>
>
Короткое замыкание (ток)
Под электрическим коротким замыканием (в большинстве случаев нежелательным) обозначают непосредственную проводящую связь между двумя электрическими полюсами, например, между положительным полюсом и отрицательным полюсом батареи, между фазовыми проводами (L1-L2 или L2-L3 или L3-L1) или же между фазовым и нулевым проводом (L1-N, L2-N или L3-N) в установках трёхфазного переменного тока.
Короткие замыкания обусловлены в большинстве случаев появлением дефектов изоляции или ошибкой переключений в электрических установках, точнее говоря токовых цепях, причем последние между L1 / L2 / L3 и E 3-фазные короткие замыкания.
В то время как напряжение снижается почти до нуля, электрический ток достигает своего максимального значения, тока короткого замыкания. Этот ток ограничивается только последовательным внутренним сопротивлением источника питания.
Следовательно, ток короткого замыкания равняется:
где U - напряжение источника питания, Z - сумма всех полных (активных и реактивных сопротивлений) в цепи тока короткого замыкания.
Содержание
1. Причины и виды
2. Величина тока короткого замыкания
3. Последствия
4. Короткое замыкание на входе электронных приборов?
5. Сверхпереходный ток короткого замыкания (при переменном токе)
1 Причины и виды
Короткое замыкание может происходить вследствие дефекта изоляции (например, из-за нарушения изоляции, вызванного старением, изменением изоляции из-за постоянной нагрузки на изолирующие материалы высокими электрическими полями, так называемыми частичными разрядами). Также короткие замыкания могут возникать вследствие механических повреждений на стройплощадках и так далее, а также вследствие человеческого фактора (неправильная коммутационная операция в электрических распределительных устройствах из-за невнимательности к правилам техники безопасности).
Различаются короткое замыкание через металлический контакт («насыщенное» короткое замыкание) и короткое замыкание через аварийное сопротивление (активное и реактивное сопротивление).
При коротком замыкании через аварийное сопротивление может возникнуть электрическая дуга со своим напряжением дуги. Электрическая дуга носит сильно индуктивный характер, она является индуктивным сопротивлением и является причиной фазового сдвига.
В трехфазной сети может возникать трехфазное (симметричное), двухфазное (между двумя из L1, L2 или L3) или однофазное ( несимметричное, между L1 и заземляющими устройствами) короткое замыкание.
Двухфазное короткое замыкание к тому же является тем видом, при котором протекает наибольший ток короткого замыкания просто потому, что источник питания переменного тока несмотря на короткое замыкание «еще» относительно «мало» нагружен, и при этом коротком замыкании еще располагает большими резервами энергии. По этой причине должны быть рассчитаны по максимальному возникающему двухфазному току короткого замыкания в килоамперах а также по термическим (тепловым воздействиям) и динамическим (силовым воздействиям) технологическое оснащение (алюминиевые провода, разъединители, силовые выключатели, трансформаторы тока, даже несущие металлические конструкции), а также над- и подземные (закопанные в землю) заземляющие устройства из меди или оцинкованной полосовой стали. Электротехнические инструкции и директивы по расчету токов короткого замыкания для электрических (высоковольтных) распределительных устройств соответствуют норме VDE Norm 0102.
2 Величина тока короткого замыкания
Большой ток короткого замыкания может возникнуть только тогда, когда в месте соединения больше нет активного и индуктивного сопротивления. Если между находящимися под напряжением проводниками есть сопротивление хотя бы очень маленькой величины, тогда речь идет о процессе, подобном короткому замыканию.
Между фазовым проводом (например, L1) и N (нулевой провод) прилаживается напряжение 230 В, 50 Гц аварийного тока относительно потенциала земли, так как N заземлен и представляет собой противоположный полюс, и между фазовым проводом (L1) относительно фазового провода (L2) и /или (L3) прилаживается напряжение ~400 В тока короткого замыкания.
Этот ток во время длительности короткого замыкания tk определяется ,точнее ограничивается, внутренним сопротивлением Ri источника питания (практически вторичной обмоткой предвключенного трансформатора местной электросети) или также сопротивлением дуги в месте короткого замыкания, аварийным сопротивлением в месте короткого замыкания и сопротивлениями проводников (активное и реактивное сопротивление) прямого и обратного провода.
3 Последствия
Недостаточное ограничение тока короткого замыкания или же подобных короткому замыканию аварийных токов может привести к повреждениям из-за перегрева проводов или кабелей, или же электрических компонентов распределительных устройств, если они не защищены предохранителями.
Предохранители должны при появлении большого тока короткого замыкания расплавляться и при этом как можно скорее отделять место короткого замыкания от остальной «здоровой» сети электроснабжения. Отключение должно происходить очень быстро в зависимости от установки (максимально в течении 1/10 секунды), должно различаться в зависимости от характеристики области применения (домашнее оборудование, защита электроники, защита управления и т.д.), для того , чтобы уменьшить последствия пробоя изоляции и тока короткого замыкания.
Если это не произойдет, не исключена возможность возникновения пожара.
Для предотвращения последствий коротких замыканий в сетях низкого напряжения применяются так называемые линейные защитные автоматы и плавкие предохранители различных характеристик.
В сетях высокого и среднего напряжения применяются специальные реле защиты сети. Защита сети.
Также существует механическая прочность, например сборных шин, которую оценивают по току короткого замыкания. Вследствии большого тока появляются невероятные прямо и противоположно направленные магнитные поля. Из-за частоты сети эти механические нагрузки имеют динамический характер поведения.
4 Короткое замыкание на входе электронных приборов?
Для того, чтобы проверить электрический прибор, улавливаются ли на входе помехи (например, у антенны), рекомендуется «закоротить вход». Под этим подразумевается замыкание пассивного входа. При этом не протекает достойный упоминания ток, однако все же закорачиваются минимальные «шумовые» радиосигналы и чаще всего значительное их количество отводится . Однако здесь нет никакого короткого замыкания, как многие ожидали бы.
Нежелательно закорачивать вход, если для измерения определенных параметров в этом нет необходимости. В таком случае в конструкции что-то может разрушиться.
5 Сверхпереходный ток короткого замыкания (при переменном токе)
Сверхпереходный ток короткого замыкания IK'' это понятие из электротехники. Речь идет при этом о чисто теоретической величине при расчете тока короткого замыкания и обозначает действительное значение составляющих переменного тока короткого замыкания в момент возникновения короткого замыкания. Его используют для характеристики воздействия тока в случае короткого замыкания.
>