Rövidzárlatok, túlterhelések, tranziens ellenállások. Tűzvédelmi intézkedések

Mi a rövidzárlat és mi okozza a rövidzárlatot

A rövidzárlatok a vezetékekben leggyakrabban a vezető részek szigetelésének megsértése miatt fordulnak elő mechanikai sérülések, öregedés, nedvességnek és korrozív környezetnek való kitettség, valamint nem megfelelő emberi tevékenység következtében. Rövidzárlat esetén növekszik áramerősség, és a felszabaduló hő mennyisége köztudottan arányos az áram négyzetével. Tehát, ha rövidzárlat esetén az áram 20-szorosára nő, akkor a felszabaduló hő mennyisége körülbelül 400-szorosára nő.

A vezetékek szigetelésére gyakorolt ​​​​hőhatás jelentősen csökkenti annak mechanikai és dielektromos tulajdonságait. Például, ha az elektromos karton (mint szigetelőanyag) vezetőképességét 20 ° C-on egységnek vesszük, akkor 30, 40 és 50 ° C hőmérsékleten 4, 13 és 37-szeresére nő. A szigetelés termikus elöregedése leggyakrabban az elektromos hálózatok túlterhelése miatt következik be, amelynek áramerőssége meghaladja az adott típusú és keresztmetszetű vezetékek hosszú távú megengedett értékét.Például a papírszigetelésű kábelek élettartamát a jól ismert "nyolc fokos szabály" szerint lehet meghatározni: a hőmérséklet 8 ° C-onkénti növekedése kétszeresére csökkenti a szigetelés élettartamát. A polimer szigetelőanyagok is ki vannak téve a hődegradációnak.

A nedvesség és a korrozív környezet hatása a vezetékek szigetelésére jelentősen rontja annak állapotát a felületi szivárgás megjelenése miatt. A keletkező hő elpárologtatja a folyadékot, sónyomokat hagyva a szigetelésen. Amikor a párolgás leáll, a szivárgó áram eltűnik. Ismételt nedvesség hatására a folyamat megismétlődik, de a sókoncentráció növekedése miatt a vezetőképesség annyira megnő, hogy a szivárgó áram a párolgás befejezése után sem áll le. Ezenkívül apró szikrák jelennek meg. Ezt követően a szivárgó áram hatására a szigetelés elszenesedik, veszít szilárdságából, ami helyi íves felületi kisülés megjelenéséhez vezethet, amely meggyújthatja a szigetelést.

Az elektromos vezetékek rövidzárlatának veszélyét az elektromos áram következő lehetséges megnyilvánulásai jellemzik: a vezetékek és a környező éghető tárgyak és anyagok szigetelésének meggyulladása; a vezetékek szigetelésének azon képessége, hogy szétterjessze az égést, amikor külső gyújtóforrások meggyújtják; olvadt fémrészecskék képződése rövidzárlat során, meggyújtva a környező éghető anyagokat (az olvadt fémrészecskék tágulási sebessége elérheti a 11 m / s-ot, hőmérsékletük pedig 2050-2700 ° C).

Vészhelyzet akkor is előfordul, ha az elektromos vezetékek túlterheltek.A fogyasztók helytelen kiválasztása, bekapcsolása vagy meghibásodása miatt a vezetékeken átfolyó összáram meghaladja a névleges értéket, vagyis az áramsűrűség növekedése (túlterhelés) következik be. Például, amikor 40 A áram folyik át három sorba kapcsolt, azonos hosszúságú, de eltérő keresztmetszetű vezetékdarabon-10; 4 és 1 mm2, sűrűsége eltérő lesz: 4, 10 és 40 A / mm2. Az utolsó darab rendelkezik a legnagyobb áramsűrűséggel és ennek megfelelően a legnagyobb teljesítményveszteséggel A 10 mm2 keresztmetszetű vezeték enyhén felmelegszik, a 4 mm2 keresztmetszetű vezeték hőmérséklete eléri a megengedett szintet, ill. az 1 mm2 keresztmetszetű vezeték szigetelése csak úgy ég.

Hogyan különbözik a rövidzárlati áram a túlterhelési áramtól

A fő különbség a rövidzárlat és a túlterhelés között abban rejlik, hogy rövidzárlat esetén a szigetelés megsértése a vészhelyzeti üzemmód oka, túlterhelés esetén pedig annak következménye. Bizonyos körülmények között a vezetékek és kábelek túlterhelése a vészüzemmód hosszabb időtartama miatt veszélyesebb a tűz számára, mint a rövidzárlat.

A vezetékek alapanyaga túlterhelés esetén jelentősen befolyásolja a gyújtási jellemzőket. Az APV és PV márkájú vezetékek tűzveszélyességi mutatóinak összehasonlítása, amelyeket a túlterhelési módban végzett vizsgálatok során kaptak, azt mutatja, hogy a rézvezető vezetékekkel ellátott vezetékek szigetelésének meggyulladásának valószínűsége nagyobb, mint az alumíniumhuzaloké.

A rövidzárlat ugyanaz a minta figyelhető meg. Az ívkisülések égési kapacitása a rézhuzalos áramkörökben nagyobb, mint az alumíniumhuzaloknál.Például egy 2,8 mm falvastagságú acélcsövet elégetnek (vagy a felületén lévő éghető anyagot meggyújtanak) 16 mm2 keresztmetszetű alumíniumhuzallal és 6 mm2 keresztmetszetű rézhuzallal. .

Az áram többszörösét a rövidzárlati vagy túlterhelési áram és a vezeték adott keresztmetszetére vonatkozó folyamatos megengedett áram aránya határozza meg.

A polietilén köpennyel ellátott vezetékek és kábelek, valamint a polietilén csövek, amikor vezetékeket és kábeleket fektetnek beléjük, a legnagyobb tűzveszélyt jelentenek. A polietilén csövek vezetékezése tűz szempontjából nagyobb veszélyt jelent, mint a vinil műanyag csövekben, ezért a polietilén csövek alkalmazási területe jóval szűkebb. A túlterhelés különösen veszélyes a magánlakásokban, ahol általában minden fogyasztó egy hálózatból táplálkozik, és a védőeszközök gyakran hiányoznak, vagy csak rövidzárlati áramra tervezték. A sokemeletes lakóépületekben semmi sem akadályozza meg a lakókat abban, hogy nagyobb teljesítményű lámpákat használjanak, vagy olyan háztartási elektromos készülékeket kapcsoljanak be, amelyek összteljesítménye nagyobb, mint amihez a hálózatot tervezték.

A kábeleszközökön (érintkezők, kapcsolók, aljzatok stb.) az áramok, feszültségek, teljesítmény határértékei, a csatlakozókon, csatlakozókon és egyéb termékeken pedig a csatlakoztatott vezetékek legnagyobb keresztmetszete látható. Az eszközök biztonságos használatához képesnek kell lennie megfejteni ezeket a címkéket.

Például a kapcsoló jelzése «6,3 A; 250 V «, a patronon -» 4 A; 250 V; 300 W «, a bővítőn pedig -osztó -» 250 V; 6,3 A «,» 220 V. 1300 W «,» 127 V, 700 W «.A «6,3 A» figyelmeztet, hogy a kapcsolón áthaladó áram nem haladhatja meg a 6,3 A-t, különben a kapcsoló túlmelegszik. Bármilyen kisebb áramhoz megfelelő a kapcsoló, mert minél kisebb az áramerősség, annál kevésbé melegszik fel az érintkező. A «250 V» felirat azt jelzi, hogy a kapcsoló 250 V-ot meg nem haladó feszültségű hálózatokban használható.

Ha megszorozod 4 A-t 250 V-tal, akkor 1000-et kapsz, nem 300 wattot. Hogyan társíthatok egy számított értéket egy címkéhez? A hatalomból kell kiindulnunk. 220 V feszültségnél a megengedett áramerősség 1,3 A (300: 220); 127 V - 2,3 A (300-127) feszültségen. A 4 A áram 75 V (300:4) feszültségnek felel meg. Felirat „250 V; A 6,3 A «jelzi, hogy a készüléket legfeljebb 250 V-os feszültségű és 6,3 A-nél nem nagyobb áramerősségű hálózatokhoz tervezték. 6,3 A-t megszorozva 220 V-tal, 1386 W-ot (1300 W, kerekítve) kapunk. A 6,3A-t megszorozva 127 V-tal, 799 W-ot kapunk (kerekítve 700 W). Felmerül a kérdés: nem veszélyes így kerekíteni? Nem veszélyes, mert kerekítés után alacsonyabb teljesítményértékeket kap. Ha a teljesítmény kisebb, akkor az érintkezők kevésbé melegszenek fel.

Amikor az érintkezőcsatlakozás tranziens ellenállása miatt elektromos áram folyik át az érintkezőcsatlakozáson, a feszültség csökken, teljesítmény és energia szabadul fel, ami az érintkezők felmelegedését okozza. Az áramkör túlzott áramnövekedése vagy az ellenállás növekedése az érintkező- és vezetékvezetékek hőmérsékletének további növekedéséhez vezet, ami tüzet okozhat.

Az elektromos berendezésekben állandó érintkező csatlakozásokat (forrasztás, hegesztés) és leszerelhető (csavarral, dugóval, rugóval stb.) és kapcsolóberendezések érintkezőit alkalmazzák - mágneses indítók, relék, kapcsolók és egyéb speciálisan elektromos záráshoz és nyitáshoz tervezett eszközök áramkörökre, vagyis azok kommutációjára. Belső elektromos hálózatokban a bejárattól a villamos energia vevőjéig elektromosság a terhelés nagyszámú érintkezőkapcsolaton keresztül áramlik.

Semmi esetre sem szabad megszakítani a kapcsolattartási linkeket…. A belső hálózatok berendezésére vonatkozóan egy ideje végzett tanulmányok azt mutatják, hogy az összes vizsgált érintkezőnek csak 50%-a felel meg a GOST követelményeinek. Ha a terhelőáram rossz minőségű érintkezőkapcsolaton folyik, akkor egységnyi idő alatt jelentős mennyiségű hő szabadul fel, arányos az áram (áramsűrűség) négyzetével és az érintkező tényleges érintkezési pontjainak ellenállásával.

Ha a forró érintkezők éghető anyagokkal érintkeznek, meggyulladhatnak vagy elszenesedhetnek, és a vezetékek szigetelése meggyulladhat.

Az érintkezési ellenállás értéke függ az áramsűrűségtől, az érintkezők összenyomó erejétől (az ellenállási terület nagyságától), az anyagtól, amelyből készültek, az érintkező felületek oxidációs fokától stb.

Az érintkezőben lévő áramsűrűség (és ezáltal a hőmérséklet) csökkentése érdekében növelni kell az érintkezők tényleges érintkezési felületét. Ha az érintkezési síkokat némi erővel egymáshoz nyomjuk, az érintkezési pontokon lévő kis gumók enyhén összenyomódnak.Emiatt az érintkező elemfelületek méretei megnőnek és további érintkezési felületek jelennek meg, valamint csökken az áramsűrűség, az érintkezési ellenállás és az érintkezőfűtés. Kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy fordított összefüggés van az érintkezési ellenállás és a nyomaték (nyomaték) nagysága között. A nyomaték kétszeres csökkenésével a 4 mm2 keresztmetszetű APV vezeték vagy két 2,5 mm2 keresztmetszetű vezeték érintkező csatlakozásának ellenállása 4-5-szörösére nő.

Az érintkezők hőjének eltávolítása és a környezetbe való elvezetése érdekében bizonyos tömeggel és hűtőfelületekkel érintkeznek. Különös figyelmet fordítanak a vezetékek csatlakozási helyeire és az elektromos vevőkészülékek bemeneti eszközeinek érintkezőihez való csatlakozásukra. A vezetékek mozgatható végein különféle formájú füleket és speciális bilincseket használnak. Az érintkezés megbízhatóságát a hagyományos, rugós és karimás alátétek biztosítják. 3-3,5 év elteltével az érintkezési ellenállás körülbelül 2-szeresére nő. Az érintkezők ellenállása rövidzárlat esetén is jelentősen megnő, az áram rövid időszakos hatása az érintkezőre. A tesztek azt mutatják, hogy az elasztikus rugós alátétekkel ellátott érintkezők a legnagyobb stabilitásúak, ha kedvezőtlen tényezőknek vannak kitéve.

Sajnos elég gyakori a "korongmentés". Az alátétnek színesfémekből, például sárgarézből kell készülnie. Az acél alátétet korróziógátló bevonat védi.