A rövidzárlat okai és következményei

Rövidzárlat — az EMF-forrás csatlakoztatása a terheléshez, amelynek ellenállása nagyon kicsi a forrás belső ellenállásához képest.

A zárlati áramot csak az r forrás belső ellenállása határozza meg, azaz. ik = E / r, ahol E a forrás EMF-je.

Általában Az EMF forrásai nem a rövidzárlat során fellépő nagy áramerősségre tervezték, nagyon nagy mennyiségű hő keletkezik a forrásban, ami a forrás tönkremeneteléhez és halálához vezethet. A rövidzárlat különösen veszélyes a kis méretű forrásoknál belső ellenállás (akkumulátorok, elektromos autók stb.).

Tehát rövidzárlat következik be, amikor egy áramkör két vezetékét csatlakoztatják a forrás különböző kapcsaihoz (például egyenáramú áramkörökben ezek a "+" és "-") egy nagyon kis ellenálláson keresztül, ami összehasonlítható maguk a vezetékek ellenállása.

A rövidzárlati áram sokszorosan meghaladhatja az áramkör névleges áramát. Ilyen esetekben az áramkört meg kell szakítani, mielőtt a vezetékek hőmérséklete elérné a veszélyes értékeket.

A vezetékek túlmelegedés elleni védelme és a környező tárgyak meggyulladásának megakadályozása érdekében az áramkör védőeszközöket tartalmaz - biztosítékok vagy megszakítók.

Túlfeszültség esetén rövidzárlat is előfordulhat zivatar, közvetlen villámcsapás, a szigetelő alkatrészek mechanikai sérülése, vagy a szervizszemélyzet helytelen tevékenysége következtében.

Rövidzárlat esetén a rövidzárlati áramok meredeken megnövekednek és a feszültség csökken, ami nagy veszélyt jelent az elektromos berendezésekre és áramkimaradást okozhat a fogyasztóknak.

Lásd még: Hogyan működik és működik a rövidzárlat elleni védelem

A rövidzárlatok a következők:

• háromfázisú (szimmetrikus), amelyben mindhárom fázis rövidre van zárva;

• kétfázisú (kiegyensúlyozatlan), amelyben csak két fázis van rövidre zárva;

• kétfázisú földelés a szilárd földelt semlegesekkel rendelkező rendszerekben;

• egyfázisú kiegyensúlyozatlan földelt nullák.

Az áramerősség egyfázisú zárlattal éri el maximális értékét. Speciális mesterséges intézkedések alkalmazásának eredményeként (például a semleges vezetékek földelésével reaktorok, a nullák csak egy részét földeljük), az egyfázisú zárlati áram maximális értéke a háromfázisú zárlati áram értékére csökkenthető, amelyre a számításokat leggyakrabban végezzük.

A rövidzárlat okai

A rövidzárlat fő oka a zavarok elektromos berendezések szigetelése.

A szigetelés meghibásodását a következők okozzák:

1. Túlfeszültség (különösen leválasztott semleges hálózatokban),

2. Közvetlen villámcsapás,

3. Időskori elszigeteltség,

4.A szigetelés mechanikai sérülése, túlméretezett mechanizmusok vonala alá való behajtás,

5. A berendezések nem megfelelő karbantartása.

Az elektromos berendezések elektromos részének károsodásának oka gyakran a szervizszemélyzet szakképzetlen tevékenysége.

Szándékos rövidzárlat

A leléptető alállomások egyszerűsített csatlakozási sémáinak alkalmazásakor speciális eszközöket használnak - rövidzárlatokamelyek szándékos rövidzárlatot hoznak létre a keletkező hiba gyors megszakítása érdekében. Így az áramellátó rendszerekben a véletlen rövidzárlatok mellett vannak szándékos rövidzárlatok is, amelyeket rövidzárlat okoz.

Rövidzárlat következményei

A rövidzárlat következtében a feszültség alatt álló részek jelentősen túlmelegednek, ami a szigetelés meghibásodásához, valamint nagy mechanikai erők megjelenéséhez vezethet, amelyek hozzájárulnak az elektromos berendezések alkatrészeinek tönkremeneteléhez.

Ebben az esetben a fogyasztók normál ellátása a hálózat sértetlen szakaszain megszakad, mivel az egyik vezetékben lévő rövidzárlat vészhelyzeti üzemmódja a feszültség általános csökkenéséhez vezet. A zárlati ponton a konjugáció nullává válik, és a zárlati pontig minden ponton a feszültség meredeken csökken, és a sértetlen vezetékek normál tápellátása lehetetlenné válik.

Amikor az áramellátó rendszerben rövidzárlatok lépnek fel, a teljes ellenállása csökken, ami az ágaiban lévő áramok növekedéséhez vezet a normál üzemmódban lévő áramokhoz képest, és ez az energiarendszer egyes pontjain a feszültség csökkenését okozza, amely különösen nagy a pontzárlat közelében.A feszültségcsökkentés mértéke a működéstől függ készülékek az automatikus feszültségszabályozáshoz és a sérülés helyétől való távolság.

A hiba előfordulási helyétől és időtartamától függően következményei lehetnek lokális jellegűek, vagy érinthetik a teljes áramellátó rendszert.

A rövidzárlat nagy távolsága esetén a rövidzárlati áram értéke csak kis része lehet az áramfejlesztők névleges áramának, és az ilyen rövidzárlat előfordulását a terhelés enyhe növekedéseként érzékelik. .

Erőteljes feszültségcsökkenés csak a zárlati pont közelében következik be, míg az energiarendszer más pontjain ez a csökkenés kevésbé észrevehető. Ezért a figyelembe vett körülmények között a rövidzárlat veszélyes következményei csak az áramellátó rendszernek a baleset helyszínéhez legközelebb eső részein jelentkeznek.

A rövidzárlati áram, bár kicsi a generátorok névleges áramához képest, általában sokszorosa annak az ágnak a névleges áramának, ahol a zárlat fellép. Ezért még rövid távú rövidzárlati áram áramlása esetén is okozhat további áramvezető elemek fűtése és vezetékek a megengedett szint felett.

A rövidzárlati áramok nagy mechanikai erőket okoznak a vezetők között, amelyek különösen nagyok a zárlati folyamat elején, amikor az áram eléri a maximális értéket. Ha a vezetékek és rögzítéseik szilárdsága nem megfelelő, mechanikai sérülések léphetnek fel.

A hirtelen mély rövidzárlati feszültségesés befolyásolja a fogyasztók teljesítményét.Ez elsősorban a motorokra vonatkozik, mert még rövid távú, 30-40%-os feszültségeséssel is leállhatnak (a motorok átfordulnak).

A motor felborulása súlyosan érinti az ipari üzem működését, mivel a normál gyártási folyamat visszaállítása hosszú időt vesz igénybe, a hajtóművek váratlan leállása pedig az üzem termékének meghibásodását okozhatja.

Kis távolság és kellő zárlati időtartam mellett előfordulhat, hogy a párhuzamos állomások kiesnek a szinkronból, pl. a teljes elektromos rendszer normál működésének megzavarása, ami a rövidzárlat legveszélyesebb következménye.

A földzárlatból eredő kiegyensúlyozatlan áramrendszerek képesek olyan mágneses fluxusokat létrehozni, amelyek elegendőek ahhoz, hogy jelentős EMF-eket indukáljanak a szomszédos áramkörökben (kommunikációs vezetékek, csővezetékek), amelyek veszélyesek a kiszolgáló személyzetre és az ezen áramkörökön lévő berendezésekre.

Ezért a rövidzárlat következményei a következők:

1. Az elektromos berendezések mechanikai és termikus károsodása.

2. Tűz az elektromos berendezésekben.

3. Az elektromos hálózat feszültségszintjének csökkenése, ami a villanymotorok nyomatékának csökkenéséhez, leállásához, teljesítménycsökkenéshez vagy akár felborulásához vezet.

4. Az egyes generátorok, erőművek és az elektromos rendszer részei szinkronjának elvesztése, valamint balesetek bekövetkezése, beleértve a rendszerbaleseteket is.

5. Elektromágneses hatás kommunikációs vonalakra, kommunikációra stb.

Mire szolgál a rövidzárlati áramok számítása?

Az áramkörben egy rövidzárlat tranziens folyamatot idéz elő benne, melynek során az áram két komponens összegének tekinthető: kényszerharmonikus (periodikus, szinuszos) ip és szabad (aperiodikus, exponenciális) ia. A szabad komponens a Tc = Lc / rc = xc /? Rc mint a tranziens bomlás. Az i összáram maximális pillanatnyi értékét iу lökésáramnak, az utóbbinak az Iπm amplitúdóhoz viszonyított arányát lökési együtthatónak nevezzük.

A rövidzárlati áramok kiszámítása szükséges az elektromos berendezések helyes kiválasztásához, tervezéséhez relévédelem és automatizálás, a rövidzárlati áramok korlátozására szolgáló eszközök kiválasztása.

A rövidzárlatok (SC) általában tranziens ellenállások miatt következnek be – elektromos ívek, idegen tárgyak a hiba helyén, támasztékok és földeléseik, valamint a fázisvezetők és a földelés közötti ellenállások (például amikor a vezetékek a földre esnek). A számítások egyszerűsítése érdekében az egyes tranziens ellenállásokat a hiba típusától függően egyenlőnek vagy nullának kell tekinteni ("fémes" vagy "tompa" rövidzárlat).

Lásd még:Rövidzárlati áram, amely meghatározza a zárlati áram nagyságát