Из за чего происходит короткое замыкание. Причины и последствия коротких замыканий в электропроводке
КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ В ЭЛЕКТРОПРОВОДКЕ
Возможные причины пожара
Владимир Фишман , главный специалист, группа компаний «ЭлектрощитТМСамара», филиал «ЭнергосетьпроектННСЭЩ», г. Нижний Новгород
Если раньше основной причиной пожаров в жилых зданиях считалось «неосторожное обращение с огнем», то теперь всё чаще их причиной называют «короткое замыкание в электропроводке». Бурная электрификация жилого сектора заставляет внимательнее анализировать домашнюю электроустановку (электропроводку, электроприборы, защитную и коммутационную аппаратуру) с точки зрения опасности возникновения пожара.
Владимир Семенович Фишман уже рассказывал об особенностях расчета процессов КЗ в низковольтных сетях («Новости ЭлектроТехники» № 2(32) 2005, № 3(33) 2005). Сегодня он рассматривает условия, при которых короткое замыкание действительно может стать причиной пожара.
Вы можете предварительно распылить кончики немного «Электророзом» для улучшения электрического контакта. По словам представителей Инспекции по чрезвычайным ситуациям Бухареста Ильфова, на складе в Балотешти во вторник начался пожар. 15: Воздушный транспорт в международном аэропорту Анри Коанды никоим образом не пострадал от пожара в населенном пункте Балотешти, дым находится на большом расстоянии от аэропорта, говорит Бухарестский национальный аэропорт.
Условия для безопасного развертывания воздушных операций обеспечиваются в аэропорту. 00: Эмиль Григоре из Экологической гвардии Илфова сказал, что нет никаких серьезных проблем для жителей Балотешти, по словам Агерпреса. «Основные проблемы для здоровья населения в районе Балотешти связаны не с дымом, вызванным сжиганием материалов в пламени, пострадавших от материалов, что не очень опасно», - сказал представитель экологической охраны Илфов Эмиль Григоре.
Нормативные требования
Согласно ПУЭ, электрические сети напряжением до 1 кВ жилых и общественных зданий должны защищаться от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Приведем несколько выдержек из ПУЭ :
п. 3.1.10. «Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.
Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:
Мы не можем сказать, затронута ли область или нет, пока мы не получим результаты работы лаборатории. Мы не говорим об опасных веществах или специальных материалах, мы говорим о древесине, о продуктах, используемых при производстве матрацев и диванов, мы не говорим об опасных веществах, - добавил он.
Мы возьмем все образцы примерно через час. Охрана окружающей среды также присутствует. Будет ли она двигаться или не видеть, что мы должны делать, - сказала она. Нет раненых. Людям, живущим по соседству, рекомендуется оставаться дома, а не паниковать, если мы находимся в беде. В этот момент оставайтесь в доме, закройте окна, оставайтесь там. Это информация, которую мы имеем и наши коллеги на местах, - сказал Арафат.
- осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебнобытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах».
- 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), – для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
- 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) – для проводников всех марок».
СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Однако огонь не представляет непосредственной опасности для населения, но людей в этом районе попросили отойти. Оставайтесь в жилище, пока огонь не погаснет. Избегайте переезда в зону пожара. Закрыть двери и окна домов, чтобы избежать дыма, исходящего от огня.
Оставьте область проявления и обитайте в безопасных, воздушных местах. Таким образом, пожарная бригада была отозвана. Согласно цитируемому источнику, дым не распространяется вертикально, а беспорядочно из-за ветра. Дым также можно увидеть в Бухаресте.
Зараженный участок составляет около тысячи квадратных метров. Есть возможности для распространения на другие хранилища. Огонь видно из аэропорта Отопени. В разделе «Топлита» скриптинской фабрики «Регин» вспыхнул массовый пожар. Это повлияло на производственный цех на поверхности в 000 квадратных метров, в котором хранилось около тысячи скрипок, электрический компрессор, электроинструменты и электродвигатели, крыша производственного цеха и крыша секции хранения сырья, на площадь около 720 квадратных метров.
Рассмотрим характерную схему электроснабжения жилого здания (рис. 1). Источник питания – это, как правило, отдельно стоящая ПС со своим распределительным щитом 10(6)/0,4/0,23 кВ. На вводе в здание расположено вводнораспределительное устройство – ВРУ0,4/0,23 кВ. Следующая ступень – этажный групповой распределительный щиток (ГРЩ), последняя ступень – квартирный распределительный щиток (КРЩ). Упомянутые распредустройства связаны между собой проводниками, минимально допустимые сечения которых указаны в ПУЭ. Номинальные токи аппаратов, защищающие кабели и провода как от токов КЗ, так и от перегрузки, выбираются в соответствии c ПУЭ.
Пожарные установили, что пожар был вызван электрическим коротким замыканием после выключения машин и технологических устройств. Из-за горючих материалов расширялось пламя, включая лесопилку, в которой обрабатывается древесина, и соответствующие объекты.
Огонь погас через пять часов. Деревообрабатывающий завод в городе Рознов был полностью разрушен огнем. На лесозаводском заводе в Хунедоаре, Чиминдиа, произошел пожар, примерно в 15 километрах от Девы. Огонь разрушил крышу производственного цеха площадью 520 квадратных метров. Сильный пожар затронул большую часть деревянного склада мебельной фабрики в Сигету-Мармалии, уничтожив более тысячи квадратных метров. Во время вспышки пожара на заводе было более 100 рабочих.
УСЛОВИЯ ВОЗГОРАНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ
Возникает вопрос, может ли при выполнении вышеуказанных и других требований ПУЭ произойти возгорание электропроводки при коротком замыкании (КЗ)? Считается, что возгорание электропроводки происходит при достижении проводником определенной температуры, зависящей от типа изоляции кабеля . Так, для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией, широко применяемых в настоящее время, эта температура равна: Q
= 350 O С.
Изменение температуры проводника при протекании тока КЗ описывается формулами, приведенными в . С учетом некоторых особенностей, в частности, кратковременности протекания тока КЗ (о чем будет сказано далее), в рассматриваемых случаях для проводников с медными жилами можно использовать следующую формулу:
Ни один из них не пострадал от этого инцидента. На складе лесоматериалов в коммуне Аргеш-Кошети начался сильный пожар. Площадь, где разразился пожар, принадлежала лесозаготовительной фабрике в деревне Лэишти, расположенной недалеко от школы. Пожар был погашен после того, как вмешательство длилось почти пять часов, а не жертвы, а лишь материальный ущерб. На лесозаготовительной фабрике в Лунке Брадулуи, округ Муреш, произошел пожар. Пожар произошел на складе мебельной фабрики в городе Тыргу-Лэпуш, Бая-Маре, после короткого замыкания.
Мебельная фабрика в Тэшнаде, Сату-Маре, была поражена яростным огнем, после чего он почти полностью горел. Специалисты, которые расследовали дело, определили, что завод воспламенился от искры из дымовой трубы, которая не была оснащена специальным ситом.
к – показатель степени:
 | (1а) |
S – сечение проводника, мм 2 ;
– интеграл Джоуля или тепловой импульс, кА 2 /с.
В общем случае ток КЗ содержит периодическую и апериодическую составляющие, т.е.:
Однако, как показывает анализ, влияние апериодической составляющей в данном случае невелико ввиду её быстрого затухания (постоянная времени затухания Т 0,003 с). В результате интегрирования на интервале времени действия защитной аппаратуры (0 - 0,02 с) получим:
Мебельная фабрика в деревне Аргез Валеа Маре Правот была частично разрушена горящим огнем, скорее всего, из-за короткого замыкания электрической установки. Повреждения были оценены в более чем € 000. Пожарные вмешались с семью пожарными машинами - двое из Таснада, три из Кэри и двое из Сату Маре.
Взрыв, смерть двух человек, произошел на лесозаготовительной фабрике в селе Нечит, в коммуне Борлешти, графстве Нямц. Компания, расположенная на дороге, ведущей к Нечитскому монастырю и изолированная от домашних хозяйств народа. Почти полностью сгорел склад и мебельный салон на выходе из Сату-Маре в Пете.
где I д – действующее значение периодической составляющей тока КЗ.
Тогда формула (1а) примет вид:
 | (4) |
Из приведенных формул видно, что предельные значения токов КЗ, при которых возгорание проводника не произойдет, зависят от его сечения и времени отключения КЗ.
Скорее всего, пожар вспыхнул из-за электрического короткого замыкания, но полиция открыла расследование, чтобы выяснить причины. По данным Инспекции чрезвычайных ситуаций Бистрица-Насауд, пожар был зарегистрирован местным гражданином, и материальный ущерб не был зарегистрирован. Это женщина, нанятая посольством, которое ехало, когда машина начала курить. Женщина поняла, что ситуация может ухудшиться, поэтому она вышла из машины и позвонила 112, круглосуточно.
В среду вспыхнул ожесточенный пожар в культурном доме в местечке Харцита Жици Цюк, несколько артиллерийских и гражданских пожарных, которые вмешались, чтобы погасить огонь. Начальник оперативного центра Инспекции по чрезвычайным ситуациям Харгита, кол. Овидиу Дуду, сказал, что в огне горит крыша дома на площади 260 квадратных метров, а также внутренние стены, которые были покрыты обшивкой.
ГРАНИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ
Минимально допустимые значения токов КЗ
Анализируя защитные времятоковые характеристики автоматических выключателей (рис. 2), мы видим две области: область работы отсечки, предназначенной для отключения токов КЗ, и область работы тепловых расцепителей, предназначенных для защиты от перегрузки.
Время действия отсечки измеряется сотыми и тысячными долями секунды, а время действия защиты от перегрузки – от нескольких секунд до нескольких минут. Очевидно, что КЗ должны отключаться как можно быстрее, т.е. отсечкой автоматического выключателя. Если КЗ будет отключаться медленно действующей тепловой защитой, то неминуемо произойдет повреждение горящей дугой соседних проводников, на которых вследствие этого также произойдут короткие замыкания. При этом пожар неминуем.
Исходя из требований чувствительности, можно определить минимальные значения токов КЗ, при которых будет надежно срабатывать отсечка автоматических выключателей:
Мэр Попешти-Леордени, Петре Якоб, сказал, что на этой неделе будут перенесены в новые квартиры в городе Конфорт, которые жили на 10-м и 11-м этаже здания, которое сгорело 2 октября, требуя 48 квартир, из которых, Понедельник, были переданы: «Будет 48 квартир, но не все из них обставлены», - сказал мэр, который находится в городе Конфорт.
Такси, оставленная с включенным двигателем, припаркованная перед блоком в районе Милитари в столице, загорелась с рассвета в воскресенье вечером. Согласно первой информации, автомобиль остался с двигателем, начатым владельцем, который поднялся на блок. Огонь на косметическом складе в Крайове Через несколько минут после начала пожара автомобиль был сожжен, двигатель был полон.
I кзмин. = I ном · 2 · 5,
где I ном – номинальный ток автомата;
2 – коэффициент надежности;
5 – кратность тока срабатывания отсечки.
Максимально допустимые значения токов КЗ
Для определения максимально допустимых значений токов КЗ, при которых возгорание электропроводки ещё не произойдет, используем формулы (1) и (2).
Примем начальную температуру проводника Q
нач. = 30 O С. В качестве конечной следует принять такую, при которой изоляция электропроводки ещё не теряет своих свойств и позволяет осуществлять дальнейшую эксплуатацию. Для кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией эта температура лежит в диапазоне 160 - 250 О С . Примем среднее значение Q
кон. = 200 О С:
Пламя началось с третьего этажа, где сотрудник отеля пахнул горящим запахом и увидел дым, выходящий из офиса в ресторане. Машина, припаркованная в окрестностях Тарговисте, загорелась в пятницу вечером до субботы, и пламя быстро распространилось на другой ближайший автомобиль. По словам пресс-секретаря полицейской инспекции Дамбовиты Ралуки Трандафир, автомобиль был выпущен около 00, вскоре после его оставления на стоянке. Первое исследование показывает, что пламя началось с короткого замыкания, автомобиль был недавно выведен из эксплуатации.
Важную роль играет время срабатывания электромагнитных расцепителей автомата при КЗ. ГОСТ Р 5034599 , а также аналогичные зарубежные документы, к сожалению, содержат лишь требование о том, что время действия автоматических выключателей в начальной зоне отсечки («время мгновенного расцепления») должно быть менее 0,1 с.
Однако из каталожных времятоковых характеристик автоматов следует, что на самом деле время срабатывания выключателей намного меньше. Так, для автоматов типа LSN и С 60а это время не превышает 20 мс, а при больших кратностях тока КЗ ещё меньше (рис. 2а и 2б). При времени отключения 20 мс предельно допустимое значение тока КЗ для медного проводника сечением 1,5 мм 2 составит:
Роскошный автомобиль был поглощен пламенем после пожара, разразившегося на улице в квартале Пантелимона Бухареста в понедельник утром. Автомобиль был куплен недавно, и арендодатель не позаботился об этом. Роскошный автомобиль стоимостью более 1000 евро был сделан в пятницу вечером в Браэнешти, округ Илфов. Циркуляция в этом районе была заблокирована, пока пожарным не удалось погасить пламя.
Власти приступили к расследованию, чтобы определить точные причины пожара. В субботу в Бузау сгорели восемь автомобилей из-за короткого замыкания, произведенного одним из них. Частично уничтожены автогонки, но причины остались неизвестными. Несколько полицейских, пожарных и преступников пошли на место. Автомобиль сгорел почти повсюду в понедельник вечером до вторника около Казинского монастыря. Скорее всего, огонь начался с короткого замыкания. Трое детей в возрасте от 4 до 10 лет и дым от дыма взрослых умерли в субботу после пожара в районе Ферентари.
Задаваясь регламентированными ПУЭ минимально допустимыми значениями сечений медных проводников на разных ступенях системы электроснабжения (табл. 7.1.1), можно аналогичным образом определить максимальные и минимальные значения тока на других ступенях системы электроснабжения. Результаты расчетов приведены в табл. 1.
Следует ещё раз подчеркнуть, что максимально допустимые значения тока КЗ в значительной мере зависят от быстродействия автоматического выключателя при КЗ.
Были разрушены три дома и два пристройки и общая площадь в 200 квадратных метров. Согласно первой информации, дети и взрослые были найдены на чердаке одного из домов. Наш автомобиль - это движущийся механизм со многими дорожками, которые работают при высоких температурах. Мы также добавляем топливо, которое является чрезвычайно легковоспламеняющимся, и мы понимаем, что мы находимся за рулем довольно рискованного автомобиля. Каждый день они выпускают огненные шины по всему миру, включая нас в стране, по разным причинам.
Что мы будем делать, когда наша машина или она станет окутана пламенем? Мы не будем говорить о случаях, когда огонь предназначен, как мы можем видеть в новостях, не зная, что вы хотите обвинить в мести. Но несчастные случаи, которые могут произойти в любое время, любому, независимо от того, насколько новый автомобиль. С самого начала следует сказать, что в нормальных условиях только автомобили с дефектами на заводе или те, которые управляются неквалифицированной механикой, подвергаются риску пожара.
Если необходимо решить другую задачу – определения минимально допустимого сечения кабеля или провода при заданном токе КЗ и времени его отключения, то можно использовать формулу:
ВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ ПРОВОДНИКОВ
Перегрузка электрической сети в быту может наступить, в частности, при использовании дополнительных обогревательных электроприборов в холодное время года, в случае аварии в системе водяного отопления и т.п.
Несмотря на то, что согласно ПУЭ внутренние электросети жилых и административных зданий должны быть защищены от перегрузки, всё же защитные аппараты допускают некоторую перегрузку проводников. Это связано с тем, что надежное срабатывание предохранителей происходит при токах, превышающих 1,6I ном, а автоматов – 1,45I ном.
Поэтому, если, например, автомат выбран в соответствии с требованиями ПУЭ, т.е. его номинальный ток равен длительно допустимому току проводника, то последний может длительно работать с нагрузкой 145% I доп. При этом его температура может достигать:
Как вы видите, что они рассказывают новости, когда есть пожар на автомобиле, у пожарных есть только две причины: короткое замыкание или утечка топлива. Что по существу верно, но другие являются прямыми причинами. Большую часть времени, в более чем 65% случаев автомобиль стреляет, это плохая изоляция при электромонтаже. Независимо от того, перегружен ли кабель и нагревается ли он, при плавильной изоляции, независимо от того, говорим ли мы плохо в области трения, используя пластик, который его изолирует, история такая же.
Как правило, пожары происходят из-за плохо изолированных кабелей, которые есть в то же время, в конечном итоге сделать короткое замыкание. Обычно безопасность горит и готова, нет проблем. Показатели встречаются довольно редко, потому что существует множество факторов, которые должны «выстраиваться в линию подобно планетам». Есть много автомобилей, которые совершают короткие замыкания, но водитель осознает и исправляет проблему во времени. Бывают случаи, когда это короткое замыкание происходит, когда автомобиль припаркован или находится в зоне его воспламеняемости.
Q р = Q о + (Q д – Q р) · (I пред / I р) 2 = 30 + (65 – 25) 1,45 2 = 147 O С.
Эта величина больше длительно допустимой температуры для кабелей с пластмассовой изоляцией, указанной в ПУЭ и равной 65 O С.
При возникновении КЗ в процессе длительной перегрузки температура проводника превысит предельно допустимое значение 350 O С и составит для S = 1,5 мм 2 при I кз = 1550 А (1):
Q кон. = 147 · е к + 228 (е к – 1) = 394 O С, где к = 0,506.
На основании вышеизложенного напрашивается вывод о том, что для исключения возможного превышения допустимых температур электропроводки при перегрузках и КЗ номинальные токи защитной аппаратуры следует выбирать несколько ниже, чем требует ПУЭ, как, например, для автоматических выключателей: I ном.авт. 80% I доп.
Обратим внимание на то, что действующие ПУЭ не требуют проверки проводников до 1 кВ на термическую стойкость к токам КЗ. Однако в отношении жилых и административных помещений с этим трудно согласиться с учетом возможных тяжелых последствий.
РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ В СХЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ
Токи КЗ в системе электроснабжения напряжением до 1 кВ рассчитываются согласно методике, изложенной в ГОСТ 2824993 . Расчет оказывается более сложным, чем для сетей напряжением 6–35 кВ, что объясняется рядом обстоятельств:
- необходимостью учета не только реактивных, но и активных сопротивлений элементов схемы;
- необходимостью учета сопротивлений контактных соединений;
- необходимостью учета увеличения активных сопротивлений проводника при росте температуры;
- необходимостью учета сопротивления дуги;
- отсутствием точных данных по сопротивлениям нулевой последовательности некоторых элементов системы электроснабжения (кабели с непроводящей оболочкой, силовые трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн, Y/Zн).
Однако это отдельная тема для разговора.
Как показывают расчеты, при установке на подстанциях трансформаторов мощностью 630 кВ·А и более, токи КЗ у потребителя могут превышать указанные в табл. 1 максимально допустимые значения. С целью ограничения токов КЗ в электросети жилого помещения можно применять питающие трансформаторы со схемами соединения обмоток Y/Yн. Такие трансформаторы обладают повышенными сопротивлениями нулевой последовательности, снижающими токи однофазного КЗ . В ряде случаев следует идти на увеличение сечения проводников внутренней электропроводки по сравнению с требуемым по условиям допустимой нагрузки и минимально допустимыми значениями, указанными в ПУЭ.
Из всего вышеизложенного следует, что даже при выполнении действующих нормативных требований, в результате КЗ на отдельных участках электропроводки жилых зданий могут создасться условия для возгорания. Однако в этом случае само КЗ было бы неправильно квалифицировать как причину пожара. Истинными причинами пожара являются либо неправильные технические решения, либо недостаточная надежность и быстродействие примененной защитной аппаратуры, либо превышение нормативного срока эксплуатации электрооборудования и т.п.
Табл. 1. Граничные значения тока КЗ на различных ступенях системы электроснабжения
ВЫВОДЫ
1. В результате коротких замыканий, при значительных величинах тока КЗ и недостаточном быстродействии защитной аппаратуры, существует реальная опасность возгорания или серьезного ухудшения состояния изоляции внутренней электропроводки зданий.
2. Учитывая особую опасность возгорания, целесообразно ввести нормативное требование о выполнении проверки термической стойкости электропроводки в жилых зданиях.
3. Для исключения перегрузок внутренней электропроводки номинальные токи защитных аппаратов необходимо выбирать ниже длительно допустимых токов защищаемых проводников.
4. При выборе защитных аппаратов особое внимание следует уделять надежным автоматическим выключателям с гарантированным быстродействием в зоне мгновенного расцепления 0,02 с и менее.
ЛИТЕРАТУРА
1. Правила Устройства Электроустановок, 6е и 7е изд.
2. Технический циркуляр №Ц0298(э) Департамента стратегии развития и научнотехнической политики РАО «ЕЭС России».
3. ГОСТ Р 5034599. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.
4. ГОСТ 2824993. Токи короткого замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
5. Федоровская А.И., Фишман В.С. Силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ. Области применения различных схем соединения обмоток // Новости ЭлектроТехники. – 2006. – № 5.
Короткое замыкание (КЗ) – это возникновение электрического контакта между разными фазами, фазой и нулевым рабочим или защитным проводом. В сети с глухозаземленной нейтралью коротким замыканием можно считать контакт между фазным проводником и землей.
Причинами короткого замыкания могут быть :
- ухудшение или повреждение изоляции;
- попадание посторонних предметов, проводящих электрический ток, на токоведущие части;
- механические повреждения или разрушения электрических машин и аппаратов;
- ошибки работников при монтаже или обслуживании электрооборудования;
- аварийные режимы работы сети, связанные с возникновением в ней перенапряжений или резких бросков тока.
Со временем изоляция стареет и теряет свои свойства . Это относится в равной степени и к кабелям, и к обмоткам электродвигателей, и к изоляторам. Этому свойству подвержены и изоляционные поверхности: корпуса автоматических выключателей, предохранителей. На ухудшение свойств изоляторов влияет среда, в которой они работают: степень загрязненности, наличие влаги, пыли, агрессивных газов. Стоит появиться небольшому токопроводящему участку, и он начинает греться и разрастаться, пока ток через него не достигнет критической величины. Он лавинообразно возрастет, разогреет и обуглит поверхность, по которой протекает. С этого момента участок с ослабленной изоляцией становится местом короткого замыкания.
Примером посторонних предметов на токоведущих частях являются деревья, падающие на провода линий электропередач. Сами они создают контакт между землей и фазными проводниками, дополнительно обрываются провода или замыкаются между собой.
Износ подшипников электродвигателей тоже может привести к короткому замыканию. Ротор при вращении цепляет своими обмотками за внутренние детали или обмотку статора. Изоляция повреждается и возникает КЗ. Кабели, проложенные в земле, неизбежно подвергаются механическим деформациям. Над ними проезжает транспорт, а при смене времен года подвижки грунта испытывают их на прочность.
Невнимательность, неаккуратность, несоблюдение правил безопасности тоже могут привести к КЗ. При этом дополнительно наносится вред здоровью работников.
Перенапряжения сами по себе не являются причинами КЗ. Они лишь ускоряют их возникновение на участках с пониженной изоляцией, где рано или поздно замыкание все равно бы произошло.
Расчет и измерение токов короткого замыкания
При коротком замыкании вся мощность электрической сети сосредотачивается на маленьком участке. Если бы кабели, провода и коммутационные аппараты не имели бы собственных сопротивлений, ток КЗ достигал бы огромных величин. Но на самом деле он ограничивается суммарным сопротивлением линии от источника питания (трансформатора на подстанции, генераторов энергосистемы) до точки КЗ.
При проектировании электроустановок величину этого тока обязательно рассчитывают. Для этого используются данные о сопротивлениях (активных и реактивных) всего электрооборудования, установленного на пути КЗ. Ток считается для самой удаленной от источника точки, чтобы проверить, отключит ли его защита.
В эксплуатации или после монтажа ток КЗ измеряют специальными приборами: измерителями петли фаза-нуль . Делается это для того, чтобы удостовериться в правильности расчетов или в местах, для которых этот расчет выполнить невозможно.
- вместо модульных выключателей с характеристикой «С» (кратность отсечки 5-10) применяют «В» (кратность 3-5);
- увеличивают сечение питающих кабелей.
Действие короткого замыкания на электрооборудование
Короткое замыкание – аварийный режим работы для электрической сети. При возникновении он оказывает на электрооборудование одновременно два действия:
- электродинамическое;
- термическое.
Согласно законам физики, при прохождении тока по двум проводникам, расположенным рядом, они взаимодействуют друг с другом. В зависимости от направления тока они либо притягиваются, либо отталкиваются. С увеличением тока и уменьшением расстояния сила взаимодействия увеличивается.
На этом принципе и происходит электродинамическое воздействие тока КЗ на шины, провода, обмотки электрических машин. На подстанциях и других энергообъектах, где значения токов замыкания достигают десятков и сотен тысяч ампер, после КЗ оборудование может прийти в полную негодность из-за механических разрушений. При этом само КЗ может произойти где-то в стороне.
Термическое воздействие основано на нагревании проводников при прохождении по ним электрического тока. При этом температура иногда повышается настолько, что провода или шины расплавляются.
В бытовых условиях ярче выражено термическое воздействие КЗ, динамическое можно не учитывать из-за небольших значений токов.
Перегрузка сети
Это тоже аварийный режим работы. Все электрооборудование рассчитано на номинальный ток, превышение которого недопустимо. Иначе контактные системы коммутационных аппаратов, жилы кабелей и проводов начинают нагреваться. Перегрев приводит к расплавлению или обугливанию изоляции, которое вскоре приводит к пожару или короткому замыканию.
Причинами перегрузки является :
- подключение нагрузки к групповой линии, превышающей ту, на которую рассчитан ее кабель и автоматический выключатель. Это либо связано с подключением мощного электроприемника или превышением суммарной мощности группы электроприемников.
- неисправности, возникающие в одном из электроприемников. Например, витковое замыкание в электродвигателе, частичный выход из строя нагревательного элемента в калорифере.
Загрузка...
