Замыкание электропроводки

Независимо от причины возникновения, замыкание электропроводки это одна из самых неприятных (в плане диагностики и ремонта) неисправностей любой электроцепи – в квартире, частном доме или производственном помещении. Особенно тяжелым случаем является замыкание скрытой электропроводки, ведь провода при этом спрятаны под слоем штукатурки. Даже если в инструментах домашнего электрика есть приборы, которые помогут найти место повреждения и без вскрытия стен, то для ремонта провода все равно понадобится извлекать.

Разновидности замыканий проводки, их причины и методы поиска

Казалось бы, причины короткого замыкания силовой электропроводки и их разновидности это разные вопросы, но на деле они тесно переплетаются между собой. По сути, замыкание это следствие ряда причин, по которым фазный провод напрямую соприкасается с нулевым, либо изоляция между ними не препятствует возникновению дугового разряда (разумеется, при наличии на проводниках напряжения). Основные причины из-за чего коротит проводка и какие могут быть последствия, по которым можно определить место поломки, следующие:

Физический износ изоляции

Происходит с течением времени и вследствие даже незначительных, но регулярных перепадов температур.

Обычно в таком случае изоляция постепенно из гибкой становится хрупкой – на ней появляются трещины в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может спровоцировать возникновение КЗ через микродугу, причем это самый тяжелый случай с точки зрения поиска неисправности.

При этом внешне вся проводка выглядит целой, но когда на нее подается напряжение, то со временем выбивает автомат защиты.

Поиск подавляющего большинства неисправностей в электроцепи происходит по принципу проверки «слабых звеньев» — это любые контакты, переходы – все те места, где при монтаже вскрывается наружная изоляция кабеля. Поэтому в скрытой проводке поиск неисправности всегда надо начинать в розетках, коробах и щитках.

Как итог – в этом случае проводится внимательный осмотр проводки – если уже выбивает автомат защиты, то возможно место повреждения изоляции будет подгоревшим и его станет видно. В некоторых случаях приходится устаивать проводке «стресс-тест» – подавая на нее повышенное напряжение. Это достаточно экстремальный способ, ведь по сути приходится провоцировать полноценное короткое замыкание электропроводки, после которого место неисправности видно «невооруженным глазом.

Для скрытой проводки и нахождения микротрещин в изоляции также можно воспользоваться и мегаомметром, но он только покажет наличие КЗ на локализованном участке электроцепи, а место его возникновения определить не сможет.

После того, как находим неисправность, то уже в зависимости от общего состояния проводки надо решать, менять кабель или обойтись восстановлением изоляции посредством изоленты.

Пример работы мегаомметра – на видео:

Повреждение изоляции грызунами

Это достаточно частое явление в сельской местности, да и в промышленных условиях такие поломки далеко не редкость – мыши прогрызают наружную изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают собой фазу с нолем.

Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно где мышь могла облюбовать себе место для «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо заметно, поэтому достаточно поверхностного осмотра провода, хоть и по всей его длине.

Надо учитывать, что здесь не всегда происходит полноценное замыкание – иногда мышь может частично повредить изоляцию и замкнуть провода не напрямую, а через себя. В таком случае велика вероятность найти место повреждения провода по погибшему животному, которого судорога от электрического тока приковывает к перегрызенному проводу. Хотя иногда бывает и такое, что мышь отбрасывает от кабеля, особенно если у нее получается замкнуть провода напрямую и произойдет полноценное короткое замыкание погрызенной проводки.

Значительный перегрев изоляции кабелей

Это не всегда заметно глазу, но при подаче напряжения на провода, на них начинает действовать электромагнитное поле, которое стремится распрямить их металлическую часть. Пока провод работает в штатном режиме, это не имеет особого значения, но если к нему подключен слишком мощный потребитель, то жилы начнут нагреваться. Когда вследствие этого изоляция станет мягкой, то жилы под воздействием электромагнитного поля расшатают пластик изнутри, а со временем и полностью его прорвут. В итоге произойдет полноценное замыкание и выбьет автомат защиты, а если совсем не повезет, то загорится сама изоляция кабеля.

Пока не расплавится изоляция провода, визуально заметить, что она становится мягкой невозможно – поэтому после прокладки новой линии или подключении на нее дополнительного электрооборудования, надо обязательно проконтролировать, не нагревается ли кабель.

Производители проводов обычно указывают на бирках, сколько кратковременных нагревов может выдержать изоляция, но в любом случае, если перегревы уже происходили, то кабель лучше менять.

Прямое соединение фазного и нулевого проводов

Причины, по которым напрямую коротнуло силовую проводку могут быть самыми разнообразными – от банальной невнимательности, которую иногда допускают выполняя монтаж, до аварии вследствие бури или другого стихийного бедствия.

Главное здесь то, что при прямом соприкосновении фазы и ноля всегда происходит скачкообразное повышение силы тока и температуры на токоведущих жилах. В большинстве случаев провода не рассчитаны на то, чтобы выдерживать токи короткого замыкания, поэтому в месте соприкосновения происходит мини-взрыв, вследствие которого выгорает изоляция, а разлетающиеся расплавленные частицы токоведущих жил разносят ее пепел вокруг. В этом случае нет особой проблемы в том, как найти короткое замыкание в проводке – все видно невооруженным глазом – провода оплавлены и все вокруг в саже.

Здесь особо надо учитывать, что сажа, которая покрывает всю прилегающую поверхность, как и пыль, в определенных концентрациях способна проводить электрический ток, поэтому при ликвидации последствий замыкания ее надо тщательно вычищать.

Как предупредить короткое замыкание

Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:

• Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена. Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
• Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
• Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.

Настоятельно рекомендуется при проведении капитального ремонта составить план электропроводки, а если в каком-либо месте есть скрутки проводов, то обязательно указывать её на схеме – это потенциальное «слабое звено».

Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену.

• В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
• Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.

Пример поиска короткого замыкания специальным прибором — на видео:

Устранение последствий короткого замыкания

Чаще всего все сводится к замене поврежденного участка проводки, причем практически гарантированно потребуется наращивать кабель вместо его выгоревшего куска. Основные правила следующие:

• Пространство прилегающее к месту возникновения КЗ надо тщательно вычистить от сажи – она может спровоцировать повторение замыкания.
• Не стоит экономить на проводе и пытаться оставить токоведущую жилу, на которой сгорела изоляция – всегда лучше полностью заменить провод.
• Если полноценного замыкания еще не произошло, но розетки начали подплавляться, то не стоит пробовать их ремонтировать – после многочисленных нагревов/охлаждений меняется структура металла и устройство становится более уязвимым.

Если проводка начала коротить «от старости» (изоляция стала хрупкой), то это настоятельный сигнал к полноценному ремонту – он в любом случае обойдется дешевле, чем устранение последствий возможного пожара.

Как итог – надо ли бояться короткого замыкания

Обычно сам процесс возникновения полноценного короткого замыкания электропроводки проходит очень быстро – все происходит в течение долей секунды, после чего срабатывает защита. У электриков старой школы даже есть черный юмор на эту тему: «Включай – если оно коротит, то мы это сразу увидим». Это значит, что все необходимые меры безопасности надо применять до возникновения нештатной ситуации, а если она все-таки произошла, то остается только устранять последствия.

yaelectrik.ru

почему это происходит, каковы причины, и что делать, если замкнуло? Как предотвратить замыкание и определить в скрытой проводке утечку?

Что такое короткое замыкание? Предотвратить серьезную неполадку в электросети дома намного проще, чем устранять последствия аварии.

Замыкание электропроводки: случайность или ожидаемая поломка?

Короткое замыкание – неприятная поломка электрики в плане развития негативного процесса и устранения причин возникновения.

Неисправность в доме возникает внезапно и становится полной неожиданностью для пользователей бытовой техники и электроприборов. В случае скрытой проводки трудно без специальных приборов самостоятельно определить место КЗ.

 Опасность в доме

Неисправность, называемая на сленге электриков «коротышом», в бытовой сети без защитного отключения и «жучками» вместо предохранителей, чревата серьезными последствиями. Всегда наносит материальный ущерб.

При «благополучном» сценарии перегорит проводка в месте замыкания, оплавится электрофурнитура в месте контакта с металлическими частями, выйдет из строя электротехническое оборудование.

В экстремальной ситуации, если вовремя не обесточить сеть, может возникнуть пожар в частном доме. Например, от дуговой вспышки воспламенится изоляция или электроприбор, затем очаг возгорания распространится по прилегающим помещениям объекта. Это приведет к материальным потерям с последствиями, описываемыми в сводках МЧС.

Определение и физическое обоснование возникновения неисправности:

Коротким замыканием называют возникновение электрического контакта между двумя точками участков электрической цепи с разными значениями электрического потенциала, если подобное соединение не предусмотрено конструкцией прибора. Что приводит к нарушениям в работе.

В отличии от длинного замыкания, которым называется включение электроприборов в сеть, коротким называется замыкание цепи по короткому пути, минуя  потребителей.

Энергосистема объекта, включая жилой дом, состоит из электрических устройств и линейных  элементов прохождения электрического тока потребителям от вводно-распределительного устройства.

Она обеспечивает бесперебойную работу силовых агрегатов, бытовой техники, нагревателей и светильников.

Подачу рабочего напряжения к электроприемникам обеспечивают шлейфы из двухжильного и многожильного провода. Для разводки используются проводники с медными или алюминиевыми жилами в оболочке из диэлектрика (используется резина, поливинилхлорид, тканевая оплетка).

В нормальном состоянии проводники с различным электрическим потенциалом «фаза» и «ноль» не взаимодействуют, они разделены слоем диэлектрика. Если в аварийной ситуации возникает электрический контакт, немедленно лавинообразно возрастает и сила тока. Это связано с тем, что сеть представляет источник переменного напряжения U = 220 В или U = 380 В, значение которого практически не меняется. Следовательно, ток при неизменном напряжении определяется значением сопротивления в нагрузке Iкз = U/Rкз, где значение Rкз в знаменателе равно 0.

В соответствии с физическим законом Джоуля-Ленца, протекающий ток большой силы вызывает значительное выделение тепла, нагревающего замкнутые проводники до температуры 5000 °C .

Если не сработает автомат защиты, то нагрев может достичь критических величин и вызвать возгорание изоляции или соприкасающихся с проводкой горючих материалов

Какое может быть замыкание

По типу протекающего тока  различают короткое замыкание переменного AC и постоянного DС тока.

Замыкание фазного тока (переменный ток)

В однофазной сети нарушение изоляции в любом месте бытовой сети переменного тока напряжением 220 В приведет к протеканию токов короткого замыкания, если образуется цепь «фаза↔нуль».

Неисправность «коротыш» возникает и в трехфазной сети 380 В в случае замыкания:

• любых 2 или 3 фаз между собой;
• одной любой фазы на ноль;
• 1, 2 или 3 фаз на землю.

В цепях постоянного тока

После прохождения через адаптеры и встроенные блоки питания переменное напряжение сети 220 в 50 Гц преобразуется  в постоянное. Полученное напряжение 6–24 В постоянного тока DC питает домашнюю электронику, аудио-видео аппаратуру, зарядные устройства, адаптеры и бытовые приборы. От него работают слаботочные платы управления силовых агрегатов, сплит-систем и сложной бытовой техники. При возникновении в каскадах устройств КЗ срабатывает токовая защита, перегорают предохранители, которыми оснащается современная СБТ.

Возникающий «коротыш» устраняется полным обесточиванием электротехнического изделия с последующим ремонтом закороченной платы или полной заменой модуля.

Причины замыкания

3. Небрежное обращение пользователей с электрикой в доме: повреждение изоляции, закоротка контактов посторонними предметами и заливание проводов.
4. Проводка не рассчитана на существующую токовую нагрузку по причине неправильного расчета сечения проводов или подключения энергоемкого электрооборудования.
5. Контактные соединения жил выполнены скруткой, неправильно выполнена скрытая проводка, шлейф проводов на стене закреплен с нарушением норм электромонтажа.
6. Превышен срок службы проводов, старая проводка обветшала, изоляция потеряла свои физико-химические свойства и осыпалась.

Как избежать замыкания электропроводки в доме

Выполнение определенных требований позволит избежать замыкания электропроводки по функциональным причинам.

Как найти в скрытой проводке помеху мультиметром

В первую очередь, надо проверить сопротивление цепи, предварительно отключив электропитание. Оба провода тестера с зажимами «крокодил» на концах подключить к оголенным жилам фазы и нуля кабеля, идущего от электрощитка в штробу стены. Повторить аналогичный замер с подключением «фаза – земля». Если табло прибора в обеих случаях покажет «0» – проводка исправна. Показание любого значения сопротивления свидетельствует о замыкании. Тогда поочередным отключением проводов шлейфа в распределительных коробках, вставляя щупы мультиметра в розетки, выявляется неисправная цепь.

Срок эксплуатации проводки

Номинальный срок службы медного провода при использовании во внутридомовых магистралях составляет 20 лет. Реальная продолжительность на 5–10 лет больше.

Нагрузка на сеть

Мощность единовременного включения всех потребителей в доме называют расчетной мощностью. Электрика в советское время проектировалась из расчета 8–10 кВт на один ввод. Сегодня потребляется мощность 14–20 кВт.

Старая проводка в панельном доме

Старая проводка, установленная 30 и более лет назад по нормативам своего времени, не соответствует современным требованиям:

1. Тогда применялся недолговечный алюминиевый провод, который сейчас в строительстве домов не используется.
2. Применялось соединение концов проводов скруткой вместо более надежного сочленения сваркой или болтами, пружинными колпачками и клеммниками.

Старая алюминиевая проводка небезопасна, она имеет одинарную изолирующую оболочку, что приводит к утечке тока в стену. В соответствии с новыми правилами при прокладке электросети в квартирах и домах может использоваться только кабель в двойной изоляции.

Что делать, если замкнуло: экстренные действия

В случае отключения электроэнергии в доме следует убедиться, что произошла авария в доме. О проблемах «расскажут» дым и едкий запах расплавившейся пластмассы.

Необходимо отключить автоматы, выкрутить пробки на электрическом  щитке, отсоединить из розеток электроприборы. Открытый огонь лучше сбить, накрыв одеялом или плотной тканью.

Если припасен порошковый (автомобильный) или углекислотный огнетушитель, обязательно задействуйте его в тушении. Нельзя поливать очаг возгорания водой!

Причины серьезных неисправностей электропроводки разнообразны, но в большинстве случаев известны. Возникновение КЗ связано с неправильной эксплуатацией и нарушением при монтаже электропроводки п.2.1.21 правил ПЭУ.

Полезное видео

elektrika.expert

Что делать при коротком замыкании – горит проводка в квартире

Многим из нас знакома ситуация, когда без очевидных причин в квартире или в одной из комнат гаснет свет. При этом соседи проблем с электроснабжением не испытывают. В подобных случаях, в первую очередь, следует проверить, не выбило ли из-за перегрузки сети автомат. Если проблема в этом, она легко решается перезапуском автомата или заменой пробки. Однако если напряжение на выходе с предохранителей присутствует, но электричества дома нет, значит случился обрыв, и необходимо определить место аварии.
Решить эту задачу нелегко, особенно в случае отсутствия схемы электропроводки. Наиболее часто для определения места обрыва используется индикаторная отвертка. Однако этот простой инструмент позволяет определить нарушение целостности фазного провода, тогда как при обрыве нулевого он бесполезен. К тому же, использовать индикатор можно лишь при включенном напряжении, что небезопасно, особенно при отсутствии навыков работы с электосетями.

Наиболее эффективным в подобных случаях является прозвон участков сети с использованием тестера-мультиметра, переведенного в режим замера сопротивления. Большинство современных тестеров оснащены сигнализатором, издающим звуковой сигнал при нормальной проводимости цепи, а на дисплее тестера будет высвечиваться значение 0.

При проведении прозвонки следует обязательно обесточить линию, отключив от электорщита все тестируемые провода. Для осуществления работы потребуется удлинительный провод необходимой длины сечением около 1 мм, а также зажимы-крокодилы.

В первую очередь прозванивается участок сети от электрощита до распределительной коробки. Каждый из проводов тестируется отдельно. Если обрыва здесь не обнаружено, участок признается исправным. От распределительной коробки, в большинстве случаев, кабель идет к розетке или выключателю. В случаях, если к розетке подведено два кабеля, один из них ответвляется на другую розетку, и его необходимо отсоединить для последующей проверки.

После локализции участка, где обнаружен обрыв проводки, возникает необходимость поиска точки обрыва. Сделать это можно только с использованием специальных детекторов. Для начала рекомендуется тщательно обследовать участок стены, под которой проложен аварийный кабель.

Не исключено, что причиной обрыва стало механическое повреждение. Профессиональные детекторы имеются далеко не в каждом доме, а приобретать этот дорогой прибор для единичного случая не вполне оправданно. Поэтому можно попытаться определить точку обрыва «народными» методами – с использованием простейшего бесконтактного индикатора фазы, или радиоприемника, настроенного на частоту 100 кГц. Индикатор или приемник проводятся вдоль участка пролегания кабеля, а наличие фазы определяется звуковым сигналом индикатора или усилением шума приемника. Правда, точность в этих случае не гарантирована.

Вышеописанные методы позволяют обнаружить обрыв в фазном проводе, и для тестирования нулевого провода его следует временно подключить к фазной клемме электрощита.

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

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.

Разновидности замыканий проводки, их причины и методы поиска

Казалось бы, причины короткого замыкания силовой электропроводки и их разновидности это разные вопросы, но на деле они тесно переплетаются между собой. По сути, замыкание это следствие ряда причин, по которым фазный провод напрямую соприкасается с нулевым, либо изоляция между ними не препятствует возникновению дугового разряда (разумеется, при наличии на проводниках напряжения). Основные причины из-за чего коротит проводка и какие могут быть последствия, по которым можно определить место поломки, следующие:

Физический износ изоляции

Происходит с течением времени и вследствие даже незначительных, но регулярных перепадов температур.

Обычно в таком случае изоляция постепенно из гибкой становится хрупкой – на ней появляются трещины в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может спровоцировать возникновение КЗ через микродугу, причем это самый тяжелый случай с точки зрения поиска неисправности.

При этом внешне вся проводка выглядит целой, но когда на нее подается напряжение, то со временем выбивает автомат защиты.

Поиск подавляющего большинства неисправностей в электроцепи происходит по принципу проверки «слабых звеньев» — это любые контакты, переходы – все те места, где при монтаже вскрывается наружная изоляция кабеля. Поэтому в скрытой проводке поиск неисправности всегда надо начинать в розетках, коробах и щитках.

Как итог – в этом случае проводится внимательный осмотр проводки – если уже выбивает автомат защиты, то возможно место повреждения изоляции будет подгоревшим и его станет видно. В некоторых случаях приходится устаивать проводке «стресс-тест» – подавая на нее повышенное напряжение. Это достаточно экстремальный способ, ведь по сути приходится провоцировать полноценное короткое замыкание электропроводки, после которого место неисправности видно «невооруженным глазом.

Для скрытой проводки и нахождения микротрещин в изоляции также можно воспользоваться и мегаомметром, но он только покажет наличие КЗ на локализованном участке электроцепи, а место его возникновения определить не сможет.

После того, как находим неисправность, то уже в зависимости от общего состояния проводки надо решать, менять кабель или обойтись восстановлением изоляции посредством изоленты.

Пример работы мегаомметра – на видео:

Повреждение изоляции грызунами

Это достаточно частое явление в сельской местности, да и в промышленных условиях такие поломки далеко не редкость – мыши прогрызают наружную изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают собой фазу с нолем.

Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно где мышь могла облюбовать себе место для «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо заметно, поэтому достаточно поверхностного осмотра провода, хоть и по всей его длине.

Надо учитывать, что здесь не всегда происходит полноценное замыкание – иногда мышь может частично повредить изоляцию и замкнуть провода не напрямую, а через себя. В таком случае велика вероятность найти место повреждения провода по погибшему животному, которого судорога от электрического тока приковывает к перегрызенному проводу. Хотя иногда бывает и такое, что мышь отбрасывает от кабеля, особенно если у нее получается замкнуть провода напрямую и произойдет полноценное короткое замыкание погрызенной проводки.

Значительный перегрев изоляции кабелей

Это не всегда заметно глазу, но при подаче напряжения на провода, на них начинает действовать электромагнитное поле, которое стремится распрямить их металлическую часть. Пока провод работает в штатном режиме, это не имеет особого значения, но если к нему подключен слишком мощный потребитель, то жилы начнут нагреваться. Когда вследствие этого изоляция станет мягкой, то жилы под воздействием электромагнитного поля расшатают пластик изнутри, а со временем и полностью его прорвут. В итоге произойдет полноценное замыкание и выбьет автомат защиты, а если совсем не повезет, то загорится сама изоляция кабеля.

Пока не расплавится изоляция провода, визуально заметить, что она становится мягкой невозможно – поэтому после прокладки новой линии или подключении на нее дополнительного электрооборудования, надо обязательно проконтролировать, не нагревается ли кабель.

Производители проводов обычно указывают на бирках, сколько кратковременных нагревов может выдержать изоляция, но в любом случае, если перегревы уже происходили, то кабель лучше менять.

Прямое соединение фазного и нулевого проводов

Причины, по которым напрямую коротнуло силовую проводку могут быть самыми разнообразными – от банальной невнимательности, которую иногда допускают выполняя монтаж, до аварии вследствие бури или другого стихийного бедствия.

Главное здесь то, что при прямом соприкосновении фазы и ноля всегда происходит скачкообразное повышение силы тока и температуры на токоведущих жилах. В большинстве случаев провода не рассчитаны на то, чтобы выдерживать токи короткого замыкания, поэтому в месте соприкосновения происходит мини-взрыв, вследствие которого выгорает изоляция, а разлетающиеся расплавленные частицы токоведущих жил разносят ее пепел вокруг. В этом случае нет особой проблемы в том, как найти короткое замыкание в проводке – все видно невооруженным глазом – провода оплавлены и все вокруг в саже.

Здесь особо надо учитывать, что сажа, которая покрывает всю прилегающую поверхность, как и пыль, в определенных концентрациях способна проводить электрический ток, поэтому при ликвидации последствий замыкания ее надо тщательно вычищать.

Как предупредить короткое замыкание

Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:

• Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена. Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
• Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
• Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.

Настоятельно рекомендуется при проведении капитального ремонта составить план электропроводки, а если в каком-либо месте есть скрутки проводов, то обязательно указывать её на схеме – это потенциальное «слабое звено».

Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену.

• В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
• Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.

Пример поиска короткого замыкания специальным прибором — на видео:

Вскрытие распределительных коробок

Схема расключения проводки в квартире может быть разной, однако все кабели сходятся в одной или нескольких распределительных коробках. Они расположены на уровне 10-30 сантиметров от потолка и зачастую видны по выступающим крышкам. Если коробки были замурованы в стену, найти их можно постукивая по поверхности рукояткой отвертки. Там где звук удара становится глухим, скорее всего, имеется полость в стене, в которой смонтирована коробка.
В первую очередь необходимо найти соединение линий, питающих розетки. Обычно это две скрутки с наибольшим количеством проводов более толстого сечения. Одиночные соединения характерны для фазного провода линии освещения и обратного провода выключателя. Розеточные линии нужно разъединить и развести концы в стороны. Кабель, питающий коробку, обычно отходит от нее в направлении входной двери. Парные концы проводов необходимо проверить на наличие замыкания, предварительно отключив от розеток бытовые приборы. Таким же образом следует проверить линии освещения и выключателей, заранее разомкнув цепь и выкрутив лампы из патронов.
Если замыкание найдено не было, нужно установить точное соответствие между проводами в коробке и потребителями, к которым они присоединены. Для этого щупы тестера присоединяют к контактам розетки или осветительного патрона и поочередно замыкают провода в коробке до появления сигнала о наличии цепи. При коротком замыкании жила кабеля может перегореть полностью, поэтому она не будет реагировать на замыкание. Также проблема может быть скрыта в проводе, питающем коробку.

kabel-house.ru

Замыкание электропроводки: причины и варианты ремонта

Короткое замыкание в проводке

Повреждения электропроводки хоть и нечасты, но случаются, и найти причины и место повреждения должен уметь любой хозяин в своем доме или квартире. С целью помочь вам в этом несложном деле и написана эта статья.

В ней мы рассмотрим способы поиска неисправностей, наиболее вероятные повреждения и, конечно, способы их устранения.

Возможные причины повреждения электропроводки

Причины короткого замыкания электропроводки достаточно разнообразны, но большинство из них связаны с ее неправильной эксплуатацией и несоблюдением норм во время монтажа.

Мы приведем только наиболее распространенные причины повреждения:

• Первым и наиболее распространенным является старение проводки. Как и все в нашем мире, провода не вечны. Они подвержены окислению, что изменяет их физико-химические свойства. При этом старению подвержен не только материал проводов, но и изоляция. Особенно ярко это выражается в алюминиевых проводах.
• Вторым, но не менее важным фактором является перегрузка проводов. Причиной этого может быть как неправильный выбор сечения электропроводки (см. Выполняем расчет сечения провода по мощности), так и подключение электрооборудования, для которого она не предназначена. Вследствие перегрузки провод перегревается, что разрушает его изоляцию и изменяет физико-химические свойства.

На фото представлены последствия короткого замыкания

• Также любая инструкция вам укажет, что не правильное соединение проводов ведет к их ускоренному старению. Ведь контактные соединения — это слабое место любой электропроводки, и они должны быть выполнены в соответствии c п.2.1.21 ПУЭ. Этот пункт разрешает применять для соединения проводов только методы сварки, пайки и винтовых или болтовых сжимов.
• Ну и на последнем месте у нас в статье стоит деятельность человека. Вследствие заливания, преднамеренного или случайного повреждения изоляции провода, механического воздействия происходит огромное количество повреждений.

Поиск места повреждения проводки

Поиск места повреждения существенно облегчит план электропроводки, если таковой у вас имеется. Это позволит не только существенно снизить зону поисков, но и исключит лишние действия в неповрежденном участке электросети. Но обычно такого плана нет и приходится осуществлять поиск в надежде на соблюдение общепринятых норм и правил.

Определение повреждения

Прежде, чем приступать к поиску места повреждения, нам следует определиться с характером повреждения. Мы будем рассматривать повреждение однофазной сети 220В, так как в большинстве домов и квартир используется именно она.

Для трехфазной цепи вариантов повреждения может быть значительно больше и только определение характера повреждения потребует значительно больших усилий.

Итак:

• Для определения характера повреждения рассмотрим два основных варианта. Это не работает розетка и не работает освещение. Для нормальной работы этих устройств необходимо, чтобы к ним был подключен фазный и нулевой провод. Если они не работают, то один из проводов не подходит и нам необходимо определить какой.

Двухполюсный индикатор напряжения

• Для дальнейшего определения места и характера повреждения нам потребуется двухполюсный индикатор напряжения. С его помощью проверяем наличие фазы в розетке. Если повреждение в сети освещения, то проверяем наличие фазы непосредственно на лампе или месте подключения плафона.

Обратите внимание! При проверке наличия фазы в месте подключения плафона или люстры выключатель сети освещения должен быть включен. Если фаза присутствует, то отключите выключатель и убедитесь, что она пропала. Если фаза все так же присутствует, то подключение вашей сети освещения не соответствует нормам ПУЭ. Это значительно усложнит дальнейший поиск своими руками.

• Если фаза присутствует, то скорее всего у нас обрыв нулевого провода. Это значительно хуже, ведь определить его сложнее. Дабы точно убедиться в обрыве нулевого провода, можно использовать два варианта. Оба они могут применяться только с соблюдением мер предосторожности и только людьми, как минимум знающими основы электротехники. В противном случае лучше данную проверку не производить.

Итак:

• Вариант номер один. Находим нулевой контакт на ближайшей розетке. Подключаем к этому контакту провод достаточный длины. Проверяем наличие цепи между данным проводом и нулевым контактом не рабочей розетки или сети освещения.
• Вариант два. В распределительной коробке поврежденного участка после снятия напряжения отключаем фазный провод поврежденного участка. Его следует заизолировать. На его место подключаем нулевой провод поврежденного участка. Подаем напряжение и проверяем наличие фазы на контакте, который раньше был нулевым. Отсутствие фазы является верным свидетельством обрыва. Убедившись в этом, восстанавливаем прежнюю схему.

Поиск места повреждения при обрыве

Определив характер повреждения, можно приступать непосредственно к поиску его места. В более чем 50% случаев местом повреждения является одно из контактных соединений.

Ведь это самое слабое место. Поэтому поиск начинаем с осмотра контактных соединений розетки, выключателя или плафона.

Дальше постепенно перемещаемся в распределительную коробку и распределительный шкаф, пока не обнаружим пропавший ноль или фазу.

Прибор для поиска места прокладки проводки

• Используя этот метод, мы не только исключим одну из возможных причин, но и значительно сузим место поисков. Так проверив контактные соединения, вы можете точно сказать, на каком из участков теряется ноль или фаза.
• Теперь начинается самое интересное – точное определение места повреждения. Если у вас используется открытый метод прокладки провода, то простой визуальный осмотр провода на данном участке в 90% случаев выявит проблему. В противном случае можно заменить весь провод.
• Если же у вас скрытая проводка, то все немного сложнее. Для поиска вам потребуется план прокладки электропроводки, хотя бы примерный, и специальный прибор для поиска повреждений. Но стоимость такого прибора достаточно высока. Некоторые предлагают создать собственный прибор для поиска поврежденного элемента. Но лично я пользуюсь значительно более простым способом.
• Для этого потребуется бесконтактный указатель напряжения. Цена этого прибора не высока, да и вообще он значительно облегчает работу. Данный указатель работает от воздействия электромагнитного поля, которое есть вокруг любого провода под напряжением.
• Если провод проложен не под очень толстым слоем штукатурки, то обычно бесконтактного указателя вполне достаточно. При поднесении его к проводу, находящемуся под напряжением, он начинает светиться либо издавать звуки, либо и то и другое. Вы просто ведете указателем вдоль линии возможной прокладки провода пока не пропадет индикация.
• Если индикация пропала, то в данной точке проверяете, что просто не потеряли провод или что он не повернул. Если все верно, то эта точка и есть ваше место повреждения.

Обратите внимание! Дабы не совершить ошибку, проверьте, что в смежной комнате нет розетки или выключателя. Кроме того, прежде, чем приступать к устранению повреждения, проверьте все еще несколько раз.

Бесконтактный указатель напряжения

• Но, скажете вы, а как же быть с местом повреждения нулевого провода. Его то индикатор не определить. Да, не определит. Поэтому нулевой провод следует сделать фазным, как мы это делали при проверке целостности нулевого провода.

Поиск места повреждения при коротком замыкании

Отдельно рассмотрим вопрос, как найти место повреждения при коротком замыкании. Ведь при данном повреждении подать напряжение к поврежденному участку не представляется возможным.

При подаче напряжения отключается автомат или перегорают пробки:

• Дабы исключить короткое замыкание, нам следует от него избавиться. Коротким замыканием называют соединение не заизолированных фазного и нулевого проводов. Чтобы исключить это, следует отключить один из них.
• Для упрощения дальнейшего поиска обычно отключают нулевой провод. Его изолируют и отводят в сторону. Ведь при включении автомата, питающего поврежденный участок сети, он окажется под напряжением.

Обратите внимание! Во время выполнения этих операций от розеток или сети освещения данной группы не должно питаться никаких электроприборов. Все они должны быть изъяты из розеток, иначе это может привести к их повреждению.

• Теперь подаем напряжение на поврежденный участок цепи. Если нет других коротких замыканий, то автомат не должен отключиться. В противном случае необходимо искать касание провода заземленных частей либо короткое замыкание с нулевым проводом другой группы.
• Если же автомат не отключился, то выполняем дальнейший поиск, как и в варианте с обрывом фазного провода. Если произошло короткое замыкание с отгоранием проводов, идущих на розетку или выключатель, вы без труда выявите повреждение.
• Проверить отгорели провода или нет, вы можете, просто проверив наличие фазы в розетке или выключателе на поврежденном участке. Если фаза есть, то это свидетельствует, что, как минимум, один провод не отгорел.

Место обрыва проводки в стене

• В этом случае поиск места повреждения крайне усложняется и выполнить его в домашних условиях практически невозможно. Поэтому проще будет либо выцепить поврежденный участок, либо выполнить монтаж полностью новой проводки.

Ремонт поврежденного участка

Выполнить ремонт поврежденного участка достаточно просто (см. Диагностика и ремонт электропроводки своими руками). Хотя в идеале следует прокладывать новый провод, можно выполнить временный ремонт и данного участка. Для этого важно использовать провод с сечением не меньше имеющегося и из того же материала.

Итак:

• Прежде всего нам придется снять слой штукатурки, под которым скрывается проводка. Делать это следует осторожно, дабы еще больше не повредить ее.
• Убеждаемся, что мы правильно определили место повреждения по наличию обрыва или следов короткого замыкания.
• Разделываем поврежденный провод и подключаем к нему небольшую вставку из провода того же материала. Подключение лучше выполнять пайкой или прессовкой. Это значительно уменьшит глубину необходимой ниши для последующей штукатурки провода.

Ремонт поврежденных проводов

• В качестве изоляции лучше всего использовать термоусадку, которую будет значительно проще одеть и которая опять-таки сэкономит место.
• После ремонта выполните проверку работоспособности вашей сети путем подачи напряжения и включения нагрузки. При возможности дайте нагрузку побольше и проверьте, что в местах соединения нет повышенного нагрева. Если все нормально, можно заштукатурить нишу с проводом.
• Повторную подачу напряжения и ввод в работу лучше осуществлять уже после высыхания штукатурки.

Вывод

Как видите, поиск места повреждения проводки и устранение неисправностей — не такая уж и сложная задача. Главное, соблюдать меры безопасности и иметь минимальный набор знаний.

Ведь есть видео, которые являются лучшим примером того, что бывает с теми, кто, не разбираясь в электричестве, пробует его чинить.

elektrik-a.su

причины возникновения и способы предотвращения

Наверняка многие слышали такое словосочетание как короткое замыкание, но мало кто понимает, из-за чего возникает данное явление, чем оно опасно и какие процессы происходят во время КЗ. В этой статье мы подробно рассмотрим данный вопрос, так как «коротыш в проводке» — это достаточно частая ситуация, которая является очень опасной и может привести к неблагоприятным последствиям. Итак, причины возникновения короткого замыкания, способы предотвращения и последствия мы рассмотрели ниже.

Что это такое?

Электрическая цепь — это, как правило, два проводника с разноименным потенциалом и подключенным потребителем тока. Каждый конечный потребитель имеет свое внутреннее сопротивление, которое сопротивляется току и ограничивает, тем самым дозируя его количество и плотность в проводнике, заставляя производить работу.

В момент, когда сопротивление резко уменьшается до статической погрешности сопротивления проводников, электрический ток, ничем практически не ограниченный, возрастает до такой величины, что сечение проводников становится малым и проходя через них, разогревает жилы до температуры разрушения и плавления. Поэтому частый спутник короткого замыкания — это огонь, расплавленный металл проводников и вспомогательных механизмов.

Признаками замыкания в проводке являются запах гари, искрение и возгорание проводов, а также отключение электричества на определенном участке или же во всей сети.

Как возникает КЗ?

Итак, рассмотрим основные причины возникновения короткого замыкания в электропроводке и электроустановках.

Высокое напряжение. В момент скачка напряжения выше допустимых параметров, присутствует возможность электрического пробоя изоляции проводника или электрической схемы. В результате развивается утечка тока до размеров КЗ, с созданием кратковременного стабильного дугового разряда.

Старая изоляция. Жилые и промышленные фонды, не проводившие замену электрической проводки — это первые претенденты на спонтанные КЗ. Любая изоляция, используемая в электропроводке, имеет свой ресурс. Со временем она разрушается под воздействием внешних факторов, что и приводит к возникновению замыкания.

Внешнее механическое воздействие. Снятие изоляции с провода, ее перетирание и прочее воздействие на защитную оболочку, ослабляющее ее свойства, рано или поздно вызовут возгорание и КЗ. К примеру, в быту часто причиной возникновения короткого замыкания является повреждение проводки при сверлении стен. О том, как не повредить электропроводку перфоратором, читайте в нашей статье.

Посторонние предметы. Сюда относится пыль различного происхождения, мелкие животные, детали с соседних узлов, волей случая попавших на электрические проводники, вызвав и развив таким образом КЗ.

Прямой удар молнии. Происходит тоже, что и при перенапряжении (смотри выше).

Пример последствия от возникновения КЗ в электроустановке демонстрируется на видео:

Последствия короткого замыкания — это выгоревшие участки проводки и ее возгорание!

Виды явлений

Самое распространенное — это замыкание на землю, когда либо одна фаза взаимодействует с землей, либо две фазы взаимодействует с землей, на одном или нескольких участках. Короткое замыкание на землю, встречается в системах с глухозаземленной нейтралью и составляют до 70% всех случаев.

Существует также межфазное КЗ, когда происходит взаимодействие двух фаз между собой. Происходит в следствии нарушении изоляции в трехфазном оборудовании.

Ну и последний вид КЗ — трехфазное, когда взаимодействуют все три фазы. На схеме ниже изображены основные виды коротких замыканий:

Способы предотвращения

Для предотвращения развития КЗ и защиты электрических устройств и линий электроснабжения самым эффективным методом является установка автоматического выключателя или же плавких предохранителей. Автомат (на фото ниже) при возникновении «коротыша» своевременно отключит питание, тем самым предотвратит возникновение опасной ситуации.

Еще один способ предотвратить возникновение короткого замыкания — своевременная ревизия электропроводки, благодаря которой можно визуально определить место оплавления изоляции и перейти к устранению неполадки.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели причины возникновения короткого замыкания, последствия и способы предотвращения опасного явления. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!

Рекомендуем также прочитать:

samelectrik.ru

Короткое замыкание | Практическая электроника

Что такое короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ, англ. short curcuit) — незапланированное  соединение точек цепи с различными потенциалами друг с другом или с другими электрическими цепями через пренебрежимо малое сопротивление. При этом образуется сверхток, значения которого на порядки превышают предусмотренные нормальными условиями работы.

Определение КЗ из “Элементарного учебника физики” Ландсберга

В результате короткого замыкания выходит из строя электрооборудование, происходят возгорания. О самых разрушительных последствиях коротких замыканий мы регулярно узнаем из новостных рубрик «Чрезвычайные происшествия». Что же именно происходит при КЗ? В результате чего они появляются? Какими могут быть последствия? Давайте рассмотрим подробнее эти и другие вопросы в приведенной ниже статье.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за 8 класс, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:

где

I – сила тока в цепи, А

U – напряжение, В

R – сопротивление, Ом

Давайте рассмотрим вот такую схему

Если мы подключим настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнем ключ SA, то вольфрамовая нить лампы начнет разогреваться под тепловым воздействием тока. В этом случае значительная часть электрической энергии преобразуется в световую и тепловую.

А теперь покончим с лирическими отступлениями и замкнем два провода, которые идут на лампочку, через толстый провод AВ

Что будет дальше, если мы замкнем контакты ключа SA?

В результате ток пойдет по укороченному пути, минуя нагрузку. Короткий путь в данном случае и есть провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема преобразуется в делитель тока. Согласно правилу делителя тока, если нагрузки соединены параллельно, то через нагрузку с меньшим сопротивлением побежит большая сила тока, а через нагрузку с большим значением сопротивления – меньшая сила тока. Так как провод АВ обладает почти нулевым сопротивлением, то через него потечет большая сила тока, согласно опять же закону Ома:

Как я уже сказал, в режиме КЗ сила тока достигает критических значений, превышающих допустимые для данной цепи.

Закон Джоуля-Ленца

Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловое действие тока прямо пропорционально квадрату силы тока на данном участке электрической цепи

где

Q – это количество теплоты, которое выделяется на сопротивлении нагрузки R_н . Выражается в Джоулях. 1 Джоуль = 1 Ватт х секунда.

I – сила тока в этой цепи, А

R_н – сопротивление нагрузки, Ом

t – период времени, в течение которого происходит выделение теплоты на нагрузке R_н , секунды

Это означает, что на проводе AB будет выделяться бешеное количество теплоты. Провод резко нагреется от температуры, а потом и сгорит. Все зависит от мощности источника питания.

То есть, если ток при коротком замыкании возрастет в 20 раз, то количество выделяющейся при этом теплоты — примерно в 400 раз! Вот почему бывшая еще мгновение назад мирной электроэнергия превращается в настоящее стихийное бедствие: горит проводка, расплавленный металл проводов поджигает находящиеся рядом предметы, возникают пожары. 

Существуют еще запланированные  и контролируемые КЗ, а также специальное замыкающее оборудование. Например, сварочные аппараты работают как раз на контролируемом КЗ, где требуется большая сила тока для плавки металла.

Основные причины короткого замыкания

Все многообразие причин возникновения коротких замыканий можно свести к следующим:

• Нарушение изоляции
• Внешние воздействия
• Перегрузка сети

Нарушение изоляции вызывается как естественным износом, так и внешним вмешательством. Естественное старение элементов электросети ускоряется за счет длительного теплового воздействия тока (тепловое старение изоляции), агрессивных химических сред.

Внешние воздействия могут быть вызваны грызунами, насекомыми и другими животными. Сюда же относится и человеческий фактор. Это может быть “кривой” электромонтаж, либо несоблюдение техники электробезопасности.

Намного чаще короткое замыкание вызывается перегрузкой сети из-за подключения большого количества потребителей тока. Так, если совокупная мощность одновременно включенных в бытовую сеть электроприборов превышает допустимую нагрузку на проводку, с большой вероятностью произойдет короткое замыкание, так как сила тока в такой цепи начинает превышать допустимое значение. Такое явление можно часто наблюдать в домах со старой проводкой, где провода чаще всего алюминиевые и не рассчитаны на современные мощные электроприборы.

Ток короткого замыкания

Сверхток, образующийся в результате КЗ, называется током короткого замыкания. Как только произошло короткое замыкание в цепи, ток короткого замыкания достигает максимальных значений. После того, как провода начнут греться и плавиться, ток короткого замыкания идет на спад, так как сопротивление проводов в при нагреве возрастает.

Для источников ЭДС ток короткого замыкания может быть вычислен по формуле

где

I_кз – это ток короткого замыкания, А

E – ЭДС источника питания, В

R_внутр. – внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом

Более подробно про ЭДС и внутреннее сопротивление читайте здесь.

Ниже на рисунке как раз изображен такой источник ЭДС  в виде автомобильного аккумулятора с замкнутыми клеммами

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора может достигать значений в доли Ома. Теперь представьте, какой ток короткого замыкания  будет течь через проводник, если закоротить им клеммы аккумулятора. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от многих факторов. Возьмем среднее значение R_внутр = 0,1 Ом. Тогда ток короткого замыкания будет равен I_кз =E/R_внутр. = 12/0,1=120 Ампер. Это очень большое значение.

Виды коротких замыканий

В цепи постоянного тока

В этом случае КЗ бывает, как правило, между напряжением питания, которое чаще всего обозначается как “+”, и общим проводом схемы, который соединяют с “-“. Последствия такого КЗ зависят от мощности источника питания постоянного тока. Если в автомобиле голый плюсовой провод заденет корпус автомобиля, который соединяется с “минусом” аккумулятора, то провода начнут плавится и гореть как спички, при условии если не сработает предохранитель, либо вместо него уже стоит “жучок” – самопальный предохранитель. Ниже на фото вы можете увидеть результат такого КЗ.

В цепях переменного тока

Трехфазное замыкание

Это когда три фазных провода коротнули между собой.

Трехфазное на землю

Здесь все три фазы соединены между собой, да еще и замкнуты на землю

Двухфазное

В этом случае любые две фазы замкнуты между собой

Двухфазное на землю

Любые две фазы замкнуты между собой, да еще и замкнуты на землю

Однофазное на землю

Однофазное на ноль

Эти две ситуации чаще всего бывают в ваших квартирах и домах, так как к простым потребителям идет два провода: фаза и ноль.

В трехфазных сетях наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю –  60-70% всех коротких замыканий. Двухфазные КЗ составляют 20-25%. Двойное замыкание фаз на землю происходит в электросетях с изолированной нейтралью и составляет 10-15% всех случаев. До 3-5% занимают трехфазные КЗ, при которых происходит нарушение изоляции между всеми тремя фазами.

В электрических двигателях короткое замыкание чаще всего возникает между обмотками двигателя и его корпусом.

Последствия короткого замыкания

Во время КЗ температура в зоне контакта возрастает до нескольких тысяч градусов. Помимо воспламенения изоляции, расплавления и механических повреждений выключателей и розеток и возгорания проводки, следствием замыкания может стать выход из строя компьютерного и телекоммуникационного оборудования и линий связи, которые находятся рядом, вследствие сильного электромагнитного воздействия.

Но падение напряжения и выход из строя оборудования — не самое опасное последствие. Нередко короткие замыкания становятся причиной разрушительных пожаров, зачастую с человеческими жертвами и огромными экономическими потерями.

Из-за удаленности и большого сопротивления до места замыкания защитное оборудование может не сработать. Бывают ситуации, когда ток недостаточен для срабатывания защиты и отключения напряжения, но в месте КЗ его вполне хватает для расплавления проводов и возникновения источников возгорания. Поэтому, токи коротких замыканий очень важны для расчетов аварийных режимов работы.

Меры, исключающие короткое замыкание

Еще на заре развития электротехники появились плавкие предохранители. Принцип действия подобной защиты очень прост: под влиянием теплового действия тока предохранитель разрушается, тем самым размыкая цепь. Предохранители наиболее часто используются в бытовых электросетях и бытовых электроприборах, электрическом оборудовании транспортных средств и промышленном электрооборудовании до 1000 В. Встречаются они и в цепях с высоковольтным оборудованием.

Вот такие предохранители используются в цепях с малыми токами

вот такие плавкие предохранители вы можете увидеть в автомобилях

А вот эти большие предохранители используются в промышленности, и они уже рассчитаны на очень большие значения токов

Более сложную конструкцию имеют автоматические выключатели, оснащенные электромагнитными и/или тепловыми датчиками. Ниже на фото однофазный автоматический выключатель, а справа – трехфазный

Их принцип действия основан на размыкании цепи при превышении допустимых значений силы тока.

В быту мы чаще всего сталкиваемся со следующими устройствами защиты электросети:

• Плавкие предохранители (применяются в том числе в бытовых электроприборах).
• Автоматические выключатели.
• Стабилизаторы напряжения.
• Устройства дифференциального тока.

Все вышеперечисленное защитное оборудование относится к устройствам вторичной защиты, действующим по инерционному принципу. На вводе бытовых электросетей наиболее часто устанавливаются автоматические защитные устройства, действующие по адаптивному принципу. Такие устройства можно увидеть возле счетчиков электроэнергии квартир, коттеджей, офисов.

В высоковольтных сетях защита чаще обеспечивается:

• Устройствами релейной защиты и другим отключающим оборудованием.
• Понижающими трансформаторами.
• Распараллеливанием цепей.
• Токоограничивающими реакторами.

Большинства коротких замыканий можно избежать, если устранить основные причины их возникновения: своевременно ремонтировать или заменять изношенное оборудование, исключить вредные воздействия человека. Не допускать неправильных действий при монтажных и ремонтных работах, соблюдать СНИПы и правила техники безопасности.

www.ruselectronic.com

Короткое замыкание | Заметки электрика

Добрый день, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Давно хотел написать статью про короткое замыкание. Но все как то не доходили руки.

Сегодня решился, потому как повлияли на меня последние события, произошедшие на распределительной подстанции нашего предприятия.

Ранее в статьях мы говорили, что повреждения в электроустановках вызывают короткие замыкания, или сокращенно, к.з.

Короткое замыкание — это одно из самых тяжелых и опасных видов повреждения.

Вы спросите почему? Читайте ниже.

Что же такое короткое замыкание?

Википедия на этот вопрос отвечает, что  короткое замыкание — это:

Определение прочитали.

А теперь давайте рассмотрим подробно, что же происходит с параметрами электроустановки в момент короткого замыкания.

При возникновении короткого замыкания,  напряжение на источнике питания, а правильнее назвать ЭДС, замыкается «накоротко» через небольшое (малой величины) сопротивление кабельных и воздушных линий, обмоток трансформаторов и генераторов. Отсюда и название «короткое замыкание».

В «накоротко» замкнутой цепи появляется ток очень большой величины, который и называется током короткого замыкания.

Классификация коротких замыканий

Рассмотрим классификацию коротких замыканий.

Короткие замыкания разделяются по количеству замкнувшихся фаз:

• трехфазные короткие замыкания
• двухфазные короткие замыкания
• однофазные короткие замыкания

Короткие замыкания разделяются по замыканию:

• с землей
• без земли

Короткие замыкания разделяются по количеству замкнувшихся точек в сети:

• в одной точке
• в двух точках
• в нескольких точках (более двух)

Пример

Рассмотрим пример.

Допустим, что наш потребитель питается с подстанции через воздушную линию (ВЛ) электропередач. Питающая линия является транзитной, поэтому питание потребителя осуществляется отпайкой от линии ВЛ в точке «О».

Пунктирной линией под номером 2 показан уровень напряжения на протяжении всей воздушной линии до возникновения короткого замыкания. 

По рисунку видно, что напряжение в любой точке электрической сети равно разнице ЭДС источника питания и падения напряжения в электрической цепи до необходимой нам точки.

Например, напряжение в точке «О» можно рассчитать по формуле:

Uо = E — I*Zo, где

• E — ЭДС источника питания, в нашем случае генератора
• Zo — полное сопротивление воздушной линий от источника питания до точки «О» (состоит из активного и реактивного сопротивления)
• I — ток, протекающий по воздушной линии в данный момент времени.

Аналогично, можно рассчитать напряжение в любой точке нашей воздушной линий.

Предположим, что по каким-либо причинам произошло короткое замыкание на воздушной линии, но за пределами нашей отпайки. Назовем эту точку короткого замыкания буквой «К».

Что же произойдет в момент короткого замыкания?

В момент короткого замыкания по воздушной линии проходит уже не номинальный ток, а  ток короткого замыкания большой величины, поэтому возрастает падение напряжения на каждом элементе электрической цепи. А именно на сопротивлении Zo и Zк.

Самое наибольшее снижение напряжения будет в месте короткого замыкания, т.е. в точке «К». В остальных точках воздушной линии, удаленных от места к.з., напряжение снизится чуть меньше (это видно на рисунке — линия под номером 1).

В одной из своих статей я привел наглядный пример расчета токов короткого замыкания. Переходите по ссылочке и знакомьтесь с материалами.

 

Последствия от короткого замыкания

Мы уже выяснили, что в момент короткого замыкания происходит резкое увеличение величины тока и снижение напряжения, что приводит к следующим последствиям.

1. Разрушения

Вспомним немного физику.

По закону известного физика Джоуля-Ленца, ток короткого замыкания, протекая по активному сопротивлению электрической цепи в течение некоторого времени, выделяет в нем тепло, которое рассчитывается по формуле:

В точке короткого замыкания это тепло, а также пламя электрической дуги, производят огромные разрушения. И чем больше ток короткого замыкания и время его прохождения по цепи, тем больше будут разрушения.

Чтобы было понятно Вам насколько эти разрушения масштабны, ниже приведу примеры из своей практики.  

Короткое замыкание в кабине трансформаторов

Привод переключающего устройства РПН. Короткое замыкание произошло в обмотке асинхронного двигателя

2. Повреждение изоляции

Во время прохождения тока короткого замыкания по неповрежденным линиям, происходит их нагрев выше предельной допустимой температуры, что приводит к повреждению их изоляции.

Активная часть трансформатора. Короткое замыкание произошло по причине повреждения изоляции

Повреждение изоляции кабельной линий привело к короткому замыканию

Короткое замыкание кабеля. Последствия

3. Потребители и электроприемники

Снижение напряжения при коротком замыкании нарушает нормальную работу потребителей и электроприемников электрической энергии.

Например, асинхронный электродвигатель  при снижении напряжения сети может вообще остановиться, т.к. момент его вращения может оказаться меньше момента сопротивления и трения механизмов.

Также нарушается нормальная работа и осветительных остановок. Здесь я думаю объяснять не требуется.

Смотрите наглядное видео про причины и последствия короткого замыкания в электроустановке 400 (В) на одной из наших подстанций:

А вот уже случай по-серьезнее — трехфазное короткое замыкание в сети 10 (кВ).

Вот еще фрагменты аварии, которая возникла по причине короткого замыкания в разделке кабеля 10 (кВ):

P.S. В завершении статьи на тему короткое замыкание, хочется подтвердить сказанное в начале своей статьи, что короткое замыкание является самым опасным и тяжелым видом повреждения, которое требует мгновенного и быстрого реагирования и отключения поврежденного участка цепи.  

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru