Причины короткого замыкания

Что такое короткое замыкание по-простому

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ – это электрическое соединение разных фаз или потенциалов электроустановки между собой или с землей, не предусмотренное в нормальном режиме работы, при котором в проводниках, в месте контакта, резко возрастает сила тока, превышая максимально допустимые величины.

Если же говорить простым языком, короткое замыкание – это любое незапланированное, нештатное соединение электрических проводников с разным потенциалом, например, фазы и ноля, при котором образуются разрушительные токи.

Как вы заметили, акцент на том, что короткое замыкание в электрической цепи – это именно незапланированный, не предусмотренный процесс, сделан не зря, ведь, по большому счету, контролируемое замыкание (некоторые еще назывыают его по-аналогии длинным) запускает электроприборы. Все они включаются в розетку, и, так или иначе, фазный провод, посредством электроприбора соединяется с нулевым, но короткого замыкания при этом не происходит, давайте разберемся почему.

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.

Почему короткое замыкание так называется

Подключая какую-то нагрузку к сети, например, утюг, телевизор или любой другой электроприбор, мы создаём сопротивление для протекания электрического тока.
Если же мы умышленно или случайно соединим, например, фазу и ноль напрямую, без нагрузки, мы, в каком-то смысле, укорачиваем путь, делаем его коротким.

Поэтому, короткое замыкание и называют коротким, подразумевая движение электронов по кротчайшему пути, без сопротивления.

Чем опасно короткое замыкание

Самая значительная опасность при коротком замыкании – это большая вероятность возникновения пожара.

При значительном увеличении силы тока, которое происходит при КЗ, выделяется большое количество теплоты в проводниках, что вызывает разрушение изоляции и возгорание.
Кроме того, в быту, чаще всего происходит дуговое короткое замыкание, при котором, между проводниками в месте КЗ, возникает мощнейший электрический разряд, который нередко воспламеняет окружающие предметы.

Так же не стоит забывать про опасность поражения электрическим током или резким выделением тепла человека, которая так же достаточно высока.

Из менее опасных последствий, происходящих при КЗ, стоит отменить значительное снижение напряжения в электрической сети особенно в месте его возникновения, что негативно влияет на различные электроприборы, в частности оснащенные двигателями. Также, не стоит забывать про сильное электромагнитное воздействие на чувствительное к этому оборудование.

Как видите, последствия от возникновения короткого замыкания могут быть очень серьезными, поэтому, при проектировании любой электроустановки и монтаже электропроводки, необходимо предусмотреть защиту от короткого замыкания.

Защита от короткого замыкания

Большинство современных способов защиты от короткого замыкания основаны на принципе разрыва электрической цепи, при обнаружении КЗ.

Самые простые устройства, которые есть во многих электроприборах, защищающие от последствий коротких замыканий – это плавкие предохранители.

Чаще всего, плавкий предохранитель представляет собой проводник, рассчитанный на определенный предельный ток, который он сможет пропускать через себя, при превышении этого значения, проводник разрушается, тем самым разрывая электрическую цепь. Плавкий предохранитель – это самый слабый участок электрической цепи, который первый выходит из строя под действием высокого тока, тем самым защищает все остальные элементы.

Для защиты от коротких замыканий в квартире или доме, используются автоматические выключатели -АВ (чаще всего их называют просто автоматы), они устанавливаются на каждую группу электрической сети.

Каждый автоматический выключатель рассчитан на определенный рабочий ток, при превышении которого он разрывает цепь. Это происходит либо с помощью теплового расцепителя, который при нагреве, вследствие протекания высокого тока, механически разъединяет контакты, либо с помощью электромагнитного.

Принцип работы автоматических выключателей — это тема отдельной статьи, о них мы поговорим в другой раз. Сейчас же, хочу еще раз напомнить, что от короткого замыкания не спасает УЗО, его предназначение совсем в другом.

Для того, чтобы правильно выбрать защитный автоматический выключатель, делаются расчеты величины возможного тока короткого замыкания для конкретной электроустановки. Чтобы в случае, если КЗ произойдёт, автоматика сработала оперативно, не пропустив резко возросший ток и не сгорев от него, не успев разорвав цепь.

Причины короткого замыкания

Чаще всего в бытовых условиях квартиры или частного дома, короткое замыкание возникает по нескольким причинам, основные из которых:

– в следствии нарушения изоляции электрических проводов или мест их соединений. Факторов приводящих к этому достаточно много, здесь и банальное старение материалов, и механическое повреждение, и даже загрязнения изоляторов.

– из-за случайного или преднамеренного соединения проводников с различным потенциалом, чаще всего фазного и нулевого. Это может быть вызвано ошибками при работе с электропроводкой под напряжением, неисправностью электроприборов, случайным попаданием проводников на контактные группы и т.д.

Поэтому, очень важно ответственно относится как к монтажу электроустановки, так и к её эксплуатации и обслуживанию.

Будьте аккуратны и осмотрительны при обращении с электрическими приборами и оборудованием, не включайте их в сеть если они повреждены или открыты. Не хватайтесь за электрические провода, если точно не знаете, что они не под напряжением.

Ну и как всегда, если у вас есть что добавить, вы нашли неточности или ошибки – обязательно пишите в комментариях к статье, кроме того задавайте свои вопросы, делитесь полезным опытом.

Читайте также:  Сечение провода мощность нагрузки

Источник: rozetkaonline.ru

Причины возникновения короткого замыкания

Короткое замыкание – это возникновение аварийной ситуации, главная опасность которой заключается в резком повышении силы тока, протекающего в сети. Она сопровождается выделением большого количества тепла, способного разрушить изоляцию, вызвать возгорания и даже пожар. Разберем причины короткого замыкания, способы их предотвращения и основные меры профилактики. Очень важно правильно вести себя в подобных ситуациях, чтобы избежать поражения электрическим током.

Техническая суть КЗ

В повседневной жизни замыкание и размыкание электрических цепей происходит постоянно – днем и ночью. Все эти процессы протекают совершенно безопасно, без каких-либо неприятных последствий. После замыкания цепи начинается превращение электричества в механическую энергию, приводящую в движение различные приборы и оборудование. В случае необходимости может вырабатываться тепловая энергия, необходимая для работы обогревателей, электрочайников, водонагревателей и других устройств.

Во всех этих схемах ток электропроводки протекает по так называемому длинному пути через подключенную нагрузку. Именно она способствует ограничению тока до безопасного уровня, при котором возможна нормальная работа сети и оборудования. Если же изоляция оказывается нарушенной, ток начинает течь напрямую между фазой и нулем, не доходя до нагрузки. Именно в этот момент и возникает короткое замыкание поскольку такой контакт минует электроприбор.

Для того чтобы понять физику процесса и чем опасно короткое замыкание, необходимо воспользоваться законом Ома, выраженного формулой I = U/R. Ключевую роль здесь играет сопротивление, поскольку у проводников оно совсем маленькое и условно принимается за ноль. По математическим законам делить на ноль нельзя, а полученный результат устремится в бесконечность. В момент короткого замыкания такой величиной будет сила тока.

На практике, проводники все-таки будут обладать каким-то сопротивлением, поэтому бесконечного значения ток не достигнет. Однако, его будет вполне достаточно для разрушительных действий, вплоть до мощного взрыва. Этот процесс сопровождается вольтовой дугой, с температурой до 5000 С. Одновременно будет резко снижено напряжение, что нанесет серьезный вред электрооборудованию и нарушит электроснабжение.

Основные виды коротких замыканий электропроводки можно разделить на следующие категории:

  • Трехфазное или симметричное, с замыканием всех трех фаз.
  • Двухфазное – несимметричное, где в процессе участвуют лишь две фазы.
  • Две фазы и земля в системе с глухо заземленной нейтралью.
  • Одна фаза и земля при заземленной нейтрали.

В случае однофазного или несимметричного КЗ, ток достигает своей максимальной величины. Это значение может быть снижено за счет специальных мероприятий и расчетов.

Причины возникновения аварийного режима

Основная причина возникновения короткого замыкания заключается в резком возрастании силы тока, увеличение которой происходит параллельно со снижением сопротивления проводников. Под действием высокого тока создается критическая температура, опасная для сетей и оборудования.

Подобная ситуация, в свою очередь, также создается в силу определенных факторов:

  • Скачки напряжения, когда превышаются все допустимые параметры и номинальные значения. Происходит электрический пробой изоляции проводов или всей схемы. Токовая утечка мгновенно превращается в КЗ, образуя стабильный кратковременный дуговой разряд.
  • Причины возникновения замыкания часто кроются в изношенной изоляции, особенно в старых зданиях, где давно не менялась электропроводка. На изоляционный слой оказывают влияние внешние факторы, и после выработки своего ресурса она разрушается. В местах соприкосновения оголенных проводников возникает КЗ.
  • Любые виды механических воздействий, негативно влияющих на целостность изоляции электропроводки. Оболочка постепенно теряет свои качества и разрушается. Часто провода повреждаются при сверлении стен и отсутствии схемы электрических сетей.
  • Попадание посторонних предметов на токоведущие части. Они замыкают контакты, приводя к возникновению и развитию аварийного режима.
  • Прямые удары молний производят такой же эффект, как и в случае перепадов напряжения.
  • Работа электрических сетей с перегрузками в течение длительного времени, нарушения и сбои в работе электрооборудования – серьезные причины короткого замыкания.
  • Резкое повышение влажности в помещении, например, при затоплении соседями сверху. Влага разрушительно действует на изоляцию в местах соединений и скруток, приводя к незапланированным контактам между проводниками.

К чему приводят короткие замыкания

Как уже отмечалось, возникновение аварийного режима вызывает сильный перегрев токоведущих частей. В результате, полностью разрушается изоляция, а возникающие механические усилия разрушающе действуют на элементы установок. Возникают и другие последствия короткого замыкания. От этого страдают и потребители неповрежденных участков, поскольку КЗ на одной линии вызывает общий спад напряжения и нарушение нормального электроснабжения.

В точке аварии потенциал становится нулевым, после чего это снижение начинает быстро распространяться на другие линии. Одновременно происходит резкое снижение сопротивления во всей системе с увеличением силы тока в каждой ее ветви. Ток начинает многократно превышать номинальное значение, что опять же приводит к спаду напряжения в отдельных точках сети. Особенно заметен этот спад в местах непосредственной близости с КЗ электропроводки. По мере удаления от очага аварии потенциал в сети будет изменяться.

Характер повреждений и их масштабы зависят от места их проявления и длительности самого процесса. На значительном удалении ток КЗ лишь незначительно превышает номинал источников питания и подобный режим они воспринимают лишь в качестве незначительно увеличившейся нагрузки. Существенные изменения происходят только возле места аварии, где наблюдаются самые опасные последствия.

По сравнению с номиналом энергии, вырабатываемой генератором, ток короткого замыкания нередко бывает даже ниже его. Тем не менее, он многократно превышает номиналы токов в ветвях, где может возникнуть аварийная ситуация. Поэтому даже короткого отрезка времени вполне хватает, чтобы разогреть токоведущие части и элементы до пределов, значительно превышающих допустимые.

Резкое увеличение тока приводит к созданию между проводниками больших механических усилий, достигающих своего максимума в самом начале аварийного режима. Если проводники и их крепления не обладают достаточной прочностью, то они разрушатся в течение очень короткого времени.

Внезапные скачки напряжения пагубно отражаются на электрооборудовании. Прежде всего, эти процессы затрагивают двигатели, поскольку в таком режиме они перестают работать, останавливаются и опрокидываются. Восстановление исходного состояния требует большого количества времени, сил и средств.

Продолжительные короткие замыкания, произошедшие в непосредственной близости с электростанциями, работающими параллельно, нарушают их синхронность и взаимодействие со всеми остальными компонентами системы. Это одно из наиболее опасных последствий аварийного режима.

Иногда при замыкании на землю создаются токовые системы с нарушенным равновесием. С их участием может произойти образование магнитных потоков, наводящих значительные ЭДС в трубопроводах, линиях связи и других сетях, расположенных рядом. В таких случаях возникает реальная опасность для персонала и аппаратуры, установленной в этих цепях.

Профилактика неисправностей и аварий

В перечне мероприятий, связанных с короткими замыканиями, большое внимание уделяется ликвидации последствий подобных случаев. Из них наиболее важными являются следующие:

  • Ликвидация участка электропроводки, получившего повреждения. После этого выполняются новые контактные соединения с последующей надежной изоляцией.
  • Сгоревшие розетки и выключатели не рекомендуется ремонтировать и восстанавливать. Гораздо целесообразнее произвести полную замену и установить новое надежное изделие.
  • Замена не только сгоревшей проводки, но и других устаревших изношенных линий, расположенных рядом.
  • Проверка исправности электрооборудования и срочное устранение выявленных недостатков.
Читайте также:  Монтаж провода сип своими руками

В качестве профилактики следует регулярно обследовать сети и оборудование силовой группы. Сигналом к замене служат подгоревшие провода, искрение розеток, пожелтевшие корпуса с поврежденными участками. Все сети в обязательном порядке защищаются УЗО и автоматическими выключателями. Эффективно противостоять аварийным ситуациям можно лишь хорошо зная виды, причины и последствия коротких замыканий.

Что такое короткое замыкание, его виды и причины возникновения

Источник: electric-220.ru

Что такое короткое замыкание по-простому?

Ток короткого замыкания — это возрастающий электрический импульс ударного типа. Из-за его появления могут расплавиться провода, выйти из строя некоторые электрические приборы.

Почему происходит короткое замыкание?

Ток КЗ возникает в следующих случаях:

  1. При высоком уровне напряжения. Происходит резкий скачок, уровень напряжения начинает превышать допустимые нормы, возникает вероятность появления электрического пробоя изоляционного покрытия проводника или схемы электрического типа. Образуется утечка тока, повышается температура дуги. Напряжение короткого замыкания приводит к созданию кратковременного дугового разряда.
  2. При старом изоляционном покрытии. Такое замыкание возникает в жилых и промышленных зданиях, в которых не проводилась замена проводки. У любого изоляционного покрытия есть свой ресурс, который со временем истощается под воздействием факторов внешней среды. Несвоевременная замена изоляции может стать причиной КЗ.
  3. При внешнем воздействии механического типа. Перетирание защитной оболочки провода или снятие его изоляционного покрытия, а также повреждение проводки приводят к возгоранию и КЗ.
  4. При попадании посторонних предметов на цепь. Попавшие на проводник пыль, мусор или другие мелкие предметы способны вызвать замыкание в цепи механизма.
  5. Во время удара молнии. Повышается уровень напряжения, пробивается изоляционное покрытие провода или электрической схемы, из-за чего и возникает КЗ в электро цепи.

Почему КЗ так называется?

Рассмотрим определение КЗ, расшифровка — короткое замыкание. Это объединение 2 любых точек (обладающих различным потенциалом), которые находятся в электрической цепи. Соединение не предусмотрено нормальным режимом функционирования цепи, что приводит к критическим показателям силы тока на месте объединения этих точек.

Такое замыкание называется коротким, потому что образуется, минуя прибор, т.е. по короткому пути.

Простым языком: происходит соединение положительного и отрицательного проводника (короткий путь), что приводит к тому, что значение сопротивления становится равно 0. Для нормального функционирования механизма необходимо сопротивление, а его отсутствие вызывает сбой в работе источника напряжения, что приводит к замыканию.

КЗ — это любое соединение проводников с разным потенциалом между собой или с землей. КЗ возникает только в том случае, если такое объединение не запланировано конструкцией данного прибора или механизма. Например, соединение между любыми точками разных фаз или объединение фазы и 0, когда образуется разрушительный ток, превышающий все критические значения электрической схемы устройства.

В чем опасность?

Последствия короткого замыкания могут быть следующими:

  1. Падает уровень напряжения в электро цепи. Это может привести к выходу из строя и обгоранию электрического прибора или сбоям в функционировании устройства.
  2. Повреждения механического и термического типа: обрыв цепи, повреждение проводки или отдельных проводов, розеток и выключателей.
  3. В зависимости от мощности короткого замыкания возможно возгорание проводки и расположенных рядом с ней материалов и предметов.
  4. Деструктивное электромагнитное воздействие на телефонную линию связи, компьютер, телевизор и другие электроприборы.
  5. Опасность для жизни. Если в момент возникновения замыкания человек находится рядом с источником КЗ, то он может получить ожоги.
  6. Нарушается функционирование электропоставляющих систем.
  7. В зависимости от параметров КЗ возможны сбои в работе подземных коммуникаций при электромагнитном воздействии.

Многих людей интересует вопрос о том, как посчитать, чему равна сила тока при коротком замыкании. Для этого необходимо воспользоваться законом Ома: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на ее концах и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Вычисление КЗ осуществляется по формуле: I= U/R (I — сила тока, U — напряжение, R — сопротивление).

Виды короткого замыкания и их причины

Существуют такие виды КЗ, как:

  1. Однофазное КЗ. Повреждение на линиях электропередачи, когда 1 из фаз электрической системы замыкается на землю или на элемент, который соединен с землей. Причиной замыкания может стать неправильное заземление.
  2. Двухфазное КЗ. Тип замыкания, возникающий между 2 фазами с различным потенциалом в электроэнергетической цепочке. Причина — нарушение изоляции проводов. Также это может быть одновременное соединение 2 фаз не между собой, а на землю.
  3. КЗ трехфазное (симметричное). Замыкание 3 фаз друг на друга. Причиной может стать механическое повреждение изоляционного покрытия, перегрев и пробой в изоляции или схлестывание проводов.
  4. Межвитковое. Такой тип замыкания характерен для электрических машин. В этом случае происходит замыкание витков механизма обмотки статора, трансформатора или ротного устройства между собой.
  5. Замыкание на металлический корпус прибора или системы. Такое короткое замыкание возникает при нарушении изоляции проводки на металлическом корпусе.

Варианты защиты от КЗ

В качестве защиты от возникновения короткого замыкания можно использовать:

  • реакторы электрического типа, которые будут ограничивать ток;
  • распараллеливание электрической цепи;
  • отключение секционных выключателей;
  • трансформаторы понижающего типа с расщепленной обмоткой с низким уровнем напряжения;
  • быстродействующие коммутационные аппараты, в которых есть опция ограничения поступления тока;
  • плавкие предохранительные элементы;
  • установку автоматических выключателей;
  • своевременную замену изоляционного покрытия проводов и регулярный осмотр проводки на наличие дефектов;
  • устройства релейной защиты, которые будут отключать поврежденные участки цепи.

Автоматы можно устанавливать только на всю систему, а не на отдельные фазы и цепь нуля. В противном случае во время замыкания выйдет из строя нулевой автомат, а вся электросеть окажется под напряжением, т.к. фазный автомат будет включен. По этой же причине не рекомендуется устанавливать провод меньшего сечения, чем может позволить автомат.

Источник: odinelectric.ru

Короткое замыкание, причины, последствия, защита

Приветствую всех на своем блоге! Знаете, что такое короткое замыкание, причины возникновения, последствия и какая бывает защита? Уверен, знаете. Нового ничего не расскажу, поэтому можете дальше не читать ))) Шутка. Поговорим о явлении — короткое замыкание.

Те, кто хоть иногда почитывают мой блог знают, что недавно со мной произошел несчастный случай. Этому рассказу я посвятил пост «Электрическая дуга, что это, как защититься«. Почитайте.

Статья получила большую популярность в интернете. Живой пример всетаки. На основе нее один «Электрошаман» написал интересную статью про « ВЗРЫВпакетники «.

Что же произошло, каковы причины? Читал предположения в комментариях.

Ответ таиться в слове — замыкание . Я конечно на 100% не уверен, все произошло быстро, но так написано в акте о несчастном случае. Цитирую коротко:

При протягивании произошло короткое замыкание между контактной группой и корпусом пакетного выключателя через жало отвертки , которую АЗ держал правой руке.

Скоро расскажу подробнее об этом акте, что там, как, подписывайтесь на новости , чтобы не пропустить. Итак:

Читайте также:  Какими буквами обозначается фаза и ноль

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.

Причины можно долго перечислять, если у кого-то есть уникальные случаи, поделитесь историей в комментариях, интересно.

Защита от короткого замыкания.

В отличии от защиты от отгорания нуля, сегодня существует большое количество аппаратов защиты. Они автоматически, в короткое время, отключают цепь если произошло замыкание или повреждение. Это автоматические выключатели, различного вида предохранители, дифавтоматы, устройства релейной защиты итп.

Профилактика.

Все составные электропроводки (выключатели, кабели, розетки итд) рассчитаны на довольно значительный срок службы. Тем не менее со временем они изнашиваются, поэтому необходимо время от времени производить осмотр и проверку. Помещения с нормальными условиями рекомендуется проверять — 1 раз в 2 года, остальные помещения — 1 раз в год.

Явление короткое замыкание имеет и положительные стороны. Ему нашли применение, электросварка, например (в следствии него возникает электрическая дуга, которая плавит металлы).

Читайте также:

Анекдот:

Женщина звонит электрику:
— Я же просила зайти починить звонок! Где вы?
— Я уже был у вас.
— Я никуда не выходила!
— Я пришел, позвонил, дверь никто не открывал, я ушел.

Ну вот собственно и все, что я хотел сегодня рассказать. Что такое короткое замыкание разобрали, причины и последствия тоже. Обязательно используйте защиту от короткого замыкания и соблюдайте технику безопасности.

Источник: elektrobiz.ru

Что такое короткое замыкание: определение, объяснение для «чайников»

Доверь свою работу кандидату наук!

Мы часто слышим «Произошло короткое замыкание», «В цепи коротнуло». Сразу понятно, что случилось что-то незапланированное и нехорошее. Но почему замыкание именно короткое, а не длинное? Покончим с неопределенностью и разберемся, что именно происходит при коротком замыкании в электрической цепи.

Что такое короткое замыкание (КЗ)

Электрический скат плавает в океане и не устраивает КЗ, вполне обходясь без знания закона Ома. Нам же для понимания природы и причин короткого замыкания этот закон просто необходим. Так что, если вы еще не успели, читаем про закон Ома, силу тока, напряжение, сопротивление и прочие прекрасные физические понятия.

Теперь, когда вы все это знаете, можно привести определение короткого замыкания из физики и электротехники:

Короткое замыкание – это соединение двух точек электрической цепи с различными потенциалами, не предусмотренное нормальным режимом работы цепи и приводящее к критичному росту силы тока в месте соединения.

КЗ приводит к образованию разрушительных токов, превышающих допустимые величины, выходу приборов из строя и повреждениям проводки. Почему это происходит? Детально разберем, что творится в цепи при коротком замыкании.

Возьмем самую простую цепь. В ней есть источник тока, сопротивление и провода. Причем, сопротивлением проводов можно пренебречь. Такой схемы вполне достаточно для понимания сути КЗ.

Простейшая электрическая цепь

В замкнутой цепи действует закон Ома: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Иначе говоря, чем меньше сопротивление, тем больше сила тока.

Точнее, для нашей цепи закон Ома запишется в следующем виде:

Здесь r – внутреннее сопротивление источника тока, а греческая буква эпсилон обозначает ЭДС источника.

Что понимают под силой тока короткого замыкания? Если сопротивления R в нашей цепи не будет, или оно будет очень маленьким, то сила тока увеличится, и в цепи потечет ток короткого замыкания:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Виды коротких замыканий и их причины

В быту короткие замыкания бывают:

  • однофазные – когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего;
  • двухфазные – когда одна фаза замыкается на другую;
  • трехфазные – когда замыкаются сразу три фазы. Это самый проблемный вид КЗ.

Например, утром в воскресенье ваш сосед за стенкой соединяет фазу и ноль в розетке, включив в нее перфоратор. Это значит, что цепь замыкается, и ток идет через нагрузку, то есть через включенный в розетку прибор.

Если же сосед соединит провода фазы и нуля в розетке без подключения нагрузки, то в цепи возникнет КЗ, но вы сможете поспать подольше.

Тем, кто не знает, для лучшего понимания полезно будет почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Короткое замыкание называют коротким, так как ток при таком замыкании цепи как бы идет по короткому пути, минуя нагрузку. Контролируемое или длинное замыкание – это обычное, привычное всем включение приборов в розетку.

Защита от короткого замыкания

Сначала о том, какие последствия может вызвать КЗ:

  1. Поражение человека электрическим током и выделяющимся теплом.
  2. Пожар.
  3. Выход из строя приборов.
  4. Отключение электричества и отсутствие интернета дома. Как следствие – вынужденная необходимость читать книги и ужинать при свечах.

КЗ – возможная причина пожара

Как видите, короткое замыкание – враг и вредитель, с которым нужно бороться. Какие есть способы защиты от короткого замыкания?

Почти все они основаны на том, чтобы быстро разомкнуть цепь при обнаружении КЗ. Это можно сделать с помощью разных аппаратов защиты от короткого замыкания.

Почти во всех современных электроприборах есть плавкие предохранители. Большой ток просто расплавляет предохранитель, и цепь разрывается.

В квартирах используются автоматы защиты от короткого замыкания. Это автоматические выключатели, рассчитанные на определенный рабочий ток. При повышении силы тока автомат срабатывает, разрывая цепь.

Для защиты промышленных электродвигателей от коротких замыканий используются специальные реле.

Автомат защиты от КЗ

Теперь вы можете легко дать определение короткому замыканию, заодно знаете про закон Ома, а также фазу и ноль в электричестве. Желаем всем не устраивать коротких замыканий! А если у вас в голове «замкнуло» и совершенно нет сил на какую-то работу, наш студенческий сервис всегда поможет с ней справиться.

А напоследок видео о том, как НЕ НУЖНО обращаться с электрическим током.

Источник: zaochnik-com.ru