Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Elektrická energie je vystavena velkému nebezpečí, ze kterého nejsou chráněni ani pracovníci jednotlivých rozvoden nebo domácích spotřebičů. Zkratový proud je jedním z nejnebezpečnějších typů elektřiny, ale existují způsoby jeho regulace, výpočtu a měření.
Co to je?
Zkratový proud (TKZ) je prudce rostoucí elektrický rázový impulz. Jeho hlavní nebezpečí je to podle Joule-Lenz právo, taková energie má velmi vysokou rychlost uvolnění tepla. Výsledkem zkratu může být roztavení vodičů nebo spálení některých elektrických spotřebičů.
Skládá se ze dvou hlavních složek - aperiodické složky současného a nuceného periodického výrazu.
Principem je nejtěžší měřit energii aperiodického nástupu, který je kapacitní, před nouzový. Koneckonců, v době nehody má rozdíl mezi fázemi největší amplitudu. Také jeho funkce není typický vzhled tohoto proudu v sítích. Schéma jeho vzdělávání pomůže ukázat princip tohoto proudu.
Zdroje odporu způsobené vysokým napětím se zkratem se uzavírají na krátkou vzdálenost nebo "zkrat" - tento jev tento název obdržel. Je zde proud krátkého třífázového obvodu, dvoufázového a jednofázového - zde se provádí klasifikace podle počtu uzavřených fází. V některých případech může dojít ke zkratu mezi fázemi a uzemněním. Pak, aby bylo možné zjistit, budete muset samostatně zvážit uzemnění.
Je také možné distribuovat zkrat podle typu připojení elektrického zařízení:
- S uzemněním;
- Bez něj.
Pro úplné vysvětlení tohoto fenoménu navrhujeme zvážit příklad. Řekněme, že existuje konkrétní aktuální spotřebič, který je připojen k místnímu vedení s kohoutkem. Se správným schématem se celkové napětí v síti rovná rozdílu v emf u zdroje energie a snížení napětí v lokálních elektrických sítích. Na tomto základě lze pro určení zkratového proudu použít Ohmův vzorec:
R = 0; Iкз = Ɛ / r
Zde r je zkratový odpor.
Pokud nahradíme určité hodnoty, bude možné určit proudový obvod v kterémkoli místě celého elektrického vedení. Není třeba kontrolovat frekvenční poměr zkratu.
Metody výpočtu
Předpokládejme, že okruh již nastal v třífázové síti, například v rozvodně nebo vinutí transformátoru, jako je tomu u výpočtu zkratových proudů:
Zde je U20 napětí vinutí transformátoru a ZT je odpor specifické fáze (která byla poškozena zkratem). Pokud je síťové napětí známým parametrem, vypočítá se požadovaný odpor.
Každý elektrický zdroj, ať už se jedná o transformátor, kontakt baterie, elektrické vodiče, má svou vlastní úroveň jmenovitého odporu. Jinými slovy, každý má svou vlastní Z. Jsou však charakterizovány kombinací aktivních a indukčních odporů. Tam jsou také kapacitní, ale nezáleží na tom při výpočtu vysokých proudových proudů. Mnoho elektrikářů proto pro výpočet těchto dat používá zjednodušenou metodu: aritmetický výpočet stejnosměrného odporu v sériově zapojených úsecích. Pokud jsou tyto charakteristiky známy, není obtížné vypočítat impedanci pro danou lokalitu nebo celou síť pomocí následujícího vzorce:
Zvažte příklad výpočtu zkratového proudu akumulátoru s emf 12 V a interním odporem 0, 01 ohmu. Pro začátek potřebujete Ohmův vzorec pro kompletní řetězec:
I = ε / r
Kde ε je emf a r je hodnota odporu.
Vzhledem k tomu, že při přetížení se odpor rovná nule, rozhodnutí má následující formu:
I = e / r = 12/10 -2
Na tomto základě je síla zkratu této baterie 1200 ampérů.
Je také možné vypočítat zkratový proud pro motor, generátor a další instalace. Ve výrobě však není vždy možné vypočítat přípustné parametry pro každé jednotlivé elektrické zařízení. Kromě toho je třeba mít na paměti, že v případě asymetrických uzávěrů mají zatížení rozdílné pořadí, které vyžaduje zohlednění cos ing a odolnosti. Pro výpočet se používá speciální tabulka GOST 27514-87, kde jsou uvedeny tyto parametry:
| Zařízení | cos φ | Odpor, Ohm | |
| Sekvence je přímá | Zpětná vazba | ||
| Vysokonapěťové synchronní motory | 0, 9 | 0, 04+ j 0, 22 | 0, 04+ j 0, 22 |
| Asynchronní vysokonapěťové elektromotory | 0, 9 | 0, 06+ j 0, 18 | 0, 06+ j 0, 18 |
| Asynchronní nízkonapěťové motory | 0, 8 | 0, 09+ j 0, 154 | 0, 09+ j 0, 154 |
| Žárovky | 1, 0 | 1, 0 | 1.33 |
| Světelné zdroje plynového výboje | 0, 85 | 0, 85+ j 0, 53 | 0, 382 + j 0, 24 |
| Převodníky | 0, 9 | 0, 9+ j 0, 44 | 1, 66+ j 0, 814 |
| Elektrotermické instalace | 0, 9 | 1+ j 0, 49 | 0, 4+ j 0, 196 |
Je zde také koncept jednosekundového zkratu, zde je určován vzorec pro sílu zkratového proudu pomocí speciálního koeficientu:
Předpokládá se, že v závislosti na průřezu kabelu může porucha projít bez povšimnutí pro zapojení. Nejlepší je doba trvání obvodu do 5 sekund. Převzato z knihy Nebrat "Výpočet zkratů v sítích":
| Průřez, mm 2 | Krátká doba přípustná pro konkrétní typ vodiče | |||
| PVC izolace | Polyethylen | |||
| Měděné žíly | Hliník | Měď | Hliník | |
| 1.5 | 0, 17 | ne | 0, 21 | ne |
| 2.5 | 0, 3 | 0, 18 | 0, 34 | 0, 2 |
| 4 | 0, 4 | 0, 3 | 0, 54 | 0, 36 |
| 6 | 0, 7 | 0, 4 | 0, 8 | 0, 5 |
| 10 | 1.1 | 0, 7 | 1, 37 | 0, 9 |
| 16 | 1.8 | 1.1 | 2.16 | 1.4 |
| 25 | 2.8 | 1.8 | 3.46 | 2.2 |
| 35 | 3.9 | 2.5 | 4.8 | 3.09 |
| 50 | 5.2 | 3 | 6.5 | 4.18 |
| 70 | 7.5 | 5 | 9.4 | 6.12 |
| 95 | 10.5 | 6.9 | 13.03 | 8.48 |
| 120 | 13.2 | 8.7 | 16.4 | 10.7 |
| 150 | 16.3 | 10.6 | 20.3 | 13.2 |
| 185 | 20.4 | 13.4 | 25.4 | 16.5 |
| 240 | 26, 8 | 17.5 | 33.3 | 21.7 |
Tato tabulka vám pomůže zjistit očekávanou podmíněnou dobu zkratu v normálním provozu, ampérmetru na pneumatikách a různých typech vodičů.
Pokud vypočítáte data podle vzorců nemají čas, pak použijte speciální vybavení. Například, indikátor Shch41160 je velmi populární u profesionálních elektrikářů - jedná se o zkratový měřič proudu 380 / 220V. Digitální zařízení umožňuje určit a vypočítat zkratovou sílu v domácích i průmyslových sítích. Takový měřič lze zakoupit ve speciálních elektrických obchodech. Tato technika je dobrá, pokud potřebujete rychle a přesně určit úroveň smyčkového proudu nebo segmentu obvodu.
Také se používá program Avral, který dokáže rychle určit tepelný efekt zkratu, ztrátovost a sílu proudu. Kontrola se provede automaticky, zadají se známé parametry a vypočte všechna data sama. Tento projekt je zaplacen, licence stojí asi tisíc rublů.
Video: ochrana elektrické sítě před zkratem
Pokyny pro ochranu a výběr zařízení
Navzdory nebezpečí tohoto jevu stále existuje možnost, jak omezit nebo minimalizovat pravděpodobnost nehod. Je velmi vhodné použít elektrické zařízení pro omezení zkratu, může to být reaktor omezující proud, který významně snižuje tepelný účinek vysokých elektrických pulzů. Pro domácí použití však tato možnost není vhodná.
Doma můžete často najít použití automatické a reléové ochrany. Tato vydání mají určitá omezení (maximální a minimální síťový proud), nad kterými vypínají napájení. Stroj umožňuje určit přípustnou úroveň ampér, což pomáhá zvýšit bezpečnost. Volba se provádí mezi zařízeními s vyšší třídou ochrany, než je nutné. Například v síti 21 A se doporučuje vypnout jistič 25 A.