Предотвращение тепловых коротких замыканий повышает эффективность защиты

Действие короткого замыкания на электрооборудование

Короткое замыкание – аварийный режим работы для электрической сети. При возникновении он оказывает на электрооборудование одновременно два действия:

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.

Причины

Всегда можно смело говорить о том, что нарушают все люди изоляционные характеристики электрического оборудования.

Вызывается это чаще всего следующими факторами:

• перенапряжение;
• прямые попадание молнии;
• устарелостью проводки;
• механическими проблемами на проводах;
• некачественным уходом за приборами.

Часто встречаются создатели замыканий, чтобы проверить специальными устройствами быстрое отключение всех внешних повреждений на случай реальной опасности. Но короткое замыкание проводки случайного характера лечится хорошими предохраняющими элементами, то преднамеренные попытки всегда могут стать неожиданностью для владельца. В этом виноваты, так называемые короткозамыкатели.

Причины короткого замыкания

Результатом короткого замыкания в новой электрической проводке может быть только ошибка при монтаже — либо механическое повреждение проводов при их прокладке и крепеже, либо неправильное их соединение в распределительной коробке. Избежать ошибочного соединения помогут провода, имеющие одинаковую расцветку изоляции жил, а также использование кабеля одного производителя.

В старой проводке главная причина возникновения КЗ — это разрушение изоляции проводов от старости или постоянной влажности (например, на кухне или в ванной). Здесь профилактика одна — своевременная замена устаревших проводов и кабелей.

Еще одна причина КЗ — неисправный бытовой электрический прибор. Такую неисправность в электропроводке найти проще всего — поочередно включаем все электроприборы в квартире и ждем «срабатывание» автомата в электрощитке. На котором отключился, тот наш «герой».

кликер для adsense

Строит учесть, что срабатывают на короткое замыкание только автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями. Поэтому необходимо устанавливать автоматы защиты, которые имеют как тепловые расцепители (при перегрузке в сети), так и электромагнитный расцепитель (при КЗ). В продаже практически все автоматические выключатели имеют двойную защиту.

Последствия короткого замыкания

Согласно закону Ома, при снижении сопротивления в цепи, которое характерно при КЗ, происходит пропорциональное многократное увеличение силы тока. При этом увеличение тока сопровождается значительным выделением тепла, согласно закону Джоуля Ленца, что приводит к возгоранию, пожару, нагреву и расплавлению изоляции на проводах с током.

Что такое КЗ и его последствия, часто видят и знают пожарные службы, которым приходится устранять возгорания, а также электромонтёры с опытом работы в электроустановках. Короткое замыкание у одного из потребителей способно нарушить электроснабжение и привести к отключению целого участка энергосистемы, поэтому установка, обслуживание, а также проверка срабатывания токоограничивающей защиты являются очень важными и актуальными.

Чем опасно КЗ и его последствия

Схема включения

Схема – проще не придумаешь:

Схема включения устройства защиты от искрения УЗИС

Однако, и здесь можно ошибиться, перепутав вход с выходом, и фазу с нулём. Будьте внимательны при подключении!

Для защиты перед УЗИс нужно включать автоматический выключатель (АВ), а при необходимости – УЗО по стандартной схеме.

Устройство на ток 40 А, и, как и в случае с реле напряжения, возникает вопрос – а что, если нужен ток больше 40 А? Можно ли применить модульный контактор для усиления тока. Нет. Дело в том, что ток нагрузки должен протекать только через УЗИС, а в случае с контактором будет протекать ток его катушки, и никакой пользы от этого не будет.

Производитель обещает выпустить изделие на ток 63 А, этого вполне достаточно.

А вот байпас, закоротив входную и выходную клеммы, использовать можно. Но, как и в случае с реле напряжения, пользоваться им нужно с умом и временно – только тогда, когда УЗИс срабатывает по какой-то причине, или вышло из строя. Это может быть случай, если допустимо работать (на свой страх и риск) с неисправной электропроводкой, до её ремонта. Не рекомендую! При параллельном пробое возгорание проводки может произойти практически мгновенно!

Физические свойства данного явления

Опасность короткого замыкания напрямую связана с физическими законами, объясняющими природу этого явления. В первую очередь, это закон Ома, согласно которого ток в электрической цепи находится в прямой пропорции с напряжением и в обратной пропорции – с сопротивлением (I = U/R). То есть, при малом сопротивлении ток будет высокий, а при большом он пропорционально снижается. Кроме того, при росте напряжения одновременно возрастает и сила тока.

Сопротивление при коротком замыкании представляет собой сумму сопротивлений проводов и контактов вместе с внутренним сопротивлением источника питания. Как правило, в бытовых условиях их значения чрезвычайно малы и составляют всего лишь несколько долей Ом. Проводка домашней сети рассчитана на 16-40 ампер, тогда как в момент короткого замыкания ток может доходить до сотен, и даже тысяч ампер.

Явление КЗ тесным образом связано еще и с законом Джоуля-Ленца. Он касается количества теплоты, выделяемой на данном участке за единицу времени. Ее значение определяется квадратом силы тока умноженном на сопротивление этого участка цепи. Это означает рост выделяемого тепла проводником при повышении его сопротивления. Каждый проводник обладает собственным сопротивлением, но греются они все без исключения, но выделяют при этом разное количество тепла.

Короткое замыкание. Причины возникновения и как его избежать

Одной из главных причин возникновения пожара является короткое замыкание. Это словосочетание постоянно на слуху, но что же оно означает?

Короткое замыкание – это соединение провода заземления или нулевого с фазовым либо двух фазовых проводов. Получается взаимодействие двух проводников с отличающимися потенциалами. Коротким контакт называется, потому что он произошел без электроприбора.

При соединении таких проводов происходит маленький взрыв. Объясняется это резким скачком силы тока, достигающей неприемлемого значения. Такое стремительное увеличение силы тока приводит к перегреву проводов и получению электрической дуги между ними, температура которой достигает 5000 градусов С.

Особо зрелищным получается замыкание фазных проводов в трехфазной электросети. Если человек замкнет фазы отверткой, его может отшвырнуть на несколько метров, он может получить серьезные увечья, ожоги. Отвертка при этом просто испарится. В бытовых условиях большого взрыва может и не быть, но оплавление провода и изоляции гарантировано, а это уже прямой путь к возгоранию предметов, которые окажутся поблизости.

Важно помнить, что при обрыве линии электропередачи (ЛЭП) из-за короткого замыкания, может случиться реальный взрыв с электромагнитным ударом. Поэтому ни в коем случае нельзя подходить к месту обрыва линии

Причины возникновения короткого замыкания известны: старая или поврежденная электропроводка, монтаж, выполненный с нарушениями (это свойственно любителям, плохо разбирающимся в электрике), изоляция с дефектами, электроприборы, не отвечающие условиям электробезопасности (опять же старые или испорченные), ослабление мест соединения проводов, случайные обрывы линии.

Со всеми перечисленными причинами можно успешно бороться, если соблюдать некоторые правила:

1. Не использовать старые провода с несоответствующей изоляцией.

2. Быть внимательным при проведении электромонтажных работ. Не сверлить, не штробить, не резать стены в тех местах, где проложен силовой кабель.

3. Снимать изоляцию при монтаже крайне аккуратно, не резать провод ножом вдоль жил.

4. Следить за тем, чтобы сеть была отключена при работах с ней. На щитке нужно вывешивать табличку «идут работы, электричество не включать» или оставить дежурить человека.

5. Устанавливать защитные устройства отключения – автомат ические выключатели. устройства защитного отключения, дифавтоматы.

6. Регулярно следить за состоянием электрических точек – розеток и выключателей. При необходимости сразу же их заменять.

7. Не эксплуатировать поврежденные электроприборы, от которых летят искры, за исключением некоторых инструментов, например, в которых есть угольные щетки – они при работе немного искрят (такое бывает в дрели, электролобзике и других инструментах).

8. При монтаже проводки не вести провода одним большим пучком, лучше пустить их параллельно рядом или использовать специальные короба.

Выполнение этих несложных правил позволит существенно сократить риск возникновения короткого замыкания и пожара

И важно помнить, что работу с электричеством лучше доверить профессиональному электрику. Тогда и жить будет спокойней и безопасней

Автоматические выключатели

Они разрывают электрические цепи при коротком замыкании или повышенной нагрузке на электропроводку.

Для каждой группы электропотребления рекомендуется ставить отдельный автомат. Например, для группы верхнего освещения на кухне, для посудомоечной или стиральной машины, для кухонных розеток и т. д. Это удобно: если случится проблема на одном из участков сети — отключится именно он, а не вся квартира. 

Ниже в таблице приведён пример подбора автоматических выключателей и УЗО от Schneider electric серии Easy9, исходя из мощности потребителей, номинального тока и типа отключения.

Основные характеристики

Разберём заявленные производителем характеристики реле искровой защиты УЗИС.

Параметры УЗИс Эколайт

Я прокомментирую некоторые параметры.

• 2.1.3. Номинальное/минимальное/рабочее напряжение – 230/150/290 В. Минимальное – значит, что устройство в принципе будет пропускать через себя ток, но защищать от искрения не будет. Максимальное – при этом напряжении устройство отключить потребителя, сработает защита от повышенного напряжения. То есть, УЗИС частично заменяет реле напряжения.
• 2.1.4. Выдерживаемое напряжение – 440 В. При этом устройство не выйдет из строя, и при возврате напряжения в рабочие пределы продолжит функционировать. Эти два пункта означают, что УЗИС обеспечивает защиту от обрыва нуля, оставаясь работоспособным после этого.
• 2.1.7. Пороги напряжения для отключения – 260, 270, 280, 290 В. Выбором порога можно изменить соотношение риск повреждения нагрузки/частота отключений. Приходится выбирать, и хорошо, что эта возможность есть.
• 2.1.8, 2.1.9. Время отключения при превышении порога напряжения – 0,2 с, 0,03 с (при напряжении более 300 В). То есть, при опасном обрыве нуля УЗИС отработает максимум за полтора периода сетевого напряжения, и гарантированно спасёт нагрузку от повреждения. И дом от пожара.
• 2.1.10. Время срабатывания при искрении – от 0,04 с. Это время зависит от некоторых факторов – от интенсивности и частоты повторения искрения, от тока нагрузки.
• 2.2.11. Параметры варисторной защиты – радует, что она есть, это снизит интенсивность входной помехи из питающей сети.

Фото характеристик на упаковке устройства:

УЗИС. Эксплуатационные условия и технические характеристики

Для диагностики состояния устройства служит двухцветный светодиод, который сохраняет непрерывность индикации причин отключения и после отключения УЗИс, и даже позволяет отслеживать при этом текущее напряжение сети поворотом регулятора уставки предельного напряжения. Светодиод имеет 6 состояний:

Индикация состояния работы и неисправностей

Инструкцию производителя и другую информацию к Устройству защиты от искрения Эколайт можно будет скачать в конце статьи.

Как же нас защищает автомат?

В нем стоит два типа защиты. Один тип основан на индукции, второй на нагреве. Короткое замыкание характеризуется большим током, который протекает по короткозамкнутой цепи. Автомат устроен таким образом, что ток протекает через биметаллическую пластину и катушку индуктивности. Так вот, когда большой ток протекает через автомат, в катушке возникает сильный магнитный поток, который приводит в движение механизм расцепителя автомата. Ну а биметаллическая пластина предназначена для протекания номинального тока. Когда ток протекает по проводам, он всегда вызывает нагрев. Но мы часто этого не замечаем, потому что тепло успевает рассеяться и нам кажется, что провода не нагреваются. Биметаллическая пластина состоит из двух металлов с разными свойствами. При нагреве эти оба металла деформируются (расширяются), но поскольку один металл расширяется сильнее, чем другой, пластина начинает изгибаться. Пластина подбирается таким образом, чтобы при превышении номинального значения автомата, за счет изгиба, она приводила в действие механизм расцепителя. Таким образом, получается, что одна защита (индуктивная) работает на токи короткого замыкания, а вторая на токи, длительно протекающие по кабелю. Поскольку токи короткого замыкания носят стремительный характер и протекают в сети короткий промежуток времени, биметаллическая пластина не успевает нагреться до такой степени, чтобы деформироваться и отключить автомат.

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.

Теперь представьте, что мы включаем в сеть электроприбор практически без сопротивления, допустим его величина R=0.05 Ом, считаем, что тогда будет с силой тока по закону Ома.

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. Чаще всего, в бытовых условиях, мы сталкиваемся именно с таким типом короткого замыкания.

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.

Устранение последствий короткого замыкания

Чаще всего все сводится к замене поврежденного участка проводки, причем практически гарантированно потребуется наращивать кабель вместо его выгоревшего куска. Основные правила следующие:

• Пространство прилегающее к месту возникновения КЗ надо тщательно вычистить от сажи – она может спровоцировать повторение замыкания.
• Не стоит экономить на проводе и пытаться оставить токоведущую жилу, на которой сгорела изоляция – всегда лучше полностью заменить провод.
• Если полноценного замыкания еще не произошло, но розетки начали подплавляться, то не стоит пробовать их ремонтировать – после многочисленных нагревов/охлаждений меняется структура металла и устройство становится более уязвимым.

Если проводка начала коротить «от старости» (изоляция стала хрупкой), то это настоятельный сигнал к полноценному ремонту – он в любом случае обойдется дешевле, чем устранение последствий возможного пожара.

Что такое короткое замыкание?

Это  не предусмотренное конструкцией соединение двух точек электрической цепи с разными потенциалами.

Бывают:

• Однофазные,
• Двухфазные,
• Трехфазноеые,
• Межвитковые,
• На металлический корпус.

Последствия короткого замыкания:

Сопровождаются большим выделением тепла, электромагнитным полем, расплавлением токоведущих частей, возгоранием, что приводит к пожарам, скачкам напряжения, нарушениям функциональности электрической цепи, системным авариям в энергосетях итд.

Думаю каждый из вас знает случай пожара, который произошел из за короткого замыкания электропроводки дома, квартиры. Частое явление.

Электрическая дуга также может возникнуть от короткого замыкания, как в моем случае. Кстати, как обещал, фото того самого электрощита, после аварии:

Темновато, но видно вроде.

Причины короткого замыкания:

Могут быть вызваны перегрузкой, разными неполадками, например: неисправность в выключателе или штепсельной розетке, непрочное соединение в осветительной коробке, механическое повреждение изоляции кабеля, неисправность  бытовых приборов без системной защиты заземлением или занулением.

Неисправности и повреждения могут образоваться как из-за неосторожного обращения, так и при физическом износе элементов системы. Например если у выключателя сломалась пружинящая контактная пластина или образовалась трещина на крышке, его необходимо заменить

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.

Последствия

Сопротивление электроснабжения всегда ухудшается, когда возникает короткое замыкание розеток. В веточках сразу поступает ток, превышающий в несколько раз все показатели нормы. Отдельные элементы системы от этого страдают сильнее и быстрее других. На них сразу же снижается напряжение. Оно значительно выше в местах самого замыкания.

Большую роль играет место, где произошло данное происшествие. Иногда это может повредить только локальному участку цепи, а иногда отражается на всей системе подачи электроэнергии целиком в пространстве.

Если всё произошло на слишком большом удалении, то величина тока может подняться незначительно. Система это расценит просто, как небольшие сбои, что не приведет к каким-то фатальным последствиям.

В других точках этого можно вообще не отследить. То есть можно смело говорить про опасность только в непосредственной близости от опасного участка, на котором зафиксирован аварийный случай. Ещё можете вы узнать, как найти короткое замыкание по тому, что показатели тока становятся совсем малыми, даже если сравнивать с номинальными величинами генераторов. Совсем обратно можно сказать про всю ветвь, где показатели завышены.

Если всё протекает не циклично, а кратковременно, то всё равно риск перегрева возможен. Это касается и всех элементов, проводящих ток и проводников. Максимальные значения фиксируются всегда в самом начале замыкания, вызывающего серьезные механические усилия между проводящими элементами. Если прочность достаточная, то никаких повреждений происходить не должно.

Защита от токов короткого замыкания

Чтобы избежать внезапного, опасного увеличения тока в электрической цепи при ее коротком замыкании, цепь защищают плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.

Плавкие предохранители представляют собой легкоплавкую проволочку, включенную последовательно в сеть. При увеличении тока сверх определенной величины проволочка предохранителя нагревается и плавится, в результате чего электрическая цепь автоматически разрывается и ток в ней прекращается.

Автоматический выключатель более сложный и дорогостоящий аппарат защиты нежели плавкий предохранитель. Однако в отличии от плавкого предохранителя он рассчитан на многократные срабатывания при защите цепей при аварийных режимах работы.  Конструктивно автоматический выключатель выполнен в диэлектрическом корпусе со встроенным внутрь механизмом расцепления. Механизм расцепления имеет неподвижный и подвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Электромагнитный расцепитель – расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид (катушку выполненную из медного проводника), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2 ÷ 14 раз от номинального тока.

Видео 1. Короткое замыкание

Как найти замыкание в электропроводке

С помощью автоматического выключателя обесточиваем все помещения в квартире или частном доме. Отключаем из розеток все электроприборы, выключаем все приборы освещения.

Берем один из приборов  — мегомметр, мультиметр (электрический тестер), прозвонку (лампочку с батарейкой), «брехунок» (индикатор с батарейкой). Лучше всего использовать либо «брехунок», либо мультиметр в положении замыкания (при соединении щупов стрелка зашкаливает).

Разделяете квартиру или частный дом по комнатам: это делается в распределительных коробках, запитывающих ту или иную комнату. Разъединяете запитывающие провода в распред.коробке и проверяете замыкание с помощью приборов. Если КЗ в данной комнате, то индикатор «брехунка» и стрелка мультиметра зашкалят.

Так поочередно проверяются все комнаты в квартире или частном доме, пока не будет найдено именно то помещение, где и произошло короткое замыкание в электропроводке.

Далее в найденной комнате разбиваете электропроводку на участки с помощью разъединения проводов в распределительных коробках (если таковые имеются). Ищем КЗ по участкам в помещении аналогично с помощью приборов. Участок проводки, где произошло короткое замыкание необходимо заменить.

После замены участка с замкнутыми проводами, автоматический выключатель вернуть в положение ВКЛ.

Как предупредить короткое замыкание

Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:

Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена

Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.. Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену

Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену.

• В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
• Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.

Пример поиска короткого замыкания специальным прибором — на видео:

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.

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!

УЗО

Когда включается любой электроприбор, сила тока в сети кратковременно возрастает (пусковой ток). У одних приборов он меньше (чайник), у других больше (холодильник). Эта функция автомата предотвращает ложные срабатывания при включении/выключении потребителей тока.

Нажмите на изображение, чтобы раскрыть таблицу

Главный критерий выбора УЗО — это чувствительность к токам утечки (указан на корпусе в мА) Наиболее чувствительные — 10 мА, такие устанавливаются во влажных помещениях и детских. В остальных бытовых помещениях принято использовать устройства на 30 мА (см. таблицу).

Отдельного разговора заслуживают противопожарные УЗО, которые имеют более низкую чувствительность к токам утечки — как правило, 100 или 300 мА. Устанавливаются такие УЗО, как правило, в самом начале электрической сети и предотвращают ситуации, когда значительный ток утечки может нагреть, например, оболочку провода или часть стены, по которой этот провод проложен, и вызвать возгорание. Более низкая чувствительность позволяет организовать согласованную работу с другими УЗО, установленными ниже, и избежать ложных отключений электрической сети.

Ток короткого замыкания

На рисунке 1 показана схема включения электрической лампы накаливания в электрическую сеть. Если сопротивление этой лампы r_л = 240 Ом, а напряжение сети U = 120 В, то по закону Ома ток в цепи лампы будет:

Рисунок 1. Схема короткого замыкания на зажимах рубильника

Разберем случай, когда провода, идущие к лампе накаливания, оказались замкнутыми через очень малое сопротивление, например толстый металлический стержень с сопротивлением r = 0,01 Ом, случайно попавший на два провода. В этом случае ток сети, проходя к точке А, будет разветвляться по двум путям: одна большая его часть, пойдет по металлическому стержню – пути с малым сопротивлением, а другая, небольшая часть тока, будет проходить по пути с большим сопротивлением – лампе накаливания.

Аварийный режим работы сети, когда вследствие уменьшения ее сопротивления ток в ней резко увеличивается против нормального, называется коротким замыканием.

Определим какова сила тока короткого замыкания, текущего по металлическому стержню:

На самом деле в случае короткого замыкания напряжение сети будет меньше 120 В, так как большой ток создаст в сети большое падение напряжения и поэтому ток, протекающий по металлическому стержню, будет меньше 12 000 А. Но все же этот ток будет во много раз превышать ток, потреблявшийся ранее лампой накаливания.

Мощность короткого замыкания при токе I_кз = 12 000 А составит:

P_кз = U × I_кз = 120 ×12 000 = 1 440 000 Вт = 1 440 кВт .

Ток, проходя по проводнику, выделяет тепло, и проводник нагревается. В нашем примере сечение проводов электрической цепи было рассчитано на небольшой ток – 0,5 А. При замыкании проводов по цепи будет протекать очень большой ток – 12 000 А. Такой ток вызовет выделение громадного количества тепла, что безусловно приведет к обугливанию и сгоранию изоляции проводов, расплавлению материала проводов, порче электроизмерительных приборов, оплавлению контактов выключателей, ножей рубильников и так далее. Источник электрической энергии, питающий такую цепь, также может быть поврежден. Перегрев проводов может вызвать пожар.

Каждая электрическая сеть рассчитывается на свой, нормальный для нее ток.

Ввиду опасных, разрушительных, а иногда и непоправимых последствий короткого замыкания необходимо соблюдать определенные условия при монтаже и эксплуатации электрических установок, чтобы исключить причины короткого замыкания. Основные из них следующие: 1) изоляция проводов должна соответствовать своему назначению (напряжению сети и условиям ее работы); 2) сечение проводов должно быть таково, чтобы нагревание их при существующих условиях работы не достигало опасной величины; 3) проложенные провода должны быть надежно защищены от механических повреждений; 4) места соединений и ответвлений должны быть так же надежно изолированы, как и сами провода; 5) скрещивание проводов должно быть выполнено так, чтобы провода не касались друг друга;
6) через стены, потолки и полы провода должны быть проложены так, чтобы они были защищены от сырости, механических и химических повреждений и хорошо изолированы.