Czym jest zwarcie w prosty sposób?

Prąd zwarciowy jest narastającym impulsem elektrycznym typu wstrząsowego. Ze względu na swój wygląd przewody mogą się stopić, niektóre urządzenia elektryczne mogą ulec awarii.

Dlaczego występuje zwarcie?

Prąd zwarciowy występuje w następujących przypadkach:

1. Przy wysokim napięciu. Następuje ostry skok, poziom napięcia zaczyna przekraczać dopuszczalne granice, istnieje możliwość elektrycznego przebicia powłoki izolacyjnej przewodu lub obwodu elektrycznego. Powstaje upływ prądu, wzrasta temperatura łuku. Napięcie zwarcia prowadzi do powstania krótkotrwałego wyładowania łukowego.
2. Ze starą powłoką izolacyjną. Takie zwarcie występuje w budynkach mieszkalnych i przemysłowych, w których okablowanie nie zostało wymienione. Każda powłoka izolacyjna ma swój zasób, który z czasem ulega uszczupleniu pod wpływem czynników środowiskowych.Nieterminowa wymiana izolacji może spowodować zwarcie.
3. Z zewnętrznym wpływem typu mechanicznego. Otarcie powłoki ochronnej przewodu lub usunięcie jego powłoki izolacyjnej, a także uszkodzenie okablowania prowadzą do pożaru i zwarcia.
4. Kiedy ciała obce dostaną się na łańcuch. Kurz, zanieczyszczenia lub inne małe przedmioty, które spadły na przewód, mogą spowodować zwarcie w obwodzie mechanizmu.
5. Podczas uderzenia pioruna. Wzrasta poziom napięcia, przebija się powłoka izolacyjna przewodu lub obwodu elektrycznego, dlatego w obwodzie elektrycznym dochodzi do zwarcia.

Dlaczego tak się nazywa KZ?

Rozważ definicję zwarcia, dekodowanie - zwarcie. Jest to połączenie dowolnych 2 punktów (o różnych potencjałach) znajdujących się w obwodzie elektrycznym. Połączenie nie jest przewidziane przez normalny tryb działania obwodu, co prowadzi do krytycznych wskaźników natężenia prądu w miejscu połączenia tych punktów.

Taki obwód nazywa się krótkim, ponieważ powstaje z pominięciem urządzenia, tj. na krótkiej ścieżce.

W uproszczeniu: istnieje połączenie między przewodem dodatnim i ujemnym (krótka droga), co prowadzi do tego, że wartość rezystancji wynosi 0. Rezystancja jest niezbędna do normalnego funkcjonowania mechanizmu, a jej brak powoduje awarię w źródło napięcia, które prowadzi do zwarcia.

Zwarcie to dowolne połączenie ze sobą lub z ziemią przewodów o różnych potencjałach. Zwarcie występuje tylko wtedy, gdy taka kombinacja nie jest przewidziana w konstrukcji tego urządzenia lub mechanizmu.Na przykład połączenie między dowolnymi punktami o różnych fazach lub kombinacja fazy i 0, gdy generowany jest prąd niszczący, który przekracza wszystkie krytyczne wartości obwodu elektrycznego urządzenia.

Jakie jest niebezpieczeństwo?

Konsekwencje zwarcia mogą być następujące:

1. Spada poziom napięcia w obwodzie elektrycznym. Może to spowodować awarię i spalenie urządzenia elektrycznego lub wadliwe działanie urządzenia.
2. Uszkodzenia mechaniczne i termiczne: obwód otwarty, uszkodzenie okablowania lub pojedynczych przewodów, gniazd i przełączników.
3. W zależności od mocy zwarciowej możliwe jest zapalenie okablowania oraz znajdujących się obok materiałów i przedmiotów.
4. Niszczący wpływ elektromagnetyczny na linię telefoniczną, komputer, telewizor i inne urządzenia elektryczne.
5. Zagrożenie życia. Jeżeli w momencie wystąpienia zwarcia osoba znajduje się w pobliżu źródła zwarcia, może się poparzyć.
6. Zakłócenie funkcjonowania systemów zasilania.
7. W zależności od parametrów zwarcia możliwe są awarie w pracy sieci podziemnych podczas narażenia elektromagnetycznego.

Wiele osób interesuje pytanie, jak obliczyć siłę prądu podczas zwarcia. Aby to zrobić, musisz użyć prawa Ohma: siła prądu w obwodzie jest wprost proporcjonalna do napięcia na jego końcach i odwrotnie proporcjonalna do impedancji obwodu.

Obliczenie zwarcia odbywa się według wzoru: I = U / R (I - siła prądu, U - napięcie, R - rezystancja).

Rodzaje zwarć i ich przyczyny

Istnieją takie rodzaje zwarć jak:

1. Zwarcie jednofazowe.Uszkodzenie linii energetycznych, gdy 1 z faz instalacji elektrycznej jest zwarta do ziemi lub do uziemionego elementu. Zwarcie może być spowodowane niewłaściwym uziemieniem.
2. Zwarcie dwufazowe. Rodzaj usterki, która występuje między 2 fazami o różnym potencjale w obwodzie zasilania elektrycznego. Powodem jest naruszenie izolacji przewodów. Może to być również jednoczesne połączenie 2 faz nie ze sobą, ale z masą.
3. Zwarcie trójfazowe (symetryczne). Zamknięcie 3 faz do siebie. Przyczyną może być mechaniczne uszkodzenie powłoki izolacyjnej, przegrzanie i przebicie izolacji lub ubijanie przewodów.
4. Interturn. Ten typ obwodu jest typowy dla maszyn elektrycznych. W tym przypadku zwoje mechanizmu uzwojenia stojana, transformatora lub urządzenia obrotowego są do siebie zamknięte.
5. Zwarcie do metalowej obudowy urządzenia lub systemu. Takie zwarcie występuje, gdy izolacja przewodów na metalowej obudowie jest zerwana.

Opcje zabezpieczenia przed zwarciem

Jako ochronę przed wystąpieniem zwarcia można zastosować:

• reaktory typu elektrycznego, które ograniczą prąd;
• zrównoleglenie obwodu elektrycznego;
• odłączanie wyłączników sekcyjnych;
• transformatory obniżające z dzielonymi uzwojeniami o niskim poziomie napięcia;
• szybkie urządzenia przełączające, w których istnieje możliwość ograniczenia przepływu prądu;
• topliwe elementy zabezpieczające;
• instalacja automatycznych przełączników;
• terminowa wymiana powłoki izolacyjnej przewodów i regularna kontrola okablowania pod kątem wad;
• przekaźnikowe urządzenia zabezpieczające, które wyłączą uszkodzone odcinki obwodu.

Automaty można instalować tylko na całym systemie, a nie na poszczególnych fazach i obwodzie zerowym. W przeciwnym razie podczas obwodu maszyna zerowa ulegnie awarii, a cała sieć elektryczna zostanie pod napięciem, ponieważ. przełącznik fazy zostanie włączony. Z tego samego powodu nie zaleca się instalowania drutu o mniejszym przekroju niż pozwala na to maszyna.

Wykorzystanie tego zjawiska

Zjawisko to znalazło zastosowanie w spawaniu łukowym, którego zasada działania opiera się na interakcji pręta z metalową powierzchnią. Powierzchnia zostaje nagrzana do temperatury topnienia, dzięki czemu pojawia się nowe mocne połączenie, tj. elektroda spawalnicza jest podłączona do pętli uziemienia.

Takie tryby zwarcia działają przez krótki czas. W momencie spawania na styku pręta i powierzchni powstaje niestandardowy ładunek prądowy, dzięki czemu uwalniana jest duża ilość ciepła. Wystarczy stopić metal i wykonać spoinę.

Również w dziedzinie automatyki przemysłowej stosuje się zwarcie, z jego pomocą tworzone są systemy informatyczne, które odzwierciedlają parametry aktualnej transmisji sygnału.

W czujnikach elektrodynamicznych stosuje się przydatne zwarcie. Na przykład w wibrometrach indukcyjnych, odbiornikach sejsmicznych. Zwarcie umożliwia dalsze zmniejszenie liczby drgań układu ruchomego.

Tryb zwarcia może być używany przy łączeniu stopni w elektronice, gdy wyjście pierwszego elementu aktywnego jest w trybie zwarcia.

Podobne artykuły: