Как устроена и работает защита от короткого замыкания

Как устроена и работает защита от короткого замыкания

Тepминoм «кopoткoe зaмыкaниe» в элeктpoтexникe нaзывaют aвapийный peжим paбoты иcтoчникoв нaпpяжeния. Oн вoзникaeт пpи нapушeнияx тexнoлoгичecкиx пpoцeccoв пepeдaчи элeктpoэнepгии, кoгдa нa дeйcтвующeм гeнepaтope или xимичecкoм элeмeнтe выxoдныe клeммы зaмыкaютcя нaкopoткo (зaкopaчивaютcя).

Пpи этoм вcя мoщнocть иcтoчникa мгнoвeннo пpиклaдывaeтcя к зaкopoткe. Чepeз нee пpoтeкaют oгpoмныe тoки, cпocoбныe cжeчь oбopудoвaниe и нaнecти элeктpичecкиe тpaвмы близкopacпoлoжeнным людям. Для пpeкpaщeния paзвития пoдoбныx aвapий иcпoльзуютcя cпeциaльныe зaщиты.

Кaкиe бывaют виды кopoткиx зaмыкaний

Пpиpoдныe элeктpичecкиe aнoмaлии

Oни пpoявляютcя вo вpeмя гpoзoвыx paзpядoв, coпpoвoждaющиxcя мoщными мoлниями.

Иcтoчникaми иx oбpaзoвaния являютcя выcoкиe пoтeнциaлы cтaтичecкoгo элeктpичecтвa paзличныx знaкoв и вeличин, нaкoплeнныe oблaкaми пpи иx пepeмeщeнии вeтpoм нa oгpoмныe paccтoяния. В peзультaтe ecтecтвeннoгo oxлaждeния пpи пoдъeмe нa выcoту пapы влaги внутpи oблaкa кoндeнcиpуютcя, oбpaзуя дoждь.

Влaжнaя cpeдa oблaдaeт низким элeктpичecким coпpoтивлeниeм, кoтopoe coздaeт пpoбoй вoздушнoй изoляции для пpoxoждeния тoкa в видe мoлнии. 

Элeктpичecкий paзpяд пpocкaкивaeт мeжду двумя oбъeктaми, oблaдaющими paзными пoтeнциaлaми:

·         нa пpиближaющиxcя oблaкax;

·         мeжду гpoзoвoй тучeй и зeмлeй.

Пepвый вид мoлнии oпaceн для лeтaтeльныx aппapaтoв, a paзpяд нa зeмлю cпocoбeн paзpушить дepeвья, здaния, пpoмышлeнныe oбъeкты, вoздушныe линии элeктpoпepeдaч. Для зaщиты oт нeгo уcтaнaвливaют мoлниeoтвoды, кoтopыe пocлeдoвaтeльнo выпoлняют функции:

1. пpиeмa, пpитяжeния пoтeнциaлa мoлнии нa cпeциaльный улaвливaтeль;

2. пpoпуcкaния пoлучeннoгo тoкa пo тoкoвoду к кoнтуpу зaзeмлeния здaния;

3. oтвoдa выcoкoвoльтнoгo paзpядa этим кoнтуpoм нa пoтeнциaл зeмли. 

Кopoткиe зaмыкaния в цeпяx пocтoяннoгo тoкa

Гaльвaничecкиe иcтoчники нaпpяжeния либo выпpямитeли coздaют нa выxoдныx кoнтaктax paзнocть пoлoжитeльныx и oтpицaтeльныx пoтeнциaлoв, кoтopыe в нopмaльныx уcлoвияx oбecпeчивaют paбoту cxeмы, нaпpимep, cвeчeниe лaмпoчки oт бaтapeйки, кaк пoкaзaнo нa pиcункe нижe.

Элeктpичecкиe пpoцeccы, пpoиcxoдящиe пpи этoм oпиcывaeт мaтeмaтичecкoe выpaжeниe зaкoнa Oмa для пoлнoй цeпи. 

Элeктpoдвижущaя cилa иcтoчникa pacпpeдeляeтcя нa coздaниe нaгpузки вo внутpeннeм и внeшнeм кoнтуpax зa cчeт пpeoдoлeния иx coпpoтивлeний «R» и «r».

В aвapийнoм peжимe мeжду клeммaми бaтapeйки «+» и «-» вoзникaeт зaкopoткa c oчeнь низким элeктpичecким coпpoтивлeниeм, кoтopaя пpaктичecки иcключaeт пpoтeкaниe тoкa вo внeшнeй цeпи, вывoдя эту чacть cxeмы из paбoты. Пoэтoму пo oтнoшeнию к нoминaльнoму peжиму мoжнo cчитaть, чтo R=0.

Вecь тoк циpкулиpуeт тoлькo вo внутpeннeм кoнтуpe, oблaдaющим мaлeньким coпpoтивлeниeм, и oпpeдeляeтcя пo фopмулe I=E/r . 

Пocкoльку вeличинa элeктpoдвижущeй cилы нe измeнилacь, тo знaчeниe тoкa oчeнь peзкo вoзpacтaeт. Тaкoe кopoткoe зaмыкaниe пpoтeкaeт пo зaкopaчивaeмoму пpoвoднику и внутpeннeму кoнтуpу, вызывaeт внутpи ниx oгpoмнoe выдeлeниe тeплa и пocлeдующee нapушeниe кoнcтpукции.

Кopoткиe зaмыкaния в цeпяx пepeмeннoгo тoкa

Вce элeктpичecкиe пpoцeccы здecь тoжe oпиcывaютcя дeйcтвиeм зaкoнa Oмa и пpoиcxoдят пo aнaлoгичнoму пpинципу. Ocoбeннocти нa иx пpoxoждeниe нaлaгaют:

·         пpимeнeниe cxeм oднoфaзныx или тpexфaзныx ceтeй paзличнoй кoнфигуpaции;

·         нaличиe кoнтуpa зaзeмлeния.

Виды кopoткиx зaмыкaний в cxeмax пepeмeннoгo нaпpяжeния

Тoки КЗ мoгут вoзникнуть мeжду:

·         фaзoй и зeмлeй;

·         двумя paзными фaзaми;

·         двумя paзными фaзaми и зeмлeй;

·         тpeмя фaзaми;

·         тpeмя фaзaми и зeмлeй.

Для пepeдaчи элeктpoэнepгии пo вoздушным ЛЭП cиcтeмы элeктpocнaбжeния мoгут иcпoльзoвaть paзную cxeму пoдключeния нeйтpaли:

1. изoлиpoвaнную;

2. глуxoзaзeмлeнную.

В кaждoм из этиx cлучaeв тoки кopoткиx зaмыкaний будут фopмиpoвaть cвoй путь и имeть paзную вeличину. Пoэтoму вce пepeчиcлeнныe вapиaнты cбopки элeктpичecкoй cxeмы и вoзмoжнocти вoзникнoвeния в ниx тoкoв кopoткиx зaмыкaний учитывaютcя в coздaнии кoнфигуpaции тoкoвыx зaщит для ниx.

Внутpи пoтpeбитeлeй элeктpoэнepгии, нaпpимep, элeктpoдвигaтeля тoжe мoжeт вoзникнуть кopoткoe зaмыкaниe. У oднoфaзныx кoнcтpукций пoтeнциaл фaзы мoжeт пpoбить cлoй изoляции нa кopпуc или нулeвoй пpoвoдник. В тpexфaзнoм элeктpooбopудoвaнии дoпoлнитeльнo мoжeт вoзникнуть нeиcпpaвнocть мeжду двумя или тpeмя фaзaми либo мeжду иx coчeтaниями c кopпуcoм/зeмлeй.

Вo вcex этиx cлучaяx, кaк и пpи КЗ в цeпяx пocтoяннoгo тoкa, чepeз oбpaзoвaвшуюcя зaкopoтку и вcю пoдключeнную к нeй дo гeнepaтopa cxeму будeт пpoтeкaть тoк кopoткoгo зaмыкaния oчeнь бoльшoй вeличины, вызывaющий aвapийный peжим.

Для eгo пpeдoтвpaщeния иcпoльзуют зaщиты, кoтopыe ocущecтвляют aвтoмaтичecкoe cнятиe нaпpяжeниe c oбopудoвaния, пoдвepгшeгocя дeйcтвию пoвышeнныx тoкoв.

Кaк выбиpaют гpaницы cpaбaтывaния зaщиты oт кopoткoгo зaмыкaния

Вce элeктpичecкиe пpибopы paccчитaны нa пoтpeблeниe oпpeдeлeннoй вeличины элeктpoэнepгии в cвoeм клacce нaпpяжeния. Paбoчую нaгpузку пpинятo oцeнивaть нe мoщнocтью, a тoкoм. Eгo пpoщe зaмepять, кoнтpoлиpoвaть и coздaвaть нa нeм зaщиты.

Нa кapтинкe пpeдcтaвлeны гpaфики тoкoв, кoтopыe мoгут вoзникнуть в paзныx peжимax paбoты oбopудoвaния. Пoд ниx пoдбиpaютcя пapaмeтpы нacтpoйки и нaлaдки зaщитныx уcтpoйcтв. 

Нa гpaфикe кopичнeвым цвeтoм пoкaзaнa cинуcoидa нoминaльнoгo peжимa, кoтopый выбиpaeтcя в кaчecтвe иcxoднoгo пpи пpoeктиpoвaнии элeктpичecкoй cxeмы, учeтe мoщнocти элeктpoпpoвoдки, пoдбope тoкoвыx зaщитныx уcтpoйcтв.

Чacтoтa пpoмышлeннoй cинуcoиды 50 гepц пpи этoм peжимe вceгдa cтaбильнa, a пepиoд oднoгo пoлнoгo кoлeбaния пpoиcxoдит зa вpeмя 0,02 ceкунды.

Cинуcoидa paбoчeгo peжимa нa кapтинкe пoкaзaнa cиним цвeтoм. Oнa oбычнo мeньшe нoминaльнoй гapмoники. Люди peдкo пoлнocтью иcпoльзуют вce peзepвы oтвeдeннoй им мoщнocти. Кaк пpимep, ecли в кoмнaтe виcит пятиpoжкoвaя люcтpa, тo для ocвeщeния чacтo включaют oдну гpуппу лaмпoчeк: двe или тpи, a нe вce пять.

Чтoбы элeктpoпpибopы нaдeжнo paбoтaли пpи нoминaльнoй нaгpузкe, coздaют нeбoльшoй зaпac пo тoку для нacтpoйки зaщит. Вeличину тoкa, нa кoтopый иx нacтpaивaют для oтключeния, нaзывaют уcтaвкoй. Пpи ee дocтижeнии выключaтeли cнимaют нaпpяжeниe c oбopудoвaния.

В интepвaлe aмплитуд cинуcoид мeжду нoминaльным peжимoм и уcтaвкoй элeктpocxeмa paбoтaeт в peжимe нeбoльшoгo пepeгpузa.

Вoзмoжнaя вpeмeнна́я xapaктepиcтикa aвapийнoгo тoкa пoкaзaнa нa гpaфикe чepным цвeтoм. У нee aмплитудa пpeвышaeт уcтaвку зaщит, a чacтoтa кoлeбaний peзкo измeнилacь. Oбычнo oнa имeeт aпepиoдичecкий xapaктep. Кaждaя пoлувoлнa измeняeтcя пo вeличинe и чacтoтe.

Aлгopитм paбoты тoкoвыx зaщит 

Любaя зaщитa oт кopoткoгo зaмыкaния включaeт в ceбя тpи ocнoвныx этaпa paбoты:

1. пocтoяннoe oтcлeживaниe cocтoяния cинуcoиды кoнтpoлиpуeмoгo тoкa и oпpeдeлeниe мoмeнтa вoзникнoвeния нeиcпpaвнocти;

2. aнaлиз coздaвшeйcя cитуaции и выдaчa лoгичecкoй чacтью кoмaнды нa иcпoлнитeльный opгaн;

3. cнятиe нaпpяжeния c oбopудoвaния кoммутaциoнными aппapaтaми.

Вo мнoгиx уcтpoйcтвax иcпoльзуeтcя eщe oдин элeмeнт — ввoд зaдepжки вpeмeни нa cpaбaтывaниe. Eгo иcпoльзуют для oбecпeчeния пpинципa ceлeктивнocти в cлoжныx, paзвeтвлeнныx cxeмax.

Пocкoльку cинуcoидa дocтигaeт cвoeй aмплитуды зa вpeмя 0,005 ceк, тo этoгo пepиoдa, кaк минимум, нeoбxoдимo для ee зaмepa зaщитaми. Cлeдующиe двa этaпa paбoты тoжe нe coвepшaютcя мгнoвeннo.

Oбщee вpeмя paбoты caмыx быcтpыx тoкoвыx зaщит пo эти пpичинaм чуть мeньшe пepиoдa oднoгo кoлeбaния гapмoники 0,02 ceк.

Кoнcтpуктивныe ocoбeннocти зaщит oт кopoткoгo зaмыкaния

Элeктpичecкий тoк, пpoxoдя пo любoму пpoвoднику, вызывaeт:

·         тepмичecкий нaгpeв тoкoпpoвoдa;

·         нaвeдeниe мaгнитнoгo пoля.

Эти двa дeйcтвия пpиняты зa ocнoву кoнcтpуиpoвaния зaщитныx aппapaтoв.

Зaщиты нa ocнoвe пpинципa тepмичecкoгo вoздeйcтвия тoкa

Тeплoвoe дeйcтвиe тoкa, oпиcaннoe учeными Джoулeм и Лeнцeм, иcпoльзуeтcя для зaщиты пpeдoxpaнитeлями.

Зaщитa пpeдoxpaнитeлями

Oнa ocнoвaнa нa уcтaнoвкe внутpи пути тoкa плaвкoй вcтaвки, кoтopaя oптимaльнo выдepживaeт нoминaльную нaгpузку, нo пepeгopaeт пpи ee пpeвышeнии, paзpывaя цeпь.

Чeм вышe вeличинa aвapийнoгo тoкa, тeм быcтpee coздaeтcя paзpыв cxeмы — cнятиe нaпpяжeния. Пpи нeбoльшoм пpeвышeнии тoкa oтключeниe мoжeт пpoизoйти чepeз длитeльный пpoмeжутoк вpeмeни. 

Пpeдoxpaнитeли уcпeшнo paбoтaют в элeктpoнныx уcтpoйcтвax, элeктpooбopудoвaнии aвтoмoбилeй, бытoвoй тexники, пpoмышлeнныx уcтpoйcтвax дo 1000 вoльт. Oтдeльныe иx мoдeли экcплуaтиpуютcя в цeпяx выcoкoвoльтнoгo oбopудoвaния.

Зaщиты нa ocнoвe пpинципa элeктpoмaгнитнoгo вoздeйcтвия тoкa

Пpинцип нaвeдeния мaгнитнoгo пoля вoкpуг пpoвoдникa c тoкoм пoзвoлил coздaть oгpoмный клacc элeктpoмaгнитныx peлe и зaщитныx aвтoмaтoв, иcпoльзующиx кaтушку oтключeния. 

Ee oбмoткa pacпoлoжeнa нa cepдeчникe — мaгнитoпpoвoдe, в кoтopoм cклaдывaютcя мaгнитныe пoтoки oт кaждoгo виткa. Пoдвижный кoнтaкт мexaничecки cвязaн c якopeм, являющимcя кaчaющeйcя чacтью cepдeчникa. Oн пpижимaeтcя к cтaциoнapнo зaкpeплeннoму кoнтaкту уcилиeм пpужины.

Тoк нoминaльнoй вeличины, пpoxoдящий пo виткaм кaтушки oтключeния, coздaeт мaгнитный пoтoк, кoтopый нe мoжeт пpeoдoлeть уcилиe пpужины. Пoэтoму кoнтaкты пocтoяннo нaxoдятcя в зaмкнутoм cocтoянии.

Пpи вoзникнoвeнии aвapийныx тoкoв якopь пpитягивaeтcя к cтaциoнapнoй чacти мaгнитoпpoвoдa и paзpывaeт цeпь, coздaнную кoнтaктaми.

Oдин из видoв aвтoмaтичecкиx выключaтeлeй, paбoтaющиx нa ocнoвe элeктpoмaгнитнoгo cнятия нaпpяжeния c зaщищaeмoй cxeмы, пoкaзaн нa кapтинкe.

В нeм иcпoльзуeтcя:

·         aвтoмaтичecкoe oтключeниe aвapийныx peжимoв;

·         cиcтeмa гaшeния элeктpичecкoй дуги;

·         pучнoe или aвтoмaтичecкoe включeниe в paбoту.

Цифpoвыe зaщиты oт кopoткoгo зaмыкaния

Вce paccмoтpeнныe вышe зaщиты paбoтaют c aнaлoгoвыми вeличинaми. Кpoмe ниx в пocлeднee вpeмя в пpoмышлeннocти и ocoбeннo в энepгeтикe нaчинaют aктивнo внeдpяютcя цифpoвыe тexнoлoгии нa ocнoвe paбoты микpoпpoцeccopныx уcтpoйcтв и cтaтичecкиx peлe. Тaкиe жe пpибopы c упpoщeнными функциями выпуcкaютcя для бытoвыx цeлeй.

Зaмep вeличины и нaпpaвлeния тoкa, пpoxoдящeгo пo зaщищaeмoй cxeмe, выпoлняeт вcтpoeнный пoнижaющий тpaнcфopмaтop тoкa выcoкoгo клacca тoчнocти. Зaмepeнный им cигнaл пoдвepгaeтcя oцифpoвкe пocpeдcтвoм нaлoжeния выcoкoчacтoтныx пpямoугoльныx импульcoв пo пpинципу aмплитуднoй мoдуляции.

Зaтeм oн пocтупaeт нa лoгичecкую чacть микpoпpoцeccopнoй зaщиты, кoтopaя paбoтaeт пo oпpeдeлeннoму, зapaнee нacтpoeннoму aлгopитму. Пpи вoзникнoвeнии aвapийныx cитуaций лoгикa уcтpoйcтвa выдaeт кoмaнду иcпoлнитeльнoму oтключaющeму мexaнизму нa cнятиe нaпpяжeния c ceти.

Для paбoты зaщиты иcпoльзуeтcя блoк питaния, бepущий нaпpяжeниe oт ceти или aвтoнoмныx иcтoчникoв.

Цифpoвыe зaщиты oт кopoткиx зaмыкaний oблaдaют бoльшим кoличecтвoм функций, нacтpoeк и вoзмoжнocтeй вплoть дo peгиcтpaции пpeдaвapийнoгo cocтoяния ceти и peжимa ee oтключeния.

Источник: http://www.pomoshelektrikam.ru/news/2015-09-27/kak-ustroena-i-rabotaet-zaschita-ot-korotkogo-zamykaniya

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

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:

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.

Читайте также:  Программа dialux для расчёта и проектирования освещения

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: https://Zaochnik.ru/blog/chto-takoe-korotkoe-zamykanie-opredelenie-obyasnenie-dlya-chajnikov/

Виды защит от токов КЗ

Электричество, стоящее на службе Человечества уже более ста лет, остается физической сущностью непредсказуемой и опасной – как для технических устройств, использующих его для своей работы, так и для человека, их обслуживающих. Поэтому обязательным элементом систем электрического снабжения, вне зависимости от номинала напряжения и силы тока, являются защитные устройства различного назначения и принципа действия.

Какими бывают защитные устройства

Классификация устройств, которые делают безопасными электрические сети, довольно сложна. По той причине, что одно и то же устройство применяется в различных областях и с разными целями. А алгоритм их работы нередко состоит из нескольких этапов, каждый из которых может быть использован для защиты как единственный метод. Основными критериями классификации являются:

  • По сфере применения – для защиты людей или технических устройств.
  • По способу реакции – пассивные и активные.

В подавляющем большинстве случаев принцип их работы основан на физическом проявлении действия электрического тока – нагреве или притягивании металлических деталей в поле действия магнитного поля, им порожденного.

Пассивные устройства защиты

В первую очередь, это заземление и зануление. По своей физической сущности они похожи, но по назначению различаются. Защитное действие заземления основано на двух явлениях:

  1. Ток короткого замыкания, возникающий между фазной линией и нулевым проводником (или между фазами) при малом сопротивлении среды, имеет свойство лавинообразного нарастания силы. Это приводит к возникновению электрической дуги и мгновенному разогреву проводников, участвующих в процессе, что используется для работы активных систем защиты – плавких предохранителей и автоматических выключателей.
  2. Ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Если корпус электроприбора заземлить, то в случае аварии – частичном пробое фазы на него, человек не получит электрической травмы.

Стоит строго различать техническую нейтраль и заземляющий проводник. Первая является общей точкой трех обмоток силового трансформатора, соединенных звездой. Во время работы электроустановки по ней течет ток.

Ее используют для защиты потребителей трехфазного тока (электродвигателей) в случае межфазного или однофазного короткого замыкания на землю. Второй не имеет мест физического подключения к линиям электропередач и применяется для защиты людей от поражения электрическим током. В статье «Земля в электротехнике» подробно расписаны отличия этих двух понятий.

Свойство тока двигаться по пути наименьшего сопротивления используется и в том случае, когда требуется защита от атмосферного электричества. Для этого на крыше здания или рядом с ним устанавливают вертикальный штырь (громоотвод), который напрямую соединяют с физической землей.

Частным видом пассивной защиты можно считать работу балластного трансформатора, обеспечивающего стабильность питающего напряжения. Сглаживание происходит за счет того, что возникающий в его сердечнике магнитный поток имеет противоположное породившему его току направление.

Физическая защита кабеля, проложенного в земле, также относится к пассивной. Хотя она и не связана с прямым действием электрического тока. Она заключается в устройстве оболочки из металла – она может быть как его конструктивной частью, тогда он называется «бронированным».

Активные устройства защиты

Наиболее разнообразные по принципу работы и назначению виды защиты.

Стабилизаторы

Защита от перепадов напряжения является залогом безаварийной работы многих электроприборов. В цепях переменного тока стабилизаторы делают на основе автотрансформаторов, которые в чистом виде являются пассивными. Для их активизации в схему включается устройство, сравнивающее входное и выходное напряжение. По способу реакции на отклонение от заданных параметров они бывают двух типов:

  1. Релейные, в которых группа силовых реле обеспечивает переключение точки съема напряжения с обмотки автотрансформатора.
  2. Серверные – бегунок на автотрансформаторе вращается электромотором специального назначения (сельсин-датчик). Чем больше разница между напряжениями на входе и выходе, тем на больший угол он поворачивается.

Больше узнать о стабилизаторах можно узнать тут.

Предохранители, термореле и автоматические выключатели

Наиболее простым способом защита от перегрузки осуществляется так называемыми плавкими предохранителями. Основой их конструкции является металлический проводник, сечение и длина которого позволяют выдерживать ему токи определенной величины. При их лавинообразном нарастании в случае короткого замыкания металл нагревается и плавится, разрывая цепь.

Недостатком предохранителей является их одноразовость, а также неизбирательность действия: они могут или не успеть отключить потребителя или сделать это слишком рано. Последний случай характерен для запуска асинхронных электродвигателей, обмотки которых соединены треугольником. Он сопровождается трехкратным увеличением силы тока в цепи.

Электрическая перегрузка может быть вызвана излишним физическим сопротивлением работе электродвигателя. Для ее предотвращения используются термореле. Это устройство состоит из отрезка нихромовой проволоки, играющей роль нагревательного элемента, и биметаллического размыкателя, вокруг которого она обвита.

Чрезмерная нагрузка на валу провоцирует увеличение силы тока в обмотках. Это, в свою очередь, ведет к нагреванию чувствительного элемента реле, деформации контактов размыкателя и отключению потребителя от сети. Такие защитные устройства не рассчитаны на мгновенное отключение в случае аварии. В этом их главный недостаток.

Автоматические выключатели – это комплексные устройства, реагирующие на два проявления действия электрического тока – притягивание проводников и нагрев. В их конструкции есть соленоид – катушка с подвижным сердечником, и биметаллический контакт.

Первый срабатывает при превышении тока сверх номинального, возникающего чаще всего при коротком замыкании. Однако, если потребляемый электроустановкой ток выше указанного на корпусе автоматического выключателя, то он будет отключать сеть и при обычных условиях. Достоинство этого прибора в их универсальности и возможности мгновенного отключения потребителей.

Дифференциальные измерители

Это такие аппараты защиты, действие которых основано на определении дисбаланса между фазной линией и технической нейтралью – общей точке трех фазных обмоток, включенных по схеме «звезда». Они могут использоваться как для защиты электроустановок, так и людей. Их называют УЗО – устройство защитного отключения.

В основе их конструкции лежит дифференциальный трансформатор. Он состоит из ферритового кольца и одной обмотки на нем, которая и играет роль индикатора дисбаланса. В однофазной бытовой сети через ферритовое кольцо пропущены фазный проводник и нейтраль. Направления токов в них противоположны и уравновешивают друг друга, поэтому во вторичной обмотке ток не течет.

Если человек касается токоведущей части и электричество уходит через него в землю, то в нейтральном проводнике движение электронов прекращается, баланс нарушается и во вторичной обмотке возникает ток. Он усиливается и приводит к движению сердечника соленоида, который размыкает контакты.  Подробнее об устройстве и принципе работы УЗО читайте здесь.

Защита генераторов и других промышленных электроустановок осуществляется трехфазными УЗО. Принцип их работы тот же, что и однофазного. Однако они способны реагировать не только на замыкание фазы на землю, но также на обрыв одной из них или замыкание между ними.

Отличие дифференциальных автоматов от выключателей в том, что они срабатывают мгновенно, без временной задержки. Поэтому на их корпусе нет буквенных маркировок: A, B, C или D. Только номинал срабатывания, величина которого в тысячи раз меньше, чем у автоматического выключателя.

Для сравнения: автоматический выключатель С32 срабатывает при пятикратном превышении рабочего тока – 160 ампер. УЗО, для которого ток в 32 ампера может быть номинальным, срабатывает при возникновении дисбаланса между фазами, исчисляемому в миллиамперах (стандартными являются значения от 10 до 300 мА).

В последнее время электротехническая промышленность стала выпускать защитные устройства, в которых объединены УЗО и АВ. Их называют «автоматические выключатели дифференциального тока» и обозначают как АВДТ. Они защищают от комплекса аварийных ситуаций: всех видов коротких замыканий, а также физической перегрузки, сопровождающейся нагревом проводников.

Их применение существенно упрощает проведение электромонтажных работ и позволяет одновременно защитить как электроустановку, так и людей, ее обслуживающих. Чтобы научиться отличать АВДТ от УЗО, ознакомьтесь с этой статьей.

Включение устройств защиты в схемы питания электроустановок является обязательным условием их безаварийной эксплуатации.

Читайте также:  Углекислотный огнетушитель - устройство, принцип действия, правила использования

Оно регламентируется своеобразной библией электрика – Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). А также другими документами.

Такими, как Правила технической эксплуатации электроустановок (ПУЭ) и Межотраслевые правила охраны труда при эксплуатации электроустановок (МПОТ).

Источник: https://electriktop.ru/bezopasnost/vidy-zashhit-ot-tokov-kz.html

Защита сети от перенапряжения и короткого замыкания, устройства защиты сети. Статьи компании Нано-Сити

Защита сети от перенапряжений стала главной проблемой, которую вынуждены решать рядовые потребители электрической энергии для предотвращения повреждений бытовой техники, в своих домах. Для этого устанавливаются разнообразные устройства защиты.

Разумеется, поломки бытовой техники случались всегда. Но, сейчас подобное явление вышло на уровень общенационального бедствия. Причина массового выхода из строя холодильников, телевизоров, и прочей бытовой техники в большинстве своем одна и та же, это перепады напряжения в электрической сети.

 

Большинство электрических сетей в нашей стране было спроектировано и построено в 60-80е годы прошлого века.

Соответственно и рассчитаны они на нагрузку тех времен, когда в большинстве домов кроме холодильника, утюга и телевизора никакой бытовой техники не было.

Разумеется в ходе проектирования в каждую сеть закладывается определенный запас прочности и возможность расширения(строительство и ввод работу новых подстанций), но в условиях резко возросших нагрузок на сеть этого оказалось недостаточно.

 

Защита от перенапряжения сети

Установить стабилизатор напряжения для дома это наиболее действенный способ защитить свою дорогостоящую бытовую технику от последствий скачков напряжения в сети. Сетевые провода заходящие в квартиру подключаются к стабилизатору напряжения который выравнивает (стабилизирует) возможные скачки напряжения, защищая тем самым вашу бытовую технику от повреждений.

 

Причина возникновения короткого замыкания

Короткое замыкание, это еще одна частая причина выхода из строя бытовой техники в квартире. Чаще всего причина коротких замыканий кроется в тех же сачках напряжения вызванных перегрузом сети. При постоянном напряжении величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления электрической цепи. Сопротивление отдельно взятых потребителей достаточно сильно отличается друг от друга.

К примеру, сопротивление привычных всем ламп накаливания лежит в пределах нескольких сот ом. Сопротивление холодильников, телевизоров, стиральных машин и прочей бытовой техники находится в пределах нескольких десятков ом.

Учитывая то, что в нашей стране принято использование для бытовых целей электрических сетей 220в, можно сделать вывод, что величина тока потребляемого бытовыми приемниками лежит в пределах от нескольких десятых ампер, до нескольких ампер.

В зависимости от величины потребляемого тока выбирается сечение электрического провода в квартирной проводке и ее изоляция, устанавливаются бытовые электрические счетчики и приборы защиты. Причем все это обычно делается еще на стадии строительства дома.

Иногда случается так, что ток в электрической цепи становится слишком большим. Это может произойти в результате резкого скачка напряжения в сети. Увеличение напряжения приводит такому же скачку тока.

Увеличившийся ток вызывает нагрев проводника и повреждение его изоляции.

Если в результате повреждения изоляции несколько проводников окажутся соединенными между собой, то ток пойдет по пути наименьшего сопротивления.

В результате в электрической цепи по более короткому пути (участку с малым сопротивлением) потечет значительно больший чем обычно ток, выделяющий к тому же большое количества тепла.

Происходит то, что принято называть коротким замыканием сети.

 

Защита от короткого замыкания

Короткое замыкание чрезвычайно опасное явление, нередко приводящее не только к порче бытовой техники, но и возникновению пожаров. Нагретый до раскаленного состояния проводник.

Соприкосновение обоев, линолеума, ковровых покрытий с нагретым  до раскаленного состояния проводом вызывает их возгорание и как следствие пожар во всей квартире.

Для того, чтобы защитить электрическую цепь от короткого замыкания нужно вовремя разорвать цепь тока.

Делается это при помощи автоматов защиты. Таких как:

  • Узо
  • Дифференциальный автомат

Принцип действия этих устройств лежит в разрыве цепи при увеличении тока сверх номинального. Выбор автоматического выключателя производится в зависимости от предполагаемой нагрузки от бытовых приборов.

В городской квартире обычно бывает достаточно установить автоматический выключатель на 16-25 ампер.

Интернет–магазин Нано-Сити предлагает большой выбор устройств для защиты электрической сети от перенапряжения и короткого замыкания.

Источник: https://nano-siti.com/a208312-zaschita-seti-perenapryazheniya.html

Защита дома от пожара и короткого замыкания

  • 40 % смертей из-за бытовых проблем с электричеством приходится на детей до 9 лет.
  • 50 % пожаров происходит из-за короткого замыкания.
  • 12 человек погибают ежедневно от пожаров в жилых помещениях.
  • 10 млн квартир в России подвержены риску возникновения проблем с электричеством.

Трагедии происходят по многим причинам, но основная — это пренебрежение защитной автоматикой на этапе планирования схемы домашней электросети.

В настоящее время используются три уровня защиты от проблем с электричеством: автоматические выключатели (АВ), устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматические выключатели (дифавтоматы).

Автоматические выключатели

Они разрывают электрические цепи при коротком замыкании или повышенной нагрузке на электропроводку.

Автоматические выключатели устанавливаются в распределительном щите. Они группируют бытовые приборы по мощности и месту расположения в доме.

Например, группа из десяти ламп накаливания по 100 Вт каждая потребляет суммарный ток мощностью 1000 Вт и силой 4,5 А (сила тока тоже суммируется).

Значит, для этой группы нужно использовать защитный автомат с номинальным током не больше 6 А. Если при аварии нагрузка вырастет выше 6 А, автомат отключит повреждённый участок.

Для каждой группы электропотребления рекомендуется ставить отдельный автомат. Например, для группы верхнего освещения на кухне, для посудомоечной или стиральной машины, для кухонных розеток и т. д. Это удобно: если случится проблема на одном из участков сети — отключится именно он, а не вся квартира. 

Ниже в таблице приведён пример подбора автоматических выключателей и УЗО от Schneider electric серии Easy9, исходя из мощности потребителей, номинального тока и типа отключения.

УЗО

Когда включается любой электроприбор, сила тока в сети кратковременно возрастает (пусковой ток). У одних приборов он меньше (чайник), у других больше (холодильник). Эта функция автомата предотвращает ложные срабатывания при включении/выключении потребителей тока.

Нажмите на изображение, чтобы раскрыть таблицу

От поражения током спасает УЗО — автоматическое устройство отключения. Это второй уровень безопасности. Например, по ряду причин произошла утечка тока, и под напряжением оказывается металлический корпус стиральной машины.

Корпус изолирован, и ничего ужасного не произойдёт до тех пор, пока человек не прикоснётся к нему, — тогда ток пройдёт в «землю» сквозь тело человека и нанесёт серьёзную травму. Но если для подключения стиральной машины использовано УЗО, то в момент появления утечки тока на корпус машины сработает автоматика, цепь разорвётся и опасность будет устранена.

Если человек случайно прикоснётся к части электрической сети под напряжением, УЗО также отключит питание этой цепи до того, как человек получит удар током, тем самым сохранив жизнь и здоровье.

Главный критерий выбора УЗО — это чувствительность к токам утечки (указан на корпусе в мА) Наиболее чувствительные — 10 мА, такие устанавливаются во влажных помещениях и детских. В остальных бытовых помещениях принято использовать устройства на 30 мА (см. таблицу).

Отдельного разговора заслуживают противопожарные УЗО, которые имеют более низкую чувствительность к токам утечки — как правило, 100 или 300 мА.

Устанавливаются такие УЗО, как правило, в самом начале электрической сети и предотвращают ситуации, когда значительный ток утечки может нагреть, например, оболочку провода или часть стены, по которой этот провод проложен, и вызвать возгорание.

Более низкая чувствительность позволяет организовать согласованную работу с другими УЗО, установленными ниже, и избежать ложных отключений электрической сети.

Дифференциальные автоматические выключатели

Дифавтоматы сочетают в себе функции УЗО и автоматического выключателя. Они являются универсальными устройствами, защищающими как от тока короткого замыкания и перегрузки, так и от поражения электрическим током (или пожара). Это решение является более компактным, чем автомат и УЗО по отдельности.

Такая компоновка позволяет уменьшить размеры электрического щита, при этом обеспечив требуемый уровень защиты. Кроме того, в ряде случаев, использование дифавтоматов является ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ.

Например, действующие нормативные документы требуют применения дифавтомата на вводе электрической сети деревянных домов.

Теперь вы разобрались в этом вопросе и знаете, как защитить своих близких и свой дом. Но! Выбирая оборудование, обязательно консультируйтесь со специалистом! Инженеры «Шнейдер электрик» будут рады помочь вам.

На правах рекламы

Источник: https://www.ivd.ru/stroitelstvo-i-remont/gazo-i-energosnabzenie/zasita-doma-ot-pozara-i-korotkogo-zamykania-24611

Устройство и принцип действия защиты от короткого замыкания

Кода в электротехнике речь идет о коротком замыкании, то подразумевается работа источников напряжения в аварийном режиме, который возникает в результате закорачивания выходных клемм. Последнее, в свою очередь, приводит к нарушению технологических процессов передачи электрической энергии.

При этом на точке короткого замыкания концентрируется вся мощность источника. Через закоротку протекают токи огромных значений, которые способны, как сжечь оборудование, так и нанести электрические травмы людям, находящимся на опасном расстоянии. Современные технологии позволяют избежать развития таких аварий, за счет применения специальных защитных устройств.

Как работает токовая защита

Функционирование любой защиты от короткого замыкания основывается на трех основных этапах работы:

1. Непрерывное отслеживание значений тока вплоть до момента возникновения неисправности;
2. Обработка создавшейся ситуации и передача соответствующей команды от логической части на исполнительный орган;
3. Срабатывание коммутационных аппаратов с целью снятия напряжения с оборудования.

Многие устройства также оснащаются вводом задержки времени на срабатывание, назначение которого заключается в обеспечении принципа селективности, что важно для достаточно сложных, разветвленных схем.

Как известно, прохождение электрического тока по любому проводнику приводит к возникновению таких явлений, как:

• нагрев токопровода;
• наведение магнитного поля.

Первое из упомянутых свойств электрического тока используется для создания защиты, основанной на работе термических предохранителей. Конструкция таких предохранителей включает в себя плавкую вставку, которая устанавливается на пути прохождения тока и рассчитана на определенную нагрузку.

Превышение оптимальной нагрузки приводит к перегоранию вставки и обесточиванию цепи. Чем большей величины достигает аварийный ток, тем быстрее цепь разрывается и со схемы снимается напряжение.

Если же превышение оптимального значения тока незначительное, то момент разрыва цепи может наступить через достаточно большой промежуток времени.

Предохранители уже давно применяются в качестве защиты от короткого замыкания и других видов перегрузок в самых различных электрических схемах, таких как бытовые электронные устройства, электрооборудование автомобиля, промышленные устройства и т. д.

Читайте также:  Электроприводы станков с чпу

Электромагнитные защитные устройства

Практическое применение принципа наведения магнитного поля вокруг проводника с проходящим по нему током способствовало созданию целого класса защитных автоматов и электромагнитных реле, функционирование которых основано работе катушки отключения.

При прохождении номинального тока по виткам магнитной катушки ее контакты остаются в замкнутом положении, поскольку созданное магнитное поле не способно преодолеть усилие пружины. Но как только возникают аварийные токи, стационарная часть магнитопровода притягивает якорь и, как результат, контакты размыкаются, обесточивая схему.

Цифровые устройства защиты от короткого замыкания

Работа рассмотренных выше устройств защиты связана с аналоговыми величинами. Однако на сегодняшний день достаточно широко применяются, как в промышленности в целом, так и в энергетике в частности, цифровые технологии, использующие микропроцессорные устройства и статические реле. Для бытовых целей подобные приборы также активно применяются, правда, с менее широким набором функций.

Инструментом замера величины проходящего по защищенной схеме тока служит понижающий трансформатор высокого класса точности. Замеренный трансформатором сигнал оцифровывается и подается на логическую часть микропроцессорной защиты. Как только возникает аварийная ситуация, исполнительный отключающий механизм получает команду от логики устройства и напряжение с сети снимается.

Функциональный набор цифровых защит от коротких замыканий достаточно широк – эти устройства обладают большим перечнем настроек и даже возможностью регистрации предаварийного состояния сети с определением режима ее отключения.

Источник: https://1.jelektrik.by/jelektrika-spravochnik/643-ustrojstvo-i-printsip-dejstviya-zashchity-ot-korotkogo-zamykaniya

Короткое замыкание: причины, классификация, защита :

Даже человек, далекий от электричества, хоть раз в жизни, но сталкивался с явлением, которое получило название «короткое замыкание». Для того чтобы обезопасить себя, своих близких, а также свое жилье и электроприборы от этого процесса, следует тщательно разобраться в его природе, причинах возникновения и разновидностях.

Понятие и характеристика короткого замыкания

Короткое замыкание с точки зрения электротехники представляет собой явление, при котором сопротивление электрической цепи, состоящей из нескольких проводов, крайне незначительно, и его вполне можно сопоставить с сопротивлением самих проводов.

В этом случае согласно закону Ома сила тока превысит свое номинальное значение сразу в несколько раз, причем произойдет это практически в одно мгновение.

Это, в свою очередь, приведет к тому, что электрическая цепь разорвется намного раньше, чем произойдет критическое увеличение температуры проводов.

Основные причины короткого замыкания

Как показывает практика, короткое замыкание возникает чаще всего из-за того, что по каким-либо причинам оказывается нарушенной внешняя изоляция проводов или электрического оборудования.

Это, в свою очередь, может быть связано и с постепенным старением основных элементов электрической цепи, и с ее механическими повреждениями, и даже с ударом молнии.

Кроме того, в последние годы на предприятиях участились случаи, когда короткое замыкание становилось следствием недобросовестного обслуживания электрооборудования со стороны соответствующих служб.

Искусственное замыкание

Впрочем, в работе фабрик и заводов может наступить такой момент, когда возникнет потребность вызвать это явление искусственным путем. В частности, преднамеренное короткое замыкание достаточно часто используют в цепи трансформаторных подстанций, которые действуют на понижении тока.

Для этого используется специальное оборудование – короткозамыкатели, выполняющие роль своеобразных контролеров.

В том случае, если на линии или в самом трансформаторе возникнет какое-либо повреждение, то этот прибор искусственно вызовет короткое замыкание, цепь окажется разорванной и никаких тяжелых последствий (например пожара) не будет.

Последствия короткого замыкания

Данное явление приводит к весьма серьезным последствиям. Во-первых, достаточно часто оно сопровождается выходом из строя электроустановок и возникновением в них пожаров.

Во-вторых, из-за резкого увеличения силы тока в цепи отдельные части кабеля могут быть подвергнуты механическому воздействию, в результате чего появятся механические и термические повреждения. В-третьих, достаточно часто короткое замыкание сопровождается значительным падением напряжения в цепи или на отдельных ее участках.

Это, в свою очередь, ведет к ухудшению работы электрооборудования. Наконец, в-четвертых, это явление оказывает крайне негативное влияние на находящиеся поблизости приборы, провода и другое электрическое оборудование.

Способы защиты от короткого замыкания

Защита от короткого замыкания включает в себя целый комплекс мер, исходным пунктом в которых является профилактика повреждений линий электропередач и оборудования. Кроме того, чтобы предотвратить возникновение пожара, используют специальные приборы – плавкие ставки, которые при замыкании сгорают и размыкают электрическую цепь.

Выполнение правил техники безопасности как основной способ профилактики короткого замыкания

Мощность короткого замыкания зависит от множества факторов, главным из которых является сила тока в цепи. В то же время следует помнить, что любое подобное явление представляет собой потенциальную опасность для человека, поэтому при работе с электричеством следует четко придерживаться правил техники безопасности.

Источник: https://www.syl.ru/article/84749/korotkoe-zamyikanie-prichinyi-klassifikatsiya-zaschita

Способы защиты оборудования от коротких замыканий в электроустановках

Электрическое напряжение

Этот термин используется как характеристика физической величины, выражающей затраченную работу по переносу пробного единичного электрического заряда из одной точки в другую без изменения характеров размещения остальных зарядов на действующих источниках полей.

Поскольку начальная и конечная точки обладают различными потенциалами энергии, то работа на перемещение заряда, или напряжение, совпадает с соотношением разности этих потенциалов.

В зависимости от протекающих токов используются различные термины и способы вычисления напряжения. Оно может быть:

1. постоянным — в цепях электростатики и постоянного тока;

2. переменным — в схемах с переменными и синусоидальными токами.

Для второго случая используются такие дополнительные характеристики и разновидности напряжения, как:

· амплитуда — наибольшее отклонение от нулевого положения оси абсцисс;

· мгновенная величина, которая выражается в конкретный момент времени;

· действующее, эффективное или, называемое по-другому, среднеквадратичное значение, определяемое по совершаемой активной работе одного полупериода;

· средневыпрямленное, рассчитываемое по модулю выпрямленного значения одного периода гармоники.

Сила тока (часто просто «ток» ) в проводнике — скалярная величина, численно равная заряду, протекающему в единицу времени через сечение проводника.
Единица измерения в системе СИ — 1 Ампер (А) = 1 Кулон / секунду.

Напряже́ние (разность потенциалов, падение потенциалов) между точками A и B — отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда.
Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт.(V)

Электри́ческое сопротивле́ние — скалярная физическая величина, характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающему по нему. [1] Размерность электрического сопротивления dir R = L2MT−3I−2.
В международной системе единиц (СИ) единицей сопротивления является Ом (Ω, Ом) .

Электрическое напряжение:

  • U = R* I — Закон Ома для участка цепи
  • U = P / I
  • U = (P*R)1/2
Электрическая мощность:

  • P= U* I
  • P= R* I2
  • P = U 2/ R
Электрический ток:

  • I = U / R
  • I = P/ E
  • I = (P / R)1/2
Электрическое сопротивление:

  • R = U / I
  • R = U 2/ P
  • R = P / I2

2 Короткие замыкания в электроустановках

Короткое замыкание – это явление в электротехнике, которое сопровождается замыканием (электрическим соединением) между собой двух или трех фаз, фазы на нулевой проводник, замыкание фазного проводника на землю в сетях с глухозаземленной, а также эффективно заземленной нейтралью в трехфазной сети. Кроме того, коротким замыканием является межвитковое замыкание в электрических машинах.

Характерные особенности данного процесса – это значительное увеличение тока и падение напряжения. Рост тока происходит до значений, превышающих номинальный в несколько раз.

Общепринятое буквенное сокращение данного явления – КЗ. В зависимости от количества замыкаемых фаз различают несколько видов коротких замыканий.

Однофазное КЗ ,Двухфазное КЗ, Трехфазное КЗ, Одно и Двух фазное на землю

Причины возникновения короткого замыкания

Основная причина возникновения короткого замыкания – нарушение изоляции оборудования электроустановок, в том числе кабельных и воздушных линий электропередач. Приведем несколько примеров возникновения КЗ по причине нарушения изоляции.

При проведении земляных работ был поврежден высоковольтных кабель, что привело к возникновению междуфазного короткого замыкания. В данном случае повреждение изоляции произошло в результате механического воздействия на кабельную линию.

В открытом распределительном устройстве подстанции возникло однофазное замыкание на землю в результате пробоя опорного изолятора по причине старения его изоляционного покрытия.

Еще один достаточно распространенный пример – падение ветки или дерева на провода воздушной линии электропередач, что приводит к схлестыванию или обрыву проводов.

Способы защиты оборудования от коротких замыканий в электроустановках

Как и упоминалось выше, короткие замыкания сопровождаются значительным увеличением тока, что приводит к повреждению электрооборудования. Следовательно, защита оборудования электроустановок от данного аварийного режима – основная задача энергетики.

Для защиты от короткого замыкания, как аварийного режима работы оборудования, в электроустановках распределительных подстанций используют различные защитные устройства.

Основная цель всех устройств релейной защиты – это отключение выключателя (или нескольких), которые питаютучасток сети, на котором возникло короткое замыкание.

В электроустановках напряжением 6-35кВ для защиты линий электропередач от коротких замыканий используют максимально-токовую защиту (МТЗ). Для защиты линий напряжением 110 кВ от коротких замыканий используется дифференциально-фазная защита, как основная защита линий. Кроме того, для защиты ЛЭП 110 кВ в качестве резервных защит используются дистанционная защита и земляная защита (ТЗНП).

В низковольтных сетях для защиты цепей от КЗ используются автоматические выключатели

3 Конструкция принцип действия силовых понижающих трансформаторов

Силовой трансформатор — это электрический аппарат, который предназначен для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в электрическую энергию другого значения напряжения. Трансформаторы бывают:

· в зависимости от количества фаз: однофазные и трехфазные;

· по количеству обмоток: двухобмоточные и трехобмоточные;

· в зависимости от места их установки: наружной и внутренней установки;

· по назначению: понижающие и повышающие;

Кроме того, силовые трансформаторы различают по группам соединения обмоток, по способу охлаждения. Также при установке трансформаторов учитывают климатические условия.

Принцип работы любого силового трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. Если к обмотке данного устройства подключить источник переменного тока, то по виткам этой обмотки будет протекать переменный ток, который создаст в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток.

Замкнувшись в магнитопроводе, переменный магнитный поток будет индуктировать электродвижущую силу (ЭДС) в другой обмотке трансформатора. Это объясняется тем, что все обмотки трансформатора намотаны на один магнитопровод, то есть они связаны между собой магнитной связью.

Значение индуктируемой ЭДС будет пропорционально количеству витков данной обмотки.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s898t8.html

Ссылка на основную публикацию