Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Что такое короткое замыкание по-простому: определение КЗ
637

Что такое короткое замыкание по-простому: определение КЗ

Содержание:





Многие наслышаны о проблемах с электросетями и устройствами, возникающих вследствие короткого замыкания (КЗ). Для предотвращения печальных последствий электрические сети в домах, производственных цехах, офисах и прочих электрифицированных зданиях защищены от нештатных ситуаций. Разберёмся, что называется коротким замыканием, как оно происходит, чем характеризуется. Поговорим о способах его предотвращения, расчёте тока в момент КЗ.

Что такое короткое замыкание по-простому

Короткое замыкание – это процесс прямого взаимодействия проводников с противоположными потенциалами, проход электрического тока по непредназначенному для него пути, маршруту, где отсутствуют потребители, например, сопротивление. Часто возникает вследствие повреждения изоляции жилы внутри кабеля, контакта неизолированных компонентов схемы.

Короткое замыкание — это, простым языком, состояние электрической сети, при котором сопротивление источника электропитания выше сопротивления нагрузки.



Что такое КЗ в электрике: виды явлений

Классификация коротких замыканий:
  1. 1-фазное: соприкосновение фазы – провод с потенциалом 220 В соприкасается с «землей» либо нейтральным проводником – имеющим нулевой потенциал.

  2. Двухфазные:
    • Соприкосновение проводов обеих фаз.
    • Двухфазное на землю – предыдущее плюс контакт фаз с землёй.

  3. Трёхфазное – взаимодействие трёх контактов.

Режим короткого замыкания в цепи электрических устройств возникает, когда:

  • Между собой контактируют обмотки статора либо ротора электрического двигателя.
  • Обмотка замыкается на металлический корпус.  


Формула силы тока при КЗ

Из определения короткого замыкания понятно: это явление сопровождается снижением напряжения (падением разницы потенциалов) на зажимах источника питания. Параллельно ему растёт сила электрического тока в цепи. Когда сопротивление внешней цепи снижается (из неё убирается потребитель электрической энергии, например, резистор), напряжение на зажимах источника питания падает до нуля – происходит короткое замыкание, ток при этом растёт до максимума.

Ток КЗ вычисляется по закону Ома. Мизерным внешним сопротивлением R пренебрегают. 

Формула силы тока короткого замыкания имеет вид:

Imax = E : r, где:

  • E – значение ЭДС (электродвижущая сила) в замкнутой цепи;
  • R – сопротивление источника электрического питания.

Значение ЭДС для замкнутой цепи всегда меньше напряжения на зажимах источника электропитания. E равно U только в случае, когда ток цепи падает до нуля I = 0 А.

Задача

Вычислить ток КЗ бытовой сети, сопротивление которой упало до 0,05 Ом.

Imax = E : r = 220 : 0,05 = 4,4 кА.

Получается огромное значение, ведь бытовые розетки рассчитаны на 10, максимум 16 А.

Методы защиты

Для гальванических элементов КЗ угрозы не несут: из-за малой ЭДС компонентов они обладают высоким сопротивлением, поэтому токи короткого замыкания в них малы, не вызывают заметных повреждений в цепи, разрушений её компонентов. 

Элементы силовых и осветительных цепей с напряжением от 100 В с малым сопротивлением могут плавиться, выгорать, даже вызывать пожары. К их изоляции предъявляют особые требования; в цепи встраиваются автоматические выключатели, предохранители. В промышленности для предотвращения КЗ применяют понижающие трансформаторы, шиносоединительные выключатели, релейную защиту.

Поделитесь в социальных сетях:
18 октября 2021, 18:27


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×