Короткое замыкание

Люди с детства знают выражение «короткое замыкание». У каждого в жизни бывали случаи наблюдать короткое замыкание в электрической цепи в быту. Это резко перегоревшая лампочка, вспышка в розетке или сгоревший бытовой прибор. Что такое короткое замыкание, многие люди не понимают до конца.

Эффект короткого замыкания

Что представляет собой короткое замыкание

Надо понимать, что любые потребители электрической энергии (люстра, бра, микроволновая печь, утюг и прочие приборы бытовой техники) являются источниками сопротивления. Потребитель преобразует электричество в другой вид энергии – механическую, тепловую или световое излучение. Существует несколько вариантов толкования такого явления, как короткое замыкание (КЗ.).

КЗ может возникать при нарушении изоляционного покрытия проводов, механического соприкосновения оголённых проводников. Замыкание может наступить, когда сопротивление потребителей становится меньше сопротивления электрической цепи. В результате резко и многократно возрастает сила тока, выделяется большое количество тепла. При этом плавятся провода, и может произойти возгорание, что чревато возникновением пожара. КЗ способно вывести из строя всю энергетическую систему.

Возгорание вследствие короткого замыкания

Причины короткого замыкания

КЗ происходит по нескольким причинам. Это может произойти в результате возникновения перегрузок в сети, неполадок в электрооборудовании, неисправностей в электрической арматуре (выключатели, розетки), механических повреждений изоляционного покрова различных проводов и кабелей.

Также причиной короткого замыкания может быть неосторожное обращение с потребителями электроэнергии, а также износ токоведущих элементов. Чаще всего это происходит в системах, не оснащённых защитными устройствами и заземлением.

Виды короткого замыкания

Различают несколько видов КЗ в трёхфазных системах:

• замыкание однофазное – вывод одной из фаз на землю (нейтраль);
• замыкание 2 фаз между собой;
• соединение 2 фаз между собой с выводом на землю;
• смыкание 3 фаз между собой.

В электрических двигателях встречаются следующие виды КЗ:

1. Межвитковые замыкания – аварийное смыкание витков в обмотках роторов, статоров и трансформаторов;
2. Смыкание витков обмотки с металлическим корпусом потребителя.

Защита от короткого замыкания

Правильно установленная защита от кз предохранит энергетическую систему от многих неприятностей. Самые простейшие устройства для предотвращения аварийных ситуаций в энергосистемах – это предохранители. Предохранители включают в схему энергоснабжения в жилых домах и в зданиях непроизводственного назначения.

Виды предохранителей

Пробка

Существуют простые одноразовые предохранители. Устройства имеют плавкую вставку, которая при пиковых нагрузках в электросети плавится и прерывает электрическую цепь. Такие устройства в народе получили название – пробка. Сгоревший сердечник меняют на новый стержень. В современном мире устаревшее устройство изжило себя и практически не применяется.

Пробка-предохранитель с плавкой вставкой

Пробка-полуавтомат

На смену обыкновенным пробкам в своё время пришли полуавтоматические устройства. Они рассчитаны на максимальные нагрузки – 10, 16 и 25 ампер. Их устанавливают вместо обычных пробок. В отличие от старой конструкции, полуавтомат на своей крышке имеет 2 кнопки.

Большая белая кнопка при нажатии включает фазу. При возникновении короткого замыкания в последующей цепи кнопка выбивается в верхнее положение, размыкая контакты. Красный штырёк служит для отключения электричества вручную.

Пробка полуавтомат

Размыкающие контакты работают в автоматическом режиме. Мгновенное размыкание цепи работает по принципу электромагнита. Так устроен терморегулятор в утюге. Биметаллическая пластина при прохождении через неё тока большой силы нагревается и мгновенно изгибается, размыкая контакты. Остывая, пластина принимает первоначальное положение и замыкает собой контакты. Такое устройство называют размыкателем с выдержкой по времени.

Автоматические выключатели

Контактные коммутационные устройства способны включать и проводить через себя ток при нормальном состоянии электрической сети. В случае возникновения пиковых ситуаций автомат отключает ток.

Задача автоматических выключателей состоит в предотвращении перегрева энергетического контура при коротком замыкании и выхода его из строя. Защита от КЗ уберегает проводку от оплавления и возгорания.

Автоматические выключатели срабатывают при обстоятельствах:

• резкое возникновение мощных токов КЗ;
• прохождение по защищаемому участку электропроводки тока, сила которого превышает номинальное допустимое значение.

Автоматический предохранитель

Каждый контур пропускают через отдельный автоматический выключатель. Например, сеть, связанную с осветительными приборами, объединяют в отдельный контур. Розетки для обеспечения питанием мощных потребителей (микроволновая печь, кондиционер и пр.) соединяют с другим автоматом. Весь комплект выключателей объединяют в единую схему УЗО (устройство защитного отключения) на щите с электросчётчиком. Таким образом, формируются защитные блоки с неравной нагрузкой. Соответственно, под каждый контур прокладывается проводка определённого сечения.

Устройство защитного отключения (УЗО)

Короткое замыкание на службе у человека

Один из редких примеров, когда эффект короткого замыкания успешно применяется в строительстве и промышленности, – это электросварка. Искусственное КЗ создаёт электрическую дугу, расплавляющую металлы.  Формируя сварные швы, создают различные конструкции в самых разных производственных сферах деятельности человека.

Видео

https://www.youtube.com/watch?v=amO0DSemYmc