Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Električna energija nosi prilično veliku opasnost, od koje nisu zaštićeni niti radnici pojedinih podstanica ili kućanskih aparata. Struja kratkog spoja jedna je od najopasnijih vrsta električne energije, ali postoje metode za njeno upravljanje, izračunavanje i mjerenje.
Što je to?
Struja kratkog spoja (TKZ) je naglo rastući puls električnog udara. Njegova glavna opasnost je da prema Joule-Lenzovom zakonu takva energija ima vrlo visoku stopu oslobađanja topline. Rezultat kratkog spoja može rastopiti žice ili izgorjeti određene električne uređaje.
Sastoji se od dvije glavne komponente - aperiodične komponente tekućeg i prisilnog periodičnog termina.
Po principu, najteže je izmjeriti energiju aperiodičnog početka, koji je kapacitivni, pred-hitni. Uostalom, u vrijeme nesreće, razlika između faza ima najveću amplitudu. Također, njegova značajka nije tipična pojava ove struje u mrežama. Shema njegovog obrazovanja pomoći će pokazati princip ove struje.
Izvori otpora uslijed visokog napona s kratkim spojem zatvaraju se na kratkoj udaljenosti ili "kratkog spoja" - tako je ovaj fenomen dobio to ime. Postoji struja kratkog trofaznog kruga, dvofaznog i jednofaznog - ovdje se klasifikacija odvija prema broju zatvorenih faza. U nekim slučajevima kratki spojevi mogu biti kratki između faza i zemlje. Zatim, da biste ga odredili, morat ćete zasebno razmotriti uzemljenje.
Također je moguće raspodijeliti kratke spojeve prema vrsti priključka električne opreme:
- Uz uzemljenje;
- Bez njega.
Za potpuno objašnjenje ovog fenomena predlažemo da razmotrimo primjer. Recimo da postoji određeni trenutni potrošač koji je spojen na lokalni električni vod s slavinom. S ispravnom shemom, ukupni napon u mreži jednak je razlici u emf na izvoru energije i smanjenju napona u lokalnim električnim mrežama. Na temelju toga, da bi se odredila struja kratkog spoja, može se koristiti Ohmova formula:
R = 0; Ikz = r / r
Ovdje r je otpor kratkog spoja.
Ako zamjenimo određene vrijednosti, bit će moguće odrediti strujni krug u bilo kojoj točki na cijelom vodu. Nema potrebe provjeravati omjer frekvencije kratkog spoja.
Metode proračuna
Pretpostavimo da se krug već pojavio u trofaznoj mreži, na primjer, u trafostanici ili namotima transformatora, kao što je tada izračunavanje struja kratkog spoja:
U20 je napon namota transformatora, a Z T je otpor određene faze (koja je oštećena u kratkom spoju). Ako je mrežni napon poznati parametar, izračunava se potreban otpor.
Svaki električni izvor, bez obzira radi li se o transformatoru, kontaktu baterije, električnim žicama - ima vlastitu nominalnu razinu otpora. Drugim riječima, svatko ima svoje Z. Ali oni su karakterizirani kombinacijom aktivnog i induktivnog otpora. Postoje i kapacitivni, ali oni nisu bitni pri izračunavanju visokih struja. Stoga, mnogi električari koriste pojednostavljenu metodu za izračunavanje tih podataka: aritmetički proračun otpornosti istosmjerne struje u serijski spojenim sekcijama. Kada su te karakteristike poznate, nije teško izračunati impedanciju za gradilište ili cijelu mrežu koristeći sljedeću formulu:
Razmotrite primjer kako izračunati struju kratkog spoja baterije s emf od 12 V i unutarnji otpor od 0, 01 ohma. Za početak, potrebna vam je Ohmova formula za cijeli lanac:
I = e / r
Gdje je ε emf i r je vrijednost otpora.
S obzirom da je tijekom preopterećenja otpor jednak nuli, odluka ima sljedeći oblik:
I = e / r = 12/10 -2
Na temelju toga, snaga kratkog spoja ove baterije je 1200 ampera.
Tako je također moguće izračunati struju kratkog spoja za motor, generator i druga postrojenja. Ali u proizvodnji nije uvijek moguće izračunati dopuštene parametre za svaki pojedini električni uređaj. Osim toga, treba imati na umu da u slučaju asimetričnih zatvarača, opterećenja imaju drugačiji slijed, što zahtijeva poznavanje cos φ i otpornost na uzeti u obzir. Za izračun se koristi posebna tablica GOST 27514-87, gdje su navedeni ovi parametri:
| uređaji | cos φ | Otpor, Ohm | |
| Slijed je ravan | kontakt | ||
| Sinkroni motori visokog napona | 0, 9 | 0, 04 + j 0, 22 | 0, 04 + j 0, 22 |
| Asinkroni visokonaponski električni motori | 0, 9 | 0.06+ j 0.18 | 0.06+ j 0.18 |
| Asinkroni niskonaponski motori | 0, 8 | 0.09+ j 0.154 | 0.09+ j 0.154 |
| Žarulje sa žarnom niti | 1.0 | 1.0 | 1.33 |
| Izvori svjetlosti na plin | 0.85 | 0, 85 + j 0, 53 | 0, 382 + j 0, 24 |
| pretvarači | 0, 9 | 0.9+ j 0.44 | 1.66+ j 0.814 |
| Elektrotermalne instalacije | 0, 9 | 1+ j 0, 49 | 0, 4+ j 0, 196 |
Tu je i pojam kratkog spoja od jedne sekunde, pri čemu se formula za jačinu struje kratkog spoja određuje posebnim koeficijentom:
Vjeruje se da, ovisno o presjeku kabela, kvar može proći neopaženo za ožičenje. Najbolje je trajanje kruga do 5 sekundi. Preuzeto iz knjige Nebrat "Proračun kratkih spojeva u mrežama":
| Presjek, mm 2 | Kratko trajanje dopušteno za određenu vrstu žice | |||
| PVC izolacija | polietilen | |||
| Bakrene vene | aluminijum | bakar | aluminijum | |
| 1.5 | 0.17 | ne | 0.21 | ne |
| 2.5 | 0, 3 | 0, 18 | 0.34 | 0.2 |
| 4 | 0.4 | 0, 3 | 0, 54 | 0.36 |
| 6 | 0, 7 | 0.4 | 0, 8 | 0.5 |
| 10 | 1.1 | 0, 7 | 1.37 | 0, 9 |
| 16 | 1.8 | 1.1 | 2.16 | 1.4 |
| 25 | 2.8 | 1.8 | 3.46 | 2.2 |
| 35 | 3.9 | 2.5 | 4.8 | 3.09 |
| 50 | 5.2 | 3 | 6.5 | 4.18 |
| 70 | 7.5 | 5 | 9.4 | 6.12 |
| 95 | 10.5 | 6, 9 | 13.03 | 8.48 |
| 120 | 13.2 | 8.7 | 16.4 | 10.7 |
| 150 | 16.3 | 10.6 | 20.3 | 13.2 |
| 185 | 20.4 | 13.4 | 25.4 | 16.5 |
| 240 | 26, 8 | 17.5 | 33.3 | 21, 7 |
Ova tablica će vam pomoći da saznate očekivano uvjetovano trajanje kratkog spoja u normalnom radu, ampermetar na gumama i razne vrste žica.
Ako izračunate podatke po formulama nemate vremena, onda koristite posebnu opremu. Na primjer, indikator Shch41160 je vrlo popularan kod profesionalnih električara - to je mjerač struje kratkog spoja koji mjeri 380 / 220V. Digitalni uređaj omogućuje određivanje i izračunavanje sile kratkog spoja u domaćim i industrijskim mrežama. Takav metar može se kupiti u posebnim električnim prodavaonicama. Ova tehnika je dobra ako trebate brzo i točno odrediti razinu struje petlje ili segmenta kruga.
Također se koristi Avral program, koji može brzo odrediti toplinski učinak kratkog spoja, brzinu gubitka i snagu struje. Provjera se provodi automatski, unose se poznati parametri i izračunavaju se svi podaci. Ovaj projekt je plaćen, licenca košta oko tisuću rubalja.
Video: zaštita električne mreže od kratkog spoja
Smjernice za zaštitu i odabir opreme
Unatoč opasnosti od ove pojave, još uvijek postoji način da se ograniči ili minimizira vjerojatnost nezgoda. Vrlo je pogodno koristiti električni aparat za ograničavanje kratkog spoja, on može biti reaktor za ograničavanje struje, što značajno smanjuje toplinski učinak visokih električnih impulsa. Ali za kućnu uporabu ova opcija nije prikladna.
Kod kuće često možete koristiti automatsku i relejnu zaštitu. Ta izdanja imaju određena ograničenja (maksimalnu i minimalnu struju mreže), iznad kojih isključuju napajanje. Stroj vam omogućuje da odredite dopušteni amper, što pomaže u povećanju sigurnosti. Izbor se vrši između opreme s višom klasom zaštite nego što je potrebno. Na primjer, u mreži od 21 amper, preporučuje se koristiti prekidač za isključivanje 25 A.