомат (на фото ниже) при возникновении «коротыша» своевременно отключит питание, тем самым предотвратит возникновение опасной ситуации.

Еще один способ предотвратить возникновение короткого замыкания — своевременная ревизия электропроводки, благодаря которой можно визуально определить место оплавления изоляции и перейти к устранению неполадки.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели причины возникновения короткого замыкания, последствия и способы предотвращения опасного явления. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!

Рекомендуем также прочитать:

samelectrik.ru

Короткое замыкание — что это такое?

Короткое замыкание в нашей жизни, наверное, видел каждый человек. Это когда два проводника, например, фазный провод и нулевой или провод фазы А и провод фазы В, без какого-либо сопротивления, напрямую соединяются.

Сила тока повышается в сотни раз, в результате чего возникает искра или электрическая дуга, зависит от напряжения, нагрузки в сети. Происходит короткое замыкание.

 Очень опасная штука, приносящая огромный вред вашему электрохозяйству.

Из-за чего происходит короткое замыкание

Короткое замыкание чаще всего связано с такими явлениями, как нагрузка и перегрузка электрического тока. Нагрузка — это прохождение тока по проводнику.

Чем больше нагрузка, тем сильнее проводник нагревается и быстрее приходит в негодность (нагрев проводника также зависит от его сопротивления, иначе говоря, из какого материала сделан проводник). По этому поводу можете заглянуть на следующую страничку.

Пока температура держится в пределах нормы, изоляция справляется с нагрузкой, короткое замыкание не произойдет.

Перегрузка — это уже ток, который вызывает очень сильный нагрев проводника. Соответственно, чем сильнее перегрузка, тем быстрее выйдет из строя изоляция и произойдет короткое замыкание. Если пропала изоляция, произошло короткое замыкание и цепь не разъединилась, тогда может возникнуть возгорание изоляции.

Что происходит и частые причины короткого замыкания

Короткое замыкание приводит к тому, что сгорают ближайшие плавкие предохранители или отключаются автоматические выключатели. Очень часто короткое замыкание происходит в момент включения электроприбора в сеть. Я могу вам посоветовать поискать причину короткого замыкания в неисправности самого прибора.

По моему опыту, я могу назвать несколько причин короткого замыкания.

Во-первых, это механическое повреждение провода; во-вторых, неаккуратное обращение с оголенными проводами; в-третьих, закорачивание металлическими предметами штепсельных гнезд розеток, штифтов штепсельных вилок, внутренних частей патрона; в-четвертых, перетирание изоляции в местах, где провода перегибаются; в-пятых,  изгибание под прямым углом и т.д.

Как избежать короткого замыкания

Избегаем короткое замыкание при скрытой проводки. Для этого восстанавливаем трассу, то есть виртуально соединяем разветвительные коробки, розетки, выключатели и светильники.

Получившиеся линии будут указывать на то, где проходит провод. В этих местах я вам не советую сверлить или что-нибудь забивать, чтобы не произошло короткого замыкания.

Так же, надо правильно установить защиту, во избежании короткого замыкания.

Ну вот в принципе всё, что сегодня я хотел вам поведать о таком вредители как короткое замыкание. Буду рад вновь видеть вас на моем сайте. Много полезного, связанного с электромонтажными работами и электротехникой, можете найти на карте сайта. Пишите комментарии, всего доброго.

podvi.ru

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ – это электрическое соединение разных фаз или потенциалов электроустановки между собой или с землей, не предусмотренное в нормальном режиме работы, при котором в проводниках, в месте контакта, резко возрастает сила тока, превышая максимально допустимые величины.

Если же говорить простым языком, короткое замыкание – это любое незапланированное, нештатное соединение электрических проводников с разным потенциалом, например, фазы и ноля, при котором образуются разрушительные токи.

Как вы заметили, акцент на том, что короткое замыкание в электрической цепи – это именно незапланированный, не предусмотренный процесс, сделан не зря, ведь, по большому счету, контролируемое замыкание (некоторые еще назывыают его по-аналогии длинным) запускает электроприборы. Все они включаются в розетку, и, так или иначе, фазный провод, посредством электроприбора соединяется с нулевым, но короткого замыкания при этом не происходит, давайте разберемся почему.

Почему происходит короткое замыкание

Для того чтобы понять почему происходит короткое замыкание, нужно вспомнить закон Ома для участка цепи – «Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению на этом участке», формула при этом следующая:

I=U/R

 где I – сила тока, U – напряжение на участке цепи, R – сопротивление.

Любой электроприбор в квартире, включающийся в розетку, это активное сопротивление (R – в формуле), напряжение в бытовой электросети вам должно быть известно – 220В-230 В и оно практически не меняется.

Соответственно, чем выше сопротивление электроприбора (или материала, проводника и т.д.) включаемого в сеть, тем меньше величина тока, так, как зависимость между этими величинами обратно пропорциональная.

I=220В(U)/0,05(Ом)=4400А

В результате получается очень высокий ток, для сравнения стандартная электрическая розетка в нашей квартире, выдерживает лишь ток 10-16А, а у нас по расчетам 4,4 кА.

Современные медные провода, используемые в проводке, имеют настолько хорошие показатели электрической проводимости, что их сопротивление, при относительно небольшой длине, можно принять за ноль.

Соответственно, прямое соединение фазного и нулевого провода, можно сравнить, с подключением к сети электроприбора, с очень низким сопротивлением.

Конечно, это очень грубый пример, в реальных условиях, при расчете силы тока при коротком замыкании, учитывать приходится гораздо больше показателей, таких как: сопротивление всей линии проводов, идущих к вам, соединений, дополнительного оборудования сети и даже дуги образующейся при коротком замыкании, а также некоторых других.Поэтому, чаще всего, сопротивление будет выше тех 0,05 Ом, что мы взяли в расчете, но общий принцип возникновения КЗ и его разрушительных эффектов понятен.

Почему короткое замыкание так называется

Подключая какую-то нагрузку к сети, например, утюг, телевизор или любой другой электроприбор, мы создаём сопротивление для протекания электрического тока. Если же мы умышленно или случайно соединим, например, фазу и ноль напрямую, без нагрузки, мы, в каком-то смысле, укорачиваем путь, делаем его коротким.

Поэтому, короткое замыкание и называют коротким, подразумевая движение электронов по кротчайшему пути, без сопротивления.

Чем опасно короткое замыкание

Самая значительная опасность при коротком замыкании – это большая вероятность возникновения пожара.

При значительном увеличении силы тока, которое происходит при КЗ, выделяется большое количество теплоты в проводниках, что вызывает разрушение изоляции и возгорание.Кроме того, в быту, чаще всего происходит дуговое короткое замыкание, при котором, между проводниками в месте КЗ, возникает мощнейший электрический разряд, который нередко воспламеняет окружающие предметы.

Так же не стоит забывать про опасность поражения электрическим током или резким выделением тепла человека, которая так же достаточно высока.

Из менее опасных последствий, происходящих при КЗ, стоит отменить значительное снижение напряжения в электрической сети особенно в месте его возникновения, что негативно влияет на различные электроприборы, в частности оснащенные двигателями. Также, не стоит забывать про сильное электромагнитное воздействие на чувствительное к этому оборудование.

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

Защита от короткого замыкания

Большинство современных способов защиты от короткого замыкания основаны на принципе разрыва электрической цепи, при обнаружении КЗ.

Самые простые устройства, которые есть во многих электроприборах, защищающие от последствий коротких замыканий – это плавкие предохранители.

Чаще всего, плавкий предохранитель представляет собой проводник, рассчитанный на определенный предельный ток, который он сможет пропускать через себя, при превышении этого значения, проводник разрушается, тем самым разрывая электрическую цепь. Плавкий предохранитель – это самый слабый участок электрической цепи, который первый выходит из строя под действием высокого тока, тем самым защищает все остальные элементы.

Каждый автоматический выключатель рассчитан на определенный рабочий ток, при превышении которого он разрывает цепь. Это происходит либо с помощью теплового расцепителя, который при нагреве, вследствие протекания высокого тока, механически разъединяет контакты, либо с помощью электромагнитного.

Принцип работы автоматических выключателей — это тема отдельной статьи, о них мы поговорим в другой раз. Сейчас же, хочу еще раз напомнить, что от короткого замыкания не спасает УЗО, его предназначение совсем в другом.

Для того, чтобы правильно выбрать защитный автоматический выключатель, делаются расчеты величины возможного тока короткого замыкания для конкретной электроустановки. Чтобы в случае, если КЗ произойдёт, автоматика сработала оперативно, не пропустив резко возросший ток и не сгорев от него, не успев разорвав цепь.

 

Причины короткого замыкания

Чаще всего в бытовых условиях квартиры или частного дома, короткое замыкание возникает по нескольким причинам, основные из которых:

– в следствии нарушения изоляции электрических проводов или мест их соединений. Факторов приводящих к этому достаточно много, здесь и банальное старение материалов, и механическое повреждение, и даже загрязнения изоляторов.

– из-за случайного или преднамеренного соединения проводников с различным потенциалом, чаще всего фазного и нулевого. Это может быть вызвано ошибками при работе с электропроводкой под напряжением, неисправностью электроприборов, случайным попаданием проводников на контактные группы и т.д.

Поэтому, очень важно ответственно относится как к монтажу электроустановки, так и к её эксплуатации и обслуживанию.

Будьте аккуратны и осмотрительны при обращении с электрическими приборами и оборудованием, не включайте их в сеть если они повреждены или открыты. Не хватайтесь за электрические провода, если точно не знаете, что они не под напряжением.

Ну и как всегда, если у вас есть что добавить, вы нашли неточности или ошибки – обязательно пишите в комментариях к статье, кроме того задавайте свои вопросы, делитесь полезным опытом.

rozetkaonline.ru

Источник: https://led-set.ru/raznoe/pochemu-proishodit-korotkoe-zamykanie.html

Что такое КЗ: простое определение, виды и причины короткого замыкания

Нередко при обсуждении каких-либо тем, связанных с электричеством, причиной поломки оборудования или возникновения пожара называют короткое замыкание (КЗ).

Со школьных уроков физики люди знают, что оно несёт неприятности, но многие даже не догадываются о его пользе.

Узнав, что такое КЗ, и разобравшись в природе его появления, можно понять, когда оно становится губительным, а в каких случаях помогает.

Для того чтобы разобраться в этом определении, следует понять, что такое потенциал. Но правильней будет говорить «электростатический потенциал», ведь он бывает биологическим, химическим и математическим.

Заряд — это физическая величина, определяющая свойство тел или частиц взаимодействовать в электромагнитном поле.

Понятие электрический заряд является первичным в электродинамике, на его основе составляются определения для других физических процессов и явлений, в том числе для потенциала.

Потенциал обозначает энергию, которой обладает заряд, помещённый в электрическое поле. За единицу его измерения принимается вольт, равный отношению джоуля к кулону. То есть электрический потенциал характеризуется отношением энергии взаимодействия заряда с окружающим его полем к значению его величины.

Работа, которую совершает электричество или энергия, определяется разностью потенциалов (напряжением). Чем она выше, тем больше работы необходимо выполнить электрической силе для перемещения заряда из одной точки в другую. Для движения необходима энергия, при этом во время перемещения выделяется мощность. Если передвижение заряда происходит упорядоченное, то возникает ток.

Объяснить по-простому, что такое короткое замыкание, можно следующим образом: если в проводнике с током, находящимся под напряжением, сопротивление уменьшится до ничтожного значения, то вся энергия начнёт выделяться в месте электрического соединения двух значений потенциалов. Образование этой мощности и называется возникновением короткого замыкания или пробоем.

Виды явления

Процесс появления КЗ подразумевает образование электрического контакта между двумя потенциалами. В зависимости от площади замыкание может быть точечным и сплошным.

Если оно возникает в электроустановках, то его разделяют на межвитковое или корпусное. Первый вид характерен для ротора или статора. При этом пробой может произойти через землю или воздух.

В зависимости от типа проводки и количества замкнувших фаз явление делится на следующие виды:

• трёхфазное — все фазовые провода соединяются в одну точку;
• двухфазное — между двумя проводами, находящимися под разным потенциалом, возникает электрический контакт;
• однофазное — замыкание фазы на нулевой провод или заземляющий контур.

Ток короткого замыкания

Для понимания определения короткого замыкания следует вспомнить основополагающий принцип в электричестве — закон Ома. Его формулировка заключается в следующем: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. Формулой это можно выразить в виде I = U/R, где:

• I — сила тока, А;
• U — значение напряжения, В;
• R — сопротивление (импеданс), Ом.

Если резистор будет подходящей мощности, то ничего не произойдёт, на нём упадёт какое-то количество напряжения, однако схема будет продолжать работать.

Но если вместо резистора использовать проводник с бесконечно малым внутренним сопротивлением, то сила тока начнёт стремительно расти, пока замкнутые части не перегорят и не разорвут электрический контакт.

Ток, при котором происходит разрыв контакта, называется пробойным.

Кстати, короткое замыкание поэтому и получило такое своё название, ведь ток стремится пойти по направлению с наименьшим сопротивлением для его протекания. Такая линия оказывается самой короткой на его пути.

При точном расчёте пробоя используется формула, учитывающая внутреннее сопротивление источника питания: Iкз = E/(R+r). В этом случае появляющаяся тепловая мощность будет определяться с помощью выражения P = E2*R/(R+r).

Расчёт тока КЗ важен, поскольку он используется при выборе электрооборудования, защиты, устройств автоматики и ограничителей тока. Явление пробоя происходит чаще всего из-за появления переходных сопротивлений, через которые начинает протекать ток.

К ним относятся электрические дуги, посторонние предметы в месте повреждения изоляций, опор и их заземлений, а также контакт с землёй или между фазовыми проводами. Но для упрощения вычислений эти сопротивления принимаются равными нулю и не учитываются.

Причины появления

При образовании контакта между двумя потоками зарядов возникает огромная сила тока, которой характеризуется КЗ. Так как это резкое возрастание энергии происходит из-за появления ударного электрического импульса, то, согласно закону Джоуля — Ленца, появившаяся мощность имеет высокую степень выделения тепла.

Причина такого явления заключается в нарушении изоляционных свойств проводников. Это может произойти из-за естественного износа или возникновения аварийных ситуаций в работе электрооборудования. На практике это обозначает непосредственный контакт между нулевым и фазовым проводом.

Но провода необязательно должны соприкоснуться между собой. Мгновенный рост силы тока также возникает, если между ними появляется проводящее тело или среда с ничтожно малым сопротивлением, например, проводящий предмет, вода или влажный воздух. Такую ситуацию называют пробоем. Можно выделить следующие причины возникновения КЗ:

1. Перенапряжение. При превышении физических параметров электролинии, когда по проводнику проходит большая сила тока, его сопротивление оказывается для неё большим, поэтому происходит интенсивное выделение тепла. Проводник греется, передавая тепло изоляционному слою, который растрескивается и разрушается. Появление высокого напряжения может быть вызвано как природными явлениями (ударом молнии), так и ошибками в работе электроприборов или источников энергии.
2. Естественное старение изоляции. Любая изоляция имеет свой ресурс, который сокращается при нахождении в агрессивной окружающей среде, например, при перепадах температуры.
3. Механическое повреждение: перетирание, повреждение при выполнении строительных работ, результат действия грызунов.
4. Ошибка монтажа. Неосторожное обращение с токоведущими частями оборудования, нарушения в укладке кабеля (сгибание под острым углом, пересечение проводов).
5. Неправильная коммутация электрооборудования или кабелей. Происходит из-за действий человека. Это может быть связано с неудачным ремонтом, ошибкой соединения проводов или электролиний, использованием сломанных устройств.

Последствия и защита

Самая большая неприятность, которая может возникнуть во время КЗ, — это возникновение пожара. Образовавшийся избыток тепла вызывает возгорание изоляции и близко расположенных горючих веществ. Кроме того, при пробое возникает электрическая дуга, представляющая собой открытый источник огня. При этом она может воспламенить рядом находящиеся предметы.

Если в зону действия замыкания попадает человек, то он подвергается удару большой силы тока. Это приводит к выделению организмом тепла и последующему сгоранию тела.

К менее значимым последствиям можно отнести возникновение электрического поля большой величины и электромагнитного удара, которые негативно воздействуют на электронные узлы и блоки радиоаппаратуры, а также электродвигатели. Появление КЗ приводит к перекосу фаз в электросети, что вызывает в ней всплеск напряжения, а это ведёт к поломкам блоков питания электрических устройств, подключённых к ней.

Для предотвращения последствий при конструировании электрических систем используются специальные устройства и мероприятия по защите. К таким мерам относят:

• периодическое испытание изоляции оборудования и линий электропередач;
• использование техники или электропроводки с повышенным классом защиты в потенциально опасных местах, например, применение высококачественных диэлектриков или не поддерживающей горение двойной изоляции;
• установка предохранителей, перегорающих при достижении тока опасной величины;
• использование громозащиты, автоматических и дифференциальных выключателей, устройств контроля напряжения.

Преднамеренное использование

Непреднамеренное возникновение КЗ несёт в себе опасности и неприятности, но контролируя его, можно извлечь выгоду. Благодаря этому появилась электродуговая сварка.

Одна обмотка трансформатора подключается к свариваемой детали, образуя с ней постоянный контакт, а вторая соединяется с электродом. При его прикосновении к детали возникает КЗ с образованием дуги и выделением тепла. Именно эта дуга и применяется для расплавления металлов.

Но если электрод «прилипнет» к металлу, то вся используемая мощность начнёт выделяться на преобразователе, что приведёт к его межвитковому замыканию.

Индукционные виброметры и сейсмоприёмники в основе своей работы используют КЗ, что позволяет демпфировать механические колебания. Часто режим пробоя используется при соединении усилительных каскадов в электронике, например, каскодных усилителей.

Цепи питания электронных плат тоже работают в режиме КЗ для переменного тока. На их линиях питания устанавливаются шунтирующие блокировочные конденсаторы.

Предназначены они для снижения самовозбуждения усилительных каскадов, помех и сбоев кодов в цифровых устройствах.

На нём будет выделяться энергия, которая используется для каких-либо процессов. Образованная мощность характеризуется полезной работой. Но если на своём пути ток не встретит препятствия, то при соединении двух потенциалов вся мощность выделится на этом пути.

В результате она преобразуется в тепловую энергию и частично в световую.

Это и есть принцип возникновения КЗ, а также явлений, сопровождающих его, — чрезмерного нагрева и световой вспышки. При возникновении такого режима ток в цепи намного превышает номинальные значения (из-за отсутствия сопротивления), что и приводит к выходу из строя источника энергии и её приёмника в электрической цепи.

Источник: https://220v.guru/vse-ob-elektroenergii/prostoe-opredelenie-korotkogo-zamykaniya-kz.html

Что такое короткое замыкание – причины, чем опасно и что делать

Для того чтобы понять что такое короткое замыкание, необходимо рассматривать это явление не как физический процесс перемещения тока, а как работу конкретной электрической системы. Коротким замыкание может быть только в полностью сформированной электрической сети.

Что такое короткое замыкание

Проблема заключается не только в том, что при коротком замыкании потребители не получают энергию, но и в разрушении всей системы

Каждая электрическая цепь рассчитана на определённое количество потребителей, длину и состояние проводников, напряжение и другие специфические характеристики. До тех пор, пока в этой цепи всё соответствует системным признакам, потребители электроэнергии не знают проблем.

При соединении проводников там, где этого быть не должно, вся система меняется. Ток перемещается по короткому пути, в то время как вся электрическая сеть обесточивается.

Дело в том, что при соединении проводников сила тока в короткой системе резко увеличивается, это приводит к перегреву проводов и возгоранию. Часть проводников системы разрушается, в результате чего прохождение электроэнергии по цепи прекращается, а возгорание может перейти в пожар.

Причины возникновения

Короткое замыкание обычно возникает там, где нарушается изоляция между проводами. В результате они соединяются, а ток направляется по другой цепи. Нарушение изоляции может возникнуть по причинам:

• износа системы и старения изолирующих материалов;
• резкого скачка напряжения;
• механического нарушения целостности изоляции;
• попадания молнии в электрическую сеть;
• подключения к сети неисправного оборудования (КЗ возникает в приборе, что сказывается и на состоянии сети);
• ошибки при монтаже оборудования.

Если обобщить все причины, то наиболее распространённым следует считать действия человека. На втором месте оказывается износ системы. Третье место занимает фактор стихийного бедствия, то есть молнии, землетрясения, наводнения и т. д.

Чем опасно короткое замыкания и что делать, если оно возникло

Перед тем как тушить возгорание, необходимо обесточить сеть

Главная опасность при укорачивании электрической цепи состоит в прохождении электричества через человека, а также в появлении очага возгорания. По сравнению с этим отсутствие электроэнергии у потребителей окажется мелочью, недостойной внимания.

Если произошло КЗ, необходимо следовать алгоритму:

1. Обесточить сеть.
2. Вытащить все вилки из розеток.
3. Вызвать экстренные службы — электриков, пожарных, врачей.

Если человек, получивший удар током, жив и находится в сознании, то его не стоит трогать до прибытия скорой помощи. При угрозе жизни следует провести комплекс реанимационных мероприятий.

Короткое замыкание — это чрезвычайная ситуация. Действовать в ней нужно грамотно и быстро, но без суеты и паники, стараясь свести к минимуму негативные последствия этого явления.

Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/chto-takoe-korotkoe-zamyikanie.html

Причины возникновения короткого замыкания и методы его устранения – Все для Электроснабжения в Актобе

Что такое «короткое замыкание» и от чего оно возникает?

Причиной возникновения коротких замыканий является резкий рост в показателях силы тока, которые постепенно увеличиваются параллельно понижению сопротивления в электрических проводах.

Высокий электрический ток является основой для создания критических температурных значений. В результате все легковоспламеняемые материалы разгораются, приводя к пожарам.

Кроме того, повреждается и изоляция токопроводящих жил в кабелях и проводах.

Основные причины возникновения короткого замыкания в сети:

• устаревшая электросеть (изношенный изоляционный материал, разрывы в области перегибов, оголенные контакты);
• повышенная влажность помещения (пример: затопление соседями и т.п.), которая разрушает изоляцию скруток и соединений проводов;
• механическое вмешательство в целостность изоляционного материала ТПЖ (пример – ввинченный в место нахождения провода шуруп или вбитый гвоздь). Следовательно, перед любыми строительными работами необходимо проверить стены и обнаружить траекторию пролегания кабеля;
• нарушение целостности кабеля грызунами;
• перегрузка электрической сети в течение долгого промежутка времени;
• нарушение функционирования какого-либо электрического оборудования, что негативно влияет на работу цепи.

Иными словами, при соприкосновении двух оголенных ТПЖ с разными полюсами (фаза+ноль) происходит мгновенное повышение температуры, что и является причиной всех негативных последствий, которые могут быть из-за КЗ.

К каким последствиям приводят КЗ?

Без лишних пояснений и так очевидно, к чему могут привести короткие замыкания, возникающие в электрической сети. К самым серьезным и распространенным относятся: расплавление ТПЖ и их последующее искрение, возгорание изоляции, повреждение электрического оборудования (нередко без возможности восстановления).

Каким образом можно обнаружить предпосылки КЗ?

Предварительно стоит отметить, что поиск причин возникновения коротких замыканий – процесс довольно сложный и трудоемкий.

В основном, главной причиной анализа электросети на поиск КЗ является перебой в автоматическом выключателе.

Способы поиска КЗ:

• визуально осмотреть кабели и провода на повреждение изоляции, где оголены две ТПЖ. В основном обнаружить данное повреждение можно в монтажной коробке, а также в области соединения провода внутри розетки или в выключателе. Главный признак – обгоревший и расплавленный материал;

Прибор при помощи одного провода присоединяется к фазному окончанию, другой – к нулевому (после – к заземлению). Высвечивание на дисплее «0» говорит о нормальном состоянии электропроводки, а отклонение от данного обозначения сигнализирует о помехах. Также для данного анализа применяется мультиметр, но данное устройство не всегда способно найти КЗ.

Таким образом можно выявить помехи в ситуации, где причина – электрический прибор. Как только возникает короткое замыкание, автоматический выключатель выбивает.

Постепенно выключаются устройства, включенные в розетки, следом включается автомат, а после по очереди возобновляется работа каждого прибора.

И здесь при помощи исключения становится возможным выявить участок электропроводки с повреждением.

Народные способы никто не отменял. Более того, именно они очень часто спасают ситуацию. Нужно быть очень внимательным и бдительным человеком, чтобы вовремя заметить звук-потрескивание или же запах гари. Безусловно, следовать только данным способам, пренебрегая вышеперечисленными современными методами, опасно и неразумно в наши дни.

Методы исправления КЗ и профилактика электросети

Как исправить ситуацию?

• вышедший из строя участок электроцепи необходимо устранить, после чего произвести новое соединение контактов с герметичной изоляцией области соединения;
• в ситуации с подгоревшей розеткой (выключателем) не нужно заниматься восстановлением изделия. Разумнее и даже дешевле приобрести новое целое надежное электроустановочное устройство;
• устаревшая электрическая проводка должна быть полностью заменена;
• если причина кроется в неполадках в электрооборудовании, его срочно нужно отремонтировать.

Профилактика

• искрение розетки – сигнал о ее срочной замене или ремонте;
• один раз в течение пары-тройки месяцев нужно проводить проверку сети и силовой группы, ведь короткие замыкания появляются во времени. Обнаружить возможное замыкание можно по пожелтевшему корпусу с подплавленными участками. Именно это говорит о том, что КЗ протекает сквозь линию;
• необходимо в обязательном порядке установить УЗО и АВ. Эти устройства быстро и надежно обеспечивают защиту от вероятных проблем в сети;
• в процессе прокладки электрической проводки важно правильно произвести расчет сечения кабельно-проводниковых изделий. Это поможет обойти возникновение перегрузов из-за приборов высокой мощности;
• кабели при установке проводки не должны плотно прилегать друг к другу, чтобы не провоцировать повреждение защитного покрытия;
• перед тем, как приступить к просверливанию или штробированию стен проверьте их на траекторию прохождения кабеля и провода.

По сути, найти причину короткого замыкания и предотвратить его появление не титанический труд, хоть и требуются затраты сил и времени. Но ради своей безопасности и безопасности близких людей, можно и нужно потратить некоторое время на устранение возможных чрезвычайных ситуаций.

Источник: https://www.elektro.ru/articles/detail/prichiny-vozniknoveniya-korotkogo-zamykaniya-i-ego-ustranenie

Источник: https://aqsham.kz/bez-rubriki/blog/prichiny-vozniknoveniya-korotkogo-zamykaniya-i-metody-ego-ustraneniya/