Токи короткого замыкания что это такое: Страница не найдена. Рынок Электротехники. Отраслевой портал

Содержание

Страница не найдена. Рынок Электротехники. Отраслевой портал

]]>

You must have JavaScript enabled to use this form.

Вход в личный кабинет

Контекстная реклама

LED светильники от производителя!

Профессиональное LED освещение от ТМ RADUGA «Технология Света».До 10 лет службы. Бесплатная замена по гарантии.

 

УЗИП серии ETHERNET

Для защиты оборудования, использующего интерфейс Ethernet. От гроз, электростатических разрядов и др.

 

Щитовое оборудование CHINT

Официальный представитель производителя CHINT.
Широкий ассортимент, продукция в наличии.

 

Силовые автоматические выключатели CHINT

Официальный представитель производителя CHINT.
Широкий ассортимент, продукция в наличии.

 

Корпус RS52 - решение для Вас!

Цените своё время и беспокоитесь о безопасности при установке электрооборудования? Вам нужен RS52 ТМ «Узола»!

Страница "/upload/file/sprav/sprav20.htm" не найдена.

Поиск по сайту

Контекстная реклама

Лестничные лотки LESTA IEK®

Металлические кабельные лотки высотой: 55, 80, 100, 150 мм. Высокая нагрузка и стойкость к коррозии. Надежная прокладка кабельной трассы.

 

Автоматические выключатели CHINT

Широкий ассортимент электрооборудования и низковольтной аппаратуры удобно приобрести в интернет магазине официального представителя.

 

Автоматические выкл. ВА88 MASTER IEK

Рабочее напряжение до 690 В. Служат для защиты электрических сетей от КЗ, перегрузки, снижений напряжения. Компактные размеры.

 

H07RN-F медный кабель от производителя

Кабели по международному стандарту. Напрямую с завода, доставка по всей России, комплексные заказы.

 

Надёжное электрощитовое оборудование!

Широкий ассортимент, доступные цены и высокое качество. Добро пожаловать на страницы каталога ГК «Узола»!

 

 

Свежий номер

Рассылка

Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку!

*/ ]]]]>]]>

Ток короткого замыкания. Виды и работа. Применение и особенности

Нормальным установившимся режимом работы электроустановки считается такой режим, параметры которого находятся в пределах нормы. Ток короткого замыкания (ток КЗ) возникает при аварии в работе электроустановки. Он чаще всего появляется из-за повреждения изоляции токоведущих частей.

В результате короткого замыкания нарушается бесперебойное питание потребителей, и влечет за собой неисправности и выход из строя оборудования. Вследствие этого при подборе токоведущих элементов и аппаратов необходимо производить их расчет не только для нормальной работы, но и производить проверку по условиям предполагаемого аварийного режима, который может быть вызван коротким замыканием.

Виды коротких замыканий

Понятие короткого замыкания подразумевает электрическое соединение, которое не предусмотрено условиями эксплуатации оборудования между точками различных фаз, либо нейтрального проводника с фазой или земли с фазой (при наличии контура заземления нейтрали источника питания).

При эксплуатации потребителей напряжение питания может подключаться различными способами:

  • По схеме трехфазной сети 0,4 киловольта.
  • Однофазной сетью (фазой и нолем) 220 В.
  • Источником постоянного напряжения выводами положительного и отрицательного потенциала.

В каждом отдельном случае может возникнуть нарушение изоляции в некоторых точках, вследствие чего возникает ток короткого замыкания.

Для 3-фазной сети переменного тока существуют разновидности короткого замыкания:
  1. Трехфазное замыкание.
  2.  Двухфазное замыкание.
  3.  Однофазное замыкание на землю.
  4.  Однофазное замыкание на землю (Изолированная нейтраль).
  5.  Двухфазное замыкание на землю.
  6.  Трехфазное замыкание на землю.

При выполнении проекта снабжения электрической энергией предприятия или оборудования подобные режимы требуют определенных расчетов.

Причины повреждения изоляции
  • Воздействие на изоляцию механическим путем.
  • Электрический пробой токоведущих частей вследствие чрезмерных нагрузок или перенапряжения.
  • Подобно нарушению изоляции можно считать причиной повреждения схлестывание неизолированных проводов воздушных линий от сильного ветра.
  • Наброс металлических предметов на линию.
  • Воздействие животных на проводники, находящиеся под напряжением.
  • Ошибки в работе обслуживающего персонала в электроустановках.
  • Сбой в функционировании защит и автоматики.
  • Техническое старение оборудования.
  • Умышленное действие, направленное на повреждение изоляции.
Последствия короткого замыкания

Ток короткого замыкания во много раз превышает ток при нормальной работе оборудования. Возможными последствиями такого замыкания могут быть:

  • Перегрев токоведущих частей.
  • Чрезмерные динамические нагрузки.
  • Прекращение подачи электрической энергии потребителям.
  • Нарушение нормального функционирования других взаимосвязанных приемников, которые подключены к исправным участкам цепи, из-за резкого снижения напряжения.
  • Расстройство системы электроснабжения.
Принцип действия короткого замыкания

До начала возникновения короткого замыкания величина тока в электрической цепи имела установившееся значение iп.

При резком коротком замыкании в этой цепи из-за сильного уменьшения общего сопротивления цепи электрический ток значительно повышается до значения iк. Вначале, когда время t равно нулю, электрический ток не может резко измениться до другого установившегося значения, так как в замкнутой цепи кроме активного сопротивления R, есть еще и индуктивное сопротивление L. Это увеличивает во времени процесс возрастания тока при переходе на новый режим.

В результате в начальный период короткого замыкания электрический ток сохраняет первоначальное значение iK = iно. Чтобы ток изменился, необходимо некоторое время. В первые мгновения этого времени ток повышается до максимального значения, далее немного снижается, а затем через определенный период времени принимает установившийся режим.

Период времени от начала замыкания до установившегося режима считается переходным процессом. Ток короткого замыкания можно рассчитать для любого момента в течение переходного процесса.

Ток КЗ при режиме перехода лучше рассматривать в виде суммы составляющих: периодического тока i

пt с наибольшей периодической составляющей I пт и апериодического тока i аt (его наибольшее значение – I am).

Апериодическая составляющая тока КЗ во время замыкания постепенно затухает до нулевого значения. При этом ее изменение происходит по экспоненциальной зависимости.

Возможный максимальный ток КЗ считают ударным током iу. Когда нет затухания в начальный момент замыкания, ударный ток определяется:

I уi пm + i аt=0’, где i пm является амплитудой периодической токовой составляющей.

Полезное короткое замыкание

Считается, что короткое замыкание является отрицательным и нежелательным явлением, от которого происходят разрушительные последствия в электроустановках. Оно может создать условия для пожара, отключения защитной аппаратуры, обесточиванию объектов и другим последствиям.

Однако ток короткого замыкания может принести реальную пользу на практике. Есть немало устройств, функционирующих в режиме повышенных значений тока. Для примера можно рассмотреть сварочный аппарат. Наиболее ярким примером для этого послужит электродуговая сварка, при работе которой накоротко замыкается сварочный электрод с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания действуют кратковременно. Мощность сварочного трансформатора обеспечивает работу при таких значительных перегрузках. Во время сварки в точке соприкосновения электрода возникает очень большой ток. В итоге выделяется значительное количество теплоты, достаточное для расплавления металла в месте касания, и образования сварочного шва достаточной прочности.

Способы защиты

Еще в начале развития электротехники появилась проблема защиты электрических устройств от чрезмерных токовых нагрузок, в том числе и короткого замыкания. Наиболее простым решением стала установка плавких предохранителей, которые перегорали от их нагревания вследствие превышения тока определенной величины.

Такие плавкие вставки функционируют и в настоящее время. Их основным достоинством является надежность, простота и невысокая стоимость. Однако имеются и недостатки. Простая конструкция предохранителя побуждает человека после сгорания плавкого элемента заменить его самостоятельно подручными материалами в виде скрепок, проволочек и даже гвоздей.

Такая защита не способна обеспечить необходимой защиты от короткого замыкания, так как она не рассчитана на определенную нагрузку. На производстве для отключения цепей, в которых возникло замыкание, используют электрические автоматы. Они намного удобнее обычных плавких предохранителей, не требуют замены сгоревшего элемента. После устранения причины замыкания и остывания тепловых элементов, автомат можно просто включить, тем самым подав напряжение в цепь.

Существуют также более сложные системы защиты в виде дифференциальных автоматов. Они имеют высокую стоимость. Такие устройства отключают напряжение цепи в случае наименьшей утечки тока. Такая утечка может возникнуть при поражении работника током.

Другим способом защиты от короткого замыкания является токоограничивающий реактор. Он служит для защиты цепей в сетях высокого напряжения, где величина тока КЗ способна достичь такого размера, при котором невозможно подобрать защитные устройства, выдерживающие большие электродинамические силы.

Реактор представляет собой катушку с индуктивным сопротивлением. Он подключен в цепь по последовательной схеме. При нормальной работе на реакторе имеется падение напряжения около 4%. В случае возникновения КЗ основная часть напряжения приходится на реактор. Существует несколько видов реакторов: бетонные, масляные. Каждый из них имеет свои особенности.

Закон Ома при КЗ

В основе расчета замыканий цепи лежит принцип, который определяет вычисление силы тока по напряжению, путем его деления на подключенное сопротивление. Такой же принцип работает и при определении номинальных нагрузок. Отличие в следующем:

  • При возникновении аварийного режима процесс протекает случайным образом, стихийно. Однако он поддается некоторым расчетам по разработанным специалистами методикам.
  • В процессе нормальной работы электрической цепи сопротивление и напряжение находятся в уравновешенном режиме и могут незначительно изменяться в рабочих диапазонах в пределах нормы.
Мощность источника питания

По этой мощности выполняют оценку энергетической силовой возможности разрушительного действия, которое может осуществить ток короткого замыкания, проводят анализ времени протекания, размер.

Для примера рассмотрим, что отрезок медного проводника с площадью сечения 1,5 мм2 длиной 50 см сначала подсоединили непосредственно к батарее «Крона». А в другом случае этот же кусок провода вставили в бытовую розетку.

В случае с «Кроной» по проводнику будет протекать ток КЗ, который нагреет эту батарею до выхода ее из строя, так как мощности батареи не достаточно для того, чтобы нагреть и расплавить подключенный проводник для разрыва цепи.

В случае с бытовой розеткой сработают защитные устройства. Представим, что эти защиты вышли из строя, и не сработали. В этом случае ток короткого замыкания будет протекать по бытовой проводке, затем по проводке всего подъезда, дома, и далее по воздушной линии или кабеля. Так он дойдет до трансформатора питания на подстанции.

В результате к трансформатору подсоединяется длинная цепь с множеством кабелей, проводов, различных соединений. Они намного повысят электрическое сопротивление нашего опытного отрезка провода. Однако даже в таком случае остается большая вероятность того, что этот кусок провода расплавится и сгорит.

Сопротивление цепи

Участок линии электропередач от источника питания до места короткого замыкания обладает некоторым электрическим сопротивлением. Его значение влияет на величину тока короткого замыкания. Обмотки трансформаторов, катушек, дросселей, пластин конденсаторов вносят свой вклад в суммарное сопротивление цепи в виде емкостных и индуктивных сопротивлений. При этом создаются апериодические составляющие, которые искажают симметричность основных форм гармонических колебаний.

Существует множество различных методик, с помощью которых производится расчет ток короткого замыкания. Они позволяют рассчитать с необходимой точностью ток короткого замыкания по имеющейся информации. Практически можно измерить сопротивление имеющейся схемы по методике «фаза-ноль». Это сопротивление делает расчет более точным, вносит соответствующие коррективы при подборе защиты от короткого замыкания.

Похожие темы:

Что такое короткое замыкание по-простому – RozetkaOnline.COM

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

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

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

Почему происходит короткое замыкание

 

Для того чтобы понять почему происходит короткое замыкание, нужно вспомнить закон Ома для участка цепи – «Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению на этом участке», формула при этом следующая:

I=U/R

 где I – сила тока, U – напряжение на участке цепи, R – сопротивление.

Любой электроприбор в квартире, включающийся в розетку, это активное сопротивление (R – в формуле), напряжение в бытовой электросети вам должно быть известно – 220В-230 В и оно практически не меняется. Соответственно, чем выше сопротивление электроприбора (или материала, проводника и т.д.) включаемого в сеть, тем меньше величина тока, так, как зависимость между этими величинами обратно пропорциональная.

Теперь представьте, что мы включаем в сеть электроприбор практически без сопротивления, допустим его величина R=0.05 Ом, считаем, что тогда будет с силой тока по закону Ома.

I=220В(U)/0,05(Ом)=4400А

В результате получается очень высокий ток, для сравнения стандартная электрическая розетка в нашей квартире, выдерживает лишь ток 10-16А, а у нас по расчетам 4,4 кА.

Современные медные провода, используемые в проводке, имеют настолько хорошие показатели электрической проводимости, что их сопротивление, при относительно небольшой длине, можно принять за ноль. Соответственно, прямое соединение фазного и нулевого провода, можно сравнить, с подключением к сети электроприбора, с очень низким сопротивлением. Чаще всего, в бытовых условиях, мы сталкиваемся именно с таким типом короткого замыкания.

Конечно, это очень грубый пример, в реальных условиях, при расчете силы тока при коротком замыкании, учитывать приходится гораздо больше показателей, таких как: сопротивление всей линии проводов, идущих к вам, соединений, дополнительного оборудования сети и даже дуги образующейся при коротком замыкании, а также некоторых других.Поэтому, чаще всего, сопротивление будет выше тех 0,05 Ом, что мы взяли в расчете, но общий принцип возникновения КЗ и его разрушительных эффектов понятен.

Почему короткое замыкание так называется

 

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

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

Чем опасно короткое замыкание

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

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

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

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

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

Защита от короткого замыкания

 

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

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

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

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

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

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

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

 

Причины короткого замыкания

 

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

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

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

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

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

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

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 Rн . Выражается в Джоулях. 1 Джоуль = 1 Ватт х секунда.

I – сила тока в этой цепи, А

Rн – сопротивление нагрузки, Ом

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

Iкз – это ток короткого замыкания, А

E – ЭДС источника питания, В

Rвнутр. – 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 Rвнутр = 0,1 Ом. Тогда ток короткого замыкания будет равен Iкз =E/Rвнутр. = 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 цепи 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.

Сквозной ток - короткое замыкание

Сквозной ток - короткое замыкание

Cтраница 1

Сквозные токи коротких замыканий самоограничиваются до пределов порядка удвоенной величины нормального тока. Разница между токами при различных видах коротких замыканий невелика и не превышает нескольких про-центов что объясняется регулирующим действием коронного разряда на проводах разомкнутой линии. Создающийся на-брос активной нагрузки от короны способствует поддержанию устойчивости параллельной работы генераторов.  [1]

Сквозные токи короткого замыкания большого значения могут привести к самопроизвольному отключению ножа такого разъединителя ( действием электродинамических сил), в результате чего может произойти авария.  [2]

Протекание сквозных токов короткого замыкания сбивает нуль приборов, а иногда вызывает смещение стрелки относительно подвижного органа или же деформацию стрелки. Это особенно часто бывает у амперметров старых выпусков ( например, типа ЭН), включенных в цепи статора асинхронных двигателей с короткозамкнутым двигателем и к тому же часто запускаемых.  [3]

При сквозных токах коротких замыканий вследствие динамических усилий наблюдается деформация обмоток, сдвиг их в осевом направлении и, как правило, механическое разрушение изоляции.  [4]

При сквозных токах короткого замыкания наиболее уязвимым местом ТВС разъединителей, отделителей и заземлителей являются их размыкаемые контакты.  [5]

При сквозных токах коротких замыканий вследствие динамических усилий наблюдается деформация обмоток, сдвиг их в осевом направлении и, как правило, механическое разрушение изоляции. Отгорание выводных концов, электродинамические усилия, небрежное соединение концов вызывают обрыв цепи обмоток, замыкание их на корпус или пробои с выходом трансформатора из строя.  [6]

После прохождения сквозных токов короткого замыкания, в том числе равных 20 кА, не требуется замены дугогасительных камер.  [7]

В случаях, когда сквозной ток короткого замыкания меньше пятикратного номинального тока трансформатора, плавкие вставки недостаточно чувствительны ( § 2.2) и для надежного срабатывания предохранителей устанавливают короткозамыкатель.  [9]

Защита от перегрузок и сквозных токов короткого замыкания осуществляется максимальной токовой защитой с зависимой от тока выдержкой времени, выполненной при помощи реле прямого или косвенного действия, включенного на разность токов двух фаз.  [10]

Для защиты трансформаторов от сквозных токов короткого замыкания предусматривают максимальную токовую защиту. Такие повреждения характеризуются обычно глубокой посадкой напряжения на подстанции.  [11]

Разъединители по стойкости к сквозным токам короткого замыкания должны выдерживать во включенном положении номинальный ток электродинамической и термической стойкости для соответствующего промежутка времени.  [12]

Выключатель нагрузки устойчив при сквозных токах короткого замыкания до 25000 - 30000 а.  [13]

Так, если при двадцатикратном сквозном токе короткого замыкания один трансформатор тока даст во вторичной цепи, например, вместо 100 а только 88 а, а другой - 95 а, то возникнет ток небаланса в 7 а, который приведет к ошибочному срабатыванию реле.  [14]

При протекании через контакты выключателя сквозного тока короткого замыкания между контактами возникают электродинамические усилия отталкивания, если подвижный контакт деформируется или отталкивается; усилия воспринимаются балкой, которая изгибается. Изменение электрического сопротивления тензометра нарушает равновесие моста, и осциллограф записывает на пленку величину, пропорциональную деформации балки.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Токи короткого замыкания

Общие сведения

Короткое замыкание является аварийным режимом работы электрической установки, возникающим в результате нарушения изоляции токоведущих частей.

Короткое замыкание нарушает бесперебойность питания приемников и может повлечь за собой повреждение оборудования. Поэтому при выборе токоведущих частей и аппаратов приходится их рассчитывать не только на номинальный режим работы, но и проверять по условиям возможного аварийного режима, вызванного коротким замыканием.

Нормальный установившийся режим — с параметрами, находящимися в нормированных пределах.

Основными причинами нарушения изоляции являются: пробой изоляции токоведущих частей под действием перенапряжения или перегрузок; механические воздействия на изоляцию.

Аналогично нарушению изоляции токоведущих частей можно рассматривать схлестывание голых проводов на линиях электропередачи под действием ветра, а также наброс различных предметов на провода. Возможны случаи, когда замыкание проводов производят животные. Причиной короткого замыкания в электротехнических установках может быть также и ошибочное действие обслуживающего персонала.

Ток короткого замыкания (т.к.з.) обычно во много раз больше рабочего тока и может вызвать в токоведущих частях недопустимые динамические усилия и перегрев.

Кроме того, при коротком замыкании возможно прекращение питания электроприемников, что (приводит к нарушению нормальной работы других приемников, подключенных к неповрежденным участкам сети, вследствие понижения напряжения на этих участках, а иногда — к расстройству электроснабжения.

Под коротким замыканием (к.з.) понимается не (предусмотренное условиями работы электрическое соединение между любыми точками разных фаз или фазы и нейтрального провода, или фазы с землей (при заземлении нейтрали источника электроэнергии).

В зависимости от соединения токоведущих элементов различают следующие основные виды металлических коротких замыканий:

  • трехфазное к.з., когда накоротко замыкаются между собой в одной точке все три фазы (принятое обозначение — К3), (рисунок ниже, положение – а). Система напряжений при трехфазном к.з. остается симметричной;
  • двухфазное к.з., когда две фазы (например, В и С) замыкаются между собой накоротко в одной точке (К2), рисунок ниже, положение – б;
  • однофазное к.з. (К1), рисунок ниже, положение – в, когда одна фаза замыкается на землю, при этом режиме считается коротким замыкание лишь в случае, когда источник электроэнергии имеет глухозаземленную нейтраль.

Виды коротких замыканий (а—г)



«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Термическое действие токов короткого замыкания

Токи к. з. вызывают дополнительный нагрев токоведущих частей электрических аппаратов, шин и жил электрических кабелей. Длительность т. к. з. определяется временем, необходимым для отключения цепи защитными устройствами. Для того чтобы…

Ударный ток к. з.

iy = √2Ку Iк, где Ку — ударный коэффициент определяется из графика Ку = f (X/R) Расчетная схема для X/R = 24/50 = 0,48. Из графика имеем Ку =1 iу…

Сопротивление системы Хс

Сопротивление системы Хс определяем по формуле Хc=Uc//√3I(30)  Сопротивление воздушной линии: индуктивное Хл =x0l; активное Rл = r0l где х0, r0 — удельные индуктивное и активное сопротивления линии, Ом/км (см. справочник)….

Определение полного сопротивления цепи к. з.

Однако для более точного расчета полное сопротивление цепи к. з. следует определять не путем арифметического сложения модулей полных сопротивлений участков этой цепи (II-5), а как в выражении на рисунке: Пример…

Расчет т. к. з. в установках напряжением до 1000 В

При расчете т. к. з. в установках напряжением до 1000 В учитывается, что электрические сети имеют большую протяженность и большое количество аппаратуры: трансформаторы тока, контакторы, автоматы и т. д., которые…

Ударный коэффициент Ку

Отношение ударного тока короткого замыкания iy к амплитуде периодической составляющей iпm называется ударным коэффициентом Ку: Ку = iу/ iпm Заменяя в формуле выше амплитуду iпm действующим током, получим Ку =iV√2Iпm…

Процесс короткого замыкания

Если до момента наступления к. з. в электрической цели был установившийся ток iп, то при внезапном к. з. в этой цепи вследствие значительного уменьшения полного сопротивления цепи, ток резко возрастает…

Замыкание одной фазы

В случае замыкания одной фазы на землю в системе, где нейтраль источника изолирована, режим не считается коротким замыканием, так как ток, возникающий при этом в цепи повреждения «фаза — земля»,…

Токи короткого замыкания от электродвигателей

Токи двигателя в переходном процессе короткого замыкания. Ток к моменту отключения короткого замыкания

При расчете тока к.з. от двигателей для проверки аппаратов РУ или выбора релейной защиты периодическую составляющую тока от асинхронного двигателя можно определить по упрощенному выражению



где — расчетная постоянная времени периодического тока; — сверхпереходное индуктивное сопротивление, определяемое по кратности пускового тока; — активное сопротивление ротора при номинальном скольжении, приведенное к статору.
Апериодические составляющие тока синхронного и асинхронного двигателя при наибольшем ее начальном значении определяют по выражению

где постоянная времени апериодического тока; — активное сопротивление статорной цепи, включая внешнее сопротивление до точки к. з.
При отсутствии точных параметров значения и для асинхронного двигателя следует принимать по табл. 38-8.
Упрощенное выражение для периодической составляющей тока синхронного двигателя без учета форсйровки возбуждения имеет вид

где — сверхпереходный ток двигателя; — установившийся ток двигателя.
Синхронная э. д. с. примерно пропорциональна току возбуждения в предшествующем режиме:

Для определения периодического и апериодического токов двигателя к моменту отключения к. з. в выражениях токов и следует подставить t=τ — расчетное время отключения.
Периодический ток двигателя к моменту отключения:
— асинхронный двигатель;
-синхронный двигатель.
Апериодический ток двигателя к моменту отключения

Ток короткого замыкания от группы двигателей

На некоторых установках к шинам 3-10 кВ подключен ряд двигателей, в общем случае различных по типу и мощности. При оценке результирующего влияния всех двигателей на ток к. з. в месте повреждения целесообразно все двигатели или отдельные группы их заменить одним эквивалентным двигателем. При эквивалентировании должны быть выполнены условия; периодическая и апериодическая составляющие тока в момент t переходного процесса от группы двигателей и от эквивалентного двигателя должны быть равны друг другу с допустимой погрешностью. При малой продолжительности к. з. (до 0,2 с) можно эквивалентировать совместно группу из синхронных и асинхронных двигателей. В этом случае условия эквивалентирования группы из n двигателей будут:

Сверхпереходный ток эквивалентного двигателя определяют как сумму сверхпереходных токов отдельных двигателей:

Постоянные времени и эквивалентного двигателя следует определять как средневзвешенные величины в зависимости от сверхпереходных токов отдельных двигателей:

Периодическая и апериодическая составляющие тока к. з. от группы двигателей (или эквивалентного двигателя) равны:

При продолжительности к. з. более 0,2 с синхронные двигатели следует учитывать отдельно.

Учет токов короткого замыкания двигателей в установках собственных нужд 3-6 кВ тепловых электростанций

При выборе аппаратов и кабелей сети 3- 6 кВ собственных нужд тепловых станций с мощными блоками следует учитывать подпитку от двигателей с. н. 3-6 кВ. При определенной мощности генератора и пылеугольном топливе состав двигателей с. н. блока примерно одинаков. Это позволяет упростить учет токов к. з. от двигателей с. н.
Использованием изложенного выше метода эквивалентирования двигателей получены параметры эквивалентного двигателя, заменяющего группу двигателей, подключенных к секции с. н. одного блока. Если секция получает питание от трансформатора с расщепленной обмоткой, то учитываются двигатели одной .полусекции, связанные электрически.
В табл. 38-9 приведены параметры эквивалентного двигателя для с. н. блоков 100- 300 МВт. Даны значения ударного коэффициента и коэффициентов и , характеризующие периодический и апериодический токи двигателя к моменту отключения к. з.

Время отключения принято τ=0,1 с. Суммарная номинальная мощность двигателей и суммарный номинальный ток должны быть известны для конкретной станции. При отсутствии точных данных можно принимать номинальную мощность двигателей с. н. 6 кв блока равной 6-8% мощности блока.
По данным табл. 38-9 ток к. з. от двигателей с. н. секции блока определяют следующим образом.
Сверхпереходный ток

где — сумма, номинальных токов двигателей с. н. секции.
Ударный ток

Ток к моменту отключения при t=0,1 с (выключатели ВМП-10, ВМГ-133, ВЭМ-6): периодическая составляющая

апериодическая составляющая

Расчет базового тока короткого замыкания | EC&M

Основная электрическая теорема гласит, что величина тока, протекающего через короткое замыкание, зависит от двух переменных величин: напряжения системы и связанного полного сопротивления пути прохождения тока от источника до точки повреждения.

Типичные системные напряжения хорошо знакомы всем нам. Однако связанный полный импеданс пути прохождения тока короткого замыкания требует небольшого пояснения.Этот импеданс обычно включает сопротивление и реактивное сопротивление проводников фидера, любые импедансы трансформаторов (идущие от точки повреждения обратно к источнику энергии) и любое другое оборудование, подключенное на пути прохождения тока.

Рис. 1 представляет собой очень простую однострочную схему со следующим: источником питания, трансформатором и устройством защиты от перегрузки по току (OCPD), имеющим определенный номинал прерывания тока короткого замыкания.

Давайте сначала поговорим об источнике питания.Во многих примерах расчета тока короткого замыкания вы увидите такие ссылки, как «Предположим, что источник питания имеет бесконечную мощность» или «Источник имеет бесконечную шину». Что это означает, и почему так важен выборочный расчет? Все, что говорится, это то, что напряжение источника не имеет внутреннего сопротивления. В результате выборочный расчет становится очень консервативным. Поскольку предполагается, что источник не имеет собственного импеданса, соответствующий ток короткого замыкания будет в худшем случае.

Теперь посмотрим на трансформатор. Импеданс, определяющий величину тока короткого замыкания на его вторичной обмотке, состоит из двух отдельных импедансов: собственного импеданса плюс импеданса вторичных проводников, идущих к точке повреждения. Собственный импеданс трансформатора - это величина его сопротивления протеканию через него тока короткого замыкания.

Все трансформаторы имеют импеданс, который обычно выражается в процентах напряжения. Это процент от нормального номинального первичного напряжения, которое должно быть приложено к трансформатору, чтобы вызвать протекание номинального тока полной нагрузки по короткозамкнутой вторичной обмотке.Например, если трансформатор 480 В / 120 В имеет импеданс 5%, это означает, что 5% от 480 В или 24 В, приложенных к его первичной обмотке, вызовут ток номинальной нагрузки во вторичной обмотке. Если 5% первичного напряжения вызовут такой ток, то 100% первичного напряжения вызовут 20-кратный (100 деленный на 5) вторичный ток с номинальной полной нагрузкой, протекающий через твердое короткое замыкание на его вторичных выводах. Очевидно, что чем ниже полное сопротивление трансформатора с заданным номиналом кВА, тем больше ток короткого замыкания он может выдать.

Для пояснения возьмем еще один пример. Предположим, у нас есть два трансформатора, каждый мощностью 500 кВА. Поскольку они имеют одинаковый номинал, каждый имеет одинаковый номинальный вторичный ток нагрузки. Предположим, что у одного из блоков импеданс 10%. Следовательно, он может подавать 10-кратный (100 деленный на 10) номинальный вторичный ток нагрузки для короткого замыкания на своих вторичных выводах. Теперь предположим, что второй блок имеет импеданс 2%. Это устройство может подавать намного больший кратный номинальный ток вторичной нагрузки при коротком замыкании на его клеммах вторичной обмотки: в 50 раз (100 делится на 2) это значение.Сравнивая оба блока, последний трансформатор может обеспечивать в пять раз больше тока короткого замыкания, чем первый блок.

Пример расчета Теперь, когда мы понимаем основные переменные, определяющие токи короткого замыкания, давайте выполним пример расчета. Как показано на рис. 2, предположим, что у нас есть простая распределительная система с неисправным состоянием. Для ясности и упрощения предположим, что сопротивление линии между вторичной обмоткой трансформатора и местом повреждения пренебрежимо мало.

Шаг 1. Определите вторичный ток полной нагрузки (IsubS). IsubS = 100000 ВА / 240 В = 417 А

Шаг 2. Определите ток короткого замыкания (IsubSC) на выводах вторичной обмотки трансформатора по его полному сопротивлению. IsubSC * (100% /% ZsubT) x IsubS = (100 / 2,5) * 417 = 16,680A

Следовательно, OCPD должен быть способен безопасно прерывать это количество тока вместе с асимметричным значением тока (обычно это множитель, умноженный на симметричное значение).

По общему признанию, это значительно упрощается. На самом деле при расчете учитываются все импедансы и расстояние до места повреждения относительно трансформатора. Тем не менее, это дает вам представление о том, что входит в анализ тока короткого замыкания.

Что такое анализ короткого замыкания и почему он проводится?

Анализ короткого замыкания используется для определения величины тока короткого замыкания, которую система способна производить, и сравнения этой величины с номинальной мощностью отключения устройств защиты от сверхтоков (OCPD).Поскольку номинальные значения прерывания основаны на стандартах, методы, используемые при проведении анализа короткого замыкания, должны соответствовать процедурам, которые для этой цели устанавливаются организациями, разрабатывающими стандарты. Американский национальный институт стандартов (ANSI) публикует стандарты на оборудование и руководства по применению, в которых описываются методы расчета.

Токи короткого замыкания - это токи, которые вводят большое количество разрушительной энергии в виде тепла и магнитной силы в энергосистему.Короткое замыкание иногда называют неисправностью. Это особый вид тока, который вводит большое количество энергии в энергосистему. Это может быть тепло или магнитная сила. По сути, это путь энергии с низким сопротивлением, который пропускает часть цепи и приводит к тому, что часть цепи в обходе перестает работать. Надежность и безопасность систем распределения электроэнергии зависят от точного и досконального знания возможных токов короткого замыкания, а также от способности защитных устройств удовлетворительно прерывать эти токи.Знание вычислительных методов анализа энергосистемы необходимо инженерам, ответственным за планирование, проектирование, эксплуатацию и устранение неисправностей в распределительных системах.

Токи короткого замыкания представляют наиболее серьезную общую опасность для компонентов системы распределения электроэнергии и являются первоочередной задачей при разработке и применении систем защиты. К счастью, токи короткого замыкания вычислить относительно легко. Применение трех или четырех фундаментальных концепций анализа цепей позволит определить основную природу токов короткого замыкания.Эти концепции будут изложены и использованы в пошаговой разработке.

Трехфазные токи короткого замыкания с болтовым соединением являются основными эталонными величинами в исследовании системы. Во всех случаях необходимо знать значение трехфазного короткого замыкания с болтовым соединением, которое необходимо выделить для независимой обработки. Это установит шаблон, который будет использоваться в других случаях.

Устройство, прерывающее ток короткого замыкания, представляет собой устройство, подключенное к электрической цепи для обеспечения защиты от чрезмерного повреждения при возникновении короткого замыкания.Он обеспечивает эту защиту путем автоматического прерывания большого значения тока, поэтому устройство должно быть рассчитано на прерывание и остановку тока короткого замыкания без повреждения устройства защиты от сверхтока. OCPD также обеспечивает автоматическое отключение токов перегрузки.

Расчеты короткого замыкания необходимы для применения и согласования защитных реле и номинальных характеристик оборудования. Можно смоделировать все типы неисправностей. Исследование короткого замыкания Carelab предоставляет подробный отчет, в котором указаны номинальные характеристики выключателя, обязанности выключателя при отказе, обсуждения и рекомендации по любым обнаруженным недостаткам

Риски, связанные с токами короткого замыкания

Возможно, здание / объект не имеют должной защиты от токов короткого замыкания.Эти токи могут повредить оборудование или вывести его из строя. Неправильно защищенные токи короткого замыкания могут травмировать или убить обслуживающий персонал. Недавно были предприняты новые инициативы, требующие от предприятий надлежащего определения этих опасных точек в распределительной сети объекта.

Почему опасно короткое замыкание?

Ток короткого замыкания может быть очень большим. Если необычно высокие токи превышают возможности защитных устройств (предохранители, автоматические выключатели и т. Д.)) Это может привести к большим и быстрым высвобождениям энергии в виде тепла, сильных магнитных полей и даже потенциально к взрывам, известным как дуговая разрядка. Тепло может повредить или разрушить изоляцию проводов и электрические компоненты. Дуговой разряд создает ударную волну, которая может переносить испаренный или расплавленный металл и может быть фатальной для находящихся поблизости незащищенных людей.

Расчет тока короткого замыкания необходим для правильного выбора типа, отключающей способности и характеристик отключения силовых и осветительных автоматических выключателей и предохранителей.Результаты расчетов тока короткого замыкания также используются для определения требуемых характеристик короткого замыкания компонентов системы распределения электроэнергии, включая переключатели шины, приводы с регулируемой скоростью, распределительные щиты, центры нагрузки и щитовые панели. При расчете максимального тока повреждения необходимо определить общий вклад всех генераторов, которые могут быть подключены параллельно, а также вклад асинхронных и синхронных двигателей в двигатель.

Анализ короткого замыкания выполняется для определения токов, протекающих в энергосистеме в условиях неисправности.Если мощность короткого замыкания системы превышает мощность защитного устройства, возникает опасная ситуация. Поскольку рост энергосистемы часто приводит к увеличению доступного тока короткого замыкания, необходимо проверять мгновенные и отключающие характеристики нового и существующего оборудования в системе, чтобы убедиться, что оборудование выдерживает энергию короткого замыкания (см. Оценка устройства). Учитываются вклады в неисправности для сетевых источников, двигателей и генераторов.

A Анализ короткого замыкания поможет обеспечить защиту персонала и оборудования за счет определения надлежащих отключающих характеристик защитных устройств (автоматический выключатель и предохранители).Если электрическая неисправность превышает предел отключения защитного устройства, последствия могут быть катастрофическими. Это может быть серьезной угрозой для жизни человека и привести к травмам, значительному повреждению оборудования и дорогостоящим простоям.

В больших системах требуется анализ короткого замыкания для определения как номинальных характеристик распределительного устройства, так и настроек реле. Оборудование подстанции не может быть установлено, зная полные значения короткого замыкания для всей системы распределения электроэнергии.Расчеты короткого замыкания должны поддерживаться и периодически обновляться, чтобы защитить оборудование и сократить срок службы. Небезопасно предполагать, что новое оборудование правильно оценено.

Результаты анализа короткого замыкания также используются для выборочной координации электрических защитных устройств.

Что такое анализ короткого замыкания?

Анализ короткого замыкания по существу состоит из определения стационарного решения линейной сети со сбалансированным трехфазным возбуждением.Такой анализ позволяет получить токи и напряжения в энергосистеме во время неисправности. Эта информация необходима для определения необходимой отключающей способности автоматических выключателей и для разработки надлежащей системы реле. Чтобы получить достаточно информации, различные типы неисправностей моделируются в разных местах, и исследование повторяется. Обычно при анализе короткого замыкания не учитываются все параметры шунта, такие как нагрузки, проводимость заряда извести * Тогда линейная сеть, которую необходимо решить, состоит из

  • Передающая сеть
  • Генераторная система и
  • Неисправность.Правильно комбинируя представления этих компонентов, мы можем решить проблему короткого замыкания

Carelabs позволяет выполнять расчет на единицу в любой системе, с которой вы работаете. Мы автоматически преобразуем всю систему (панели управления, трансформаторы, генераторы, моторизованные элементы и кабели) в уникальную единицу импеданса, из которой вы можете получить номинальный ток короткого замыкания в любой заданной точке. Этот процесс прост, эффективен и сэкономит вам деньги и время.

Carelabs обеспечивает расчеты коротких замыканий для единичных и множественных неисправностей, а также несколько вариантов отчетов. Поскольку расчеты короткого замыкания необходимы для различных целей, расчет короткого замыкания в Carelabs поддерживает различные представления и методы расчета, основанные на ряде международных стандартов, а также метод наложения (также известный как полный метод),

Что такое болтовые соединения, дуговое замыкание и замыкание на землю?

Неисправность с болтовым креплением обычно возникает из-за ошибки при изготовлении или сборке, в результате которой два проводника с разным напряжением «скручиваются» вместе или источник питания напрямую подключается (прикручивается) к земле.Поскольку разъемы прочно закреплены болтами, дуга не возникает, а сильный ток быстро срабатывает защитное устройство, ограничивая повреждение.

Дуговое замыкание - это дуговое замыкание, при котором короткое замыкание создает дугу. Дуга - это электрический ток между двумя не контактирующими проводниками. Возникающий в результате сильный жар может привести к пожару, значительному повреждению оборудования и, возможно, к вспышке дуги или дуговому разряду, что приведет к серьезным травмам.

Замыкание на землю - это когда электричество находит непреднамеренный путь к земле с низким сопротивлением.Когда этот путь проходит через человеческое тело, возникающее тепло может вызвать серьезные ожоги, а поражение электрическим током может нарушить работу человеческого сердца (фибрилляция).

Что такое симметричный и асимметричный токи?

Многофазная система может иметь симметричный или асимметричный дефект. Симметричный ток короткого замыкания - это ток, который одинаково влияет на все фазы. Если затронуты только некоторые из фаз или фазы затронуты неравномерно, то ток короткого замыкания будет асимметричным.

Симметричные неисправности относительно просто анализировать, однако они составляют очень мало реальных неисправностей. Только около 5% неисправностей являются симметричными. Асимметричные разломы труднее анализировать, но они являются более распространенным типом неисправностей.

Что такое защитные устройства для анализа короткого замыкания?

Защитные устройства предназначены для обнаружения неисправности и отключения электрического тока до того, как произойдет значительное повреждение. Существует ряд различных типов защитных устройств, из которых наиболее распространены два:

Предохранители и автоматические выключатели

Предохранители и автоматические выключатели используются для защиты электрической цепи от перегрузки по току, обычно возникающей в результате короткого замыкания, путем отключения источника питания.Предохранители можно использовать только один раз. Автоматические выключатели можно перезапускать и использовать многократно.

Устройство прерывания замыкания на землю (GFI)

Это устройство, которое определяет, когда ток в проводе под напряжением не равен обратному току в нейтральном проводе. GFI защищает людей, быстро перекрывая ток, предотвращая травмы в результате удара. Прерыватели замыкания на землю обычно используются в домах для ванных комнат, кухонь и внешних электрических розеток.GFI обычно встраивается в электрическую розетку.

GFI не обеспечивает защиты от перегрузки по току, и цепь, которая включает GFI, также будет включать предохранитель или автоматический выключатель.

Помимо предохранителей, автоматических выключателей и GFI, существуют устройства электрической защиты, которые:

  • обнаружение изменений уровня тока или напряжения
  • контролировать соотношение напряжения к току
  • обеспечивает защиту от перенапряжения
  • обеспечивает защиту от пониженного напряжения
  • обнаружение обратного тока
  • обнаружение переворота фазы

Когда требуется анализ короткого замыкания № ?

Первый анализ короткого замыкания должен выполняться при первоначальном проектировании энергосистемы, хотя это не единственный раз.Эти исследования необходимо проводить при любом расширении предприятия или при добавлении любого нового электрического оборудования, такого как автоматические выключатели или новые трансформаторы и кабели. Без каких-либо новых дополнений или изменений исследования короткого замыкания все равно необходимо проводить на регулярной основе, по крайней мере, каждые 5-6 лет.

Как рассчитывается ток короткого замыкания?

Расчеты короткого замыкания необходимы для правильного использования оборудования в соответствии со стандартами NEC и ANSI. В зависимости от размера и подключения к электросети количество деталей, необходимых для выполнения этих расчетов, может сильно различаться.Анализ короткого замыкания Carelabs будет включать расчеты, выполненные в соответствии с последними стандартами ANSI.

Выключатели, предохранители и автоматические выключатели, которые должны отключать или замыкать при повреждении, вызывают особую озабоченность. Кабели и шины также имеют ограничения по устойчивости к коротким замыканиям, и при тщательном изучении будет изучено непрерывающее оборудование, а также переключатели и прерыватели. Стандарты, такие как ANSI C37.010 и C37.13, описывают признанные методы расчета для этих анализов рейтинга оборудования.

Эти исследования короткого замыкания выполняются с использованием программного обеспечения энергосистемы в соответствии со стандартами IEEE. Для более крупных систем эти расчеты короткого замыкания должны выполняться как для номинальных характеристик распределительного устройства, так и для настроек реле. Знание вычислительных методов анализа энергосистемы необходимо инженерам, ответственным за планирование, проектирование, эксплуатацию и устранение неисправностей в распределительных системах. Исследование короткого замыкания - это анализ электрической системы, который определяет величину токов, протекающих во время электрического повреждения.Сравнение этих расчетных значений с номинальными характеристиками оборудования - это первый шаг к обеспечению надежной защиты энергосистемы. Как только ожидаемые токи короткого замыкания известны, выполняется исследование координации защиты для определения оптимальных характеристик, номинальных значений и настроек защитных устройств энергосистемы.

NEC 110 требует, чтобы анализ короткого замыкания проводился для всего электрического оборудования и панелей. Двумя наиболее распространенными стандартами для расчета тока короткого замыкания являются ANSI / IEEE C37.010-1979 и стандарте 60909 Международной электротехнической комиссии (IEC).

Стандарт ANSI C37.010 был предназначен для использования при выборе силового выключателя, но он предоставляет информацию, необходимую для маркировки, требуемой NEC 110. Стандарт IEC 60909-3: 2009 является более общим. Он предназначен для предоставления общих рекомендаций по анализу короткого замыкания любого асимметричного короткого замыкания в трехфазной электрической системе переменного тока 50 или 60 Гц.

Можно использовать метод расчета короткого замыкания ANSI или IEC.Их сравнили, и было обнаружено, что они дают аналогичные результаты. Метод ANSI обычно используется в программном обеспечении для расчета тока короткого замыкания.

Наша служба анализа коротких замыканий:

  • Выполнено с поддержкой стандартов и методов IEC 60909 (включая редакцию 2016 г.), IEEE 141 / ANSI C37, VDE 0102/0103, G74 и IEC 61363
  • Расчет токов короткого замыкания в сетях постоянного тока в соответствии с IEC 61660 и ANSI / IEEE 946
  • .
  • Мы выполняем метод полного наложения, включая динамическую поддержку напряжения генераторов, подключенных через силовую электронику
  • Анализ множественных неисправностей любого типа, вкл.однофазное прерывание, межконтурные замыкания, поиск замыканий по линиям и т. д.

Диакоптическая модель для анализа короткого замыкания (используем ли мы это?

При анализе короткого замыкания обычно пренебрегают нагрузками и другими параметрами, шунтирующими землю. При этом условии представление импеданса для сети передачи с заземлением в качестве опорного не существует. Однако соединение с землей устанавливается на шинах генератора, представляя генератор как источник постоянного напряжения за соответствующим реагентом.Следовательно, давайте рассмотрим комбинированную сеть передачи-генератора и при разрыве сети обеспечим, чтобы в каждой подсети был хотя бы один генератор. На практике это не должно вызывать затруднений, поскольку сети большой энергосистемы 84 обычно состоят из разных областей, в каждой из которых есть поколения.

Neplan

Анализ короткого замыкания выполняется таким образом, чтобы номинальные параметры существующего и нового оборудования были достаточными для выдерживания имеющегося тока короткого замыкания.Этот анализ короткого замыкания может быть выполнен либо с помощью ручных расчетов, либо с помощью известного программного обеспечения, такого как NEPLAN.

Используя NEPLAN, мы можем быстро и эффективно проводить исследования коротких замыканий в электрических системах в четыре этапа.

  • Сбор данных и подготовка SLD
  • Расчет короткого замыкания
  • Исследования координации реле
  • Анализ потока нагрузки

Почему выбрали Carelabs для анализа короткого замыкания ?

Компания Carelabs отличается от конкурентов размером и структурой, что позволяет нам более оперативно реагировать на изменения.Это также позволяет нам предоставлять вам персонализированные и превосходные услуги. Мы следуем рекомендациям NFPA-70E и IEEE 1584, чтобы гарантировать, что мы всегда соблюдаем самые высокие отраслевые стандарты.

Преимущества анализа короткого замыкания

Проведение анализа короткого замыкания дает следующие преимущества:

  • Помогает избежать незапланированных отключений и простоев
  • Очень важен для предотвращения перебоев в предоставлении основных услуг
  • Снижает риск повреждения оборудования и возгорания
  • Повышает безопасность и защищает людей от травм
  • Определяет уровень и тип необходимых защитных устройств
  • Предоставляет информацию, необходимую для этикеток NEC и NFPA
  • Обеспечивает соблюдение требований NEC
  • Снижает риск, с которым может столкнуться предприятие, и помогает избежать катастрофических потерь
  • Повышает безопасность и надежность энергосистемы и сопутствующего оборудования

Обрыв и короткое замыкание

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем


Особое поведение при двух крайностях сопротивления: нуле и бесконечности.Читать 4 мин

Обрыв цепи и короткое замыкание - два специальных термина, которые представляют противоположные крайние значения числовой линии сопротивления.

Мы можем посмотреть на схему, посмотрев на любую пару открытых клемм:

В контексте любых двух выводов цепи:

Короткое замыкание означает, что две клеммы соединены извне с сопротивлением R = 0 , так же, как идеальный провод. Это означает, что для любого значения тока существует нулевая разница напряжений.(Обратите внимание, что настоящие провода имеют ненулевое сопротивление!)

Разрыв цепи означает, что две клеммы являются точками, внешне отключены , что эквивалентно сопротивлению R = ∞ . Это означает, что между двумя выводами может течь нулевой ток, независимо от разницы напряжений. (Обратите внимание, что очень высокое напряжение может вызвать протекание дуги тока даже через большие воздушные или вакуумные зазоры!)

Идея взглянуть на два терминала цепи и посмотреть на поведение в этих двух крайностях - мощная идея.

Как в теории, так и на практике слово «внешне» не имеет особого значения. Это произвольная граница, отделяющая «исходное» поведение схемы от нового поведения, когда мы вносим определенные изменения в любую пару узлов. Эта искусственная граница рассматривает остальную часть схемы, внутренние части черного ящика, как неизмененные. Сделав это предположение, мы можем сделать только одно небольшое изменение вне черного ящика и увидеть его влияние на черный ящик.


Идеальный вольтметр на обрыв.Обрыв цепи - это ограничивающее приближение для реального вольтметра, который будет иметь некоторое большое (но не бесконечное) сопротивление.

Идеальный амперметр - короткозамкнутый. Короткое замыкание - это ограничивающее приближение для реального амперметра, который будет иметь небольшое (но не нулевое) сопротивление.

Подробнее см. В разделе «Мультиметры и измерения».


Подобно тому, как вольтметр и амперметр измеряют, подключая два щупа к цепи, теоретический анализ часто выполняется, рассматривая только два узла цепи.

Обрыв и короткое замыкание обеспечивают две полезные точки на кривой V-I.

В частности:

  • Напряжение разомкнутой цепи - это разница напряжений, измеренная между двумя клеммами, когда ток не подается и не подается.
  • Ток короткого замыкания - это ток, который протекает, когда клеммы вынуждены иметь нулевую разность напряжений.

Мы будем использовать эти два значения в эквивалентных схемах Thevenin и Norton Equivalent Circuits.


На практике мы хотели бы, чтобы схемы, которые мы строим, выдерживали как нормальные условия, для которых они предназначены, так и некоторые необычные условия, которые случаются время от времени, но не должны приводить к необратимым повреждениям.

Обрыв цепи случается даже тогда, когда он нежелателен. Например, всякий раз, когда что-то отключается или отключается, у нас возникает состояние разомкнутой цепи.

Короткие замыкания случаются даже тогда, когда они нежелательны. Например, если разъем на мгновение закорачивает между двумя клеммами при установке или крошечная металлическая стружка оказывается в неправильном месте, мы имеем дело с коротким замыканием.

По возможности, мы должны спроектировать так, чтобы обрыв и короткое замыкание происходили в различных местах в цепи, особенно на любых открытых входах и выходах. Мы должны проектировать так, чтобы любые отказы были временными и / или устраняемыми, например, с автоматическим выключателем.


Преднамеренное R = 0 Ом резисторы (короткое замыкание) иногда добавляются к печатной плате, потому что разработчик хочет гибкости для изменения значения без необходимости перепроектировать печатную плату позже, если они хотят добавить некоторое ненулевое последовательное сопротивление (или другой последовательный компонент) в будущем .

Точно так же иногда добавляются преднамеренные перемычки (разомкнутая цепь), потому что разработчик хочет гибкости для подключения секции позже, возможно, для добавления параллельного сопротивления.

Оба они позволяют гибко вносить изменения, разделяя при этом одни и те же производственные накладные расходы. Это снижает затраты на единицу и позволяет избежать дорогостоящих затрат времени на реконструкцию.


В следующем разделе, Эквивалентные схемы Thevenin и Norton Equivalent Circuits, мы увидим, как двухконтактную концепцию можно применить для упрощенного приближения того, что находится в «схеме черного ящика», помеченной выше.


Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)

Майк Холт Доступный ток короткого замыкания

Автор: Майк Холт, опубликовано в журнале EC&M Magazine

Доступный ток короткого замыкания (SCA) - это доступный ток в амперах. в данной точке электрической системы.Этот доступный ток короткого замыкания сначала определяется в вторичные клеммы сетевого трансформатора. После этого доступный ток короткого замыкания рассчитывается на зажимах вспомогательного оборудования, распределительной панели и нагрузке ответвительной цепи.

Доступный ток короткого замыкания различен в каждой точке электрического система; он самый высокий на трансформаторе электросети и самый низкий на нагрузке параллельной цепи. Доступные ток короткого замыкания зависит от полного сопротивления цепи, которое увеличивается после трансформатор электросети.Чем больше полное сопротивление цепи (трансформатор электросети и аддитивные сопротивления проводов цепи), тем меньше доступный ток короткого замыкания.

Факторы, влияющие на доступный ток короткого замыкания в электросети трансформатор включает в себя напряжение системы, номинальную мощность трансформатора в кВА и его полное сопротивление (как выражено в процентах). Свойства, влияющие на импеданс цепи, включают материал проводника. (медь по сравнению с алюминием), размер проводника и его длина.

Комментарий автора: Импеданс цепи увеличивается с дальнейшим увеличением от сетевого трансформатора, поэтому доступный ток короткого замыкания ниже по потоку от трансформатор электросети.

Рейтинг прерывания. Устройства защиты от перегрузки по току, такие как автоматические выключатели и предохранители, предназначены для для прерывания цепи, и они должны иметь номинальный отключаемый ток (AIR), достаточный для доступный ток короткого замыкания в соответствии с разделами 110-9 и 240-1.Если не указано иное, номинальный отключаемый ток для автоматических выключателей составляет 5000 ампер [240-83 (c)] и 10 000 ампер для предохранителей параллельной цепи [240-60 (c)].

Чрезвычайно высокие значения протекания тока (вызванные коротким замыканием или заземлением разломы) создают огромные разрушительные тепловые и магнитные силы. Если в цепи максимальная токовая защита устройство не рассчитано на прерывание тока при доступных значениях неисправности, оно может взорваться во время пытается устранить ошибку.Естественно, это может привести к серьезным травмам, смерти или повреждению имущества. повреждать.

Защита электрических компонентов. В дополнение к отключающей способности для устройств максимального тока, электрические оборудование, компоненты и проводники цепи должны иметь номинальный ток короткого замыкания (выдерживать) что позволит устройству защиты от перегрузки по току устранить неисправность без значительного повреждения к любому из компонентов электрической системы [110-9, 110-10, 250-2 (d), 250-90, 250-96 (a) и Таблица 250-122 Примечание].

Если доступный ток короткого замыкания превышает ток оборудования / проводника номинальный ток короткого замыкания, тогда тепловые и магнитные силы могут привести к взрыву оборудования и / или проводники цепи, а также заземляющие проводники для испарения. Единственное решение проблема чрезмерно доступного тока короткого замыкания до

(1) Установите оборудование с более высоким током короткого замыкания. рейтинг

(2) Защитите компоненты цепи токоограничивающим защитное устройство, такое как предохранитель с быстрым срабатыванием, который может уменьшить пропускаемую энергию.

Быстро узнавайте самую свежую информацию

Этот том охватывает области теории электричества последовательных цепей, параллельных цепей, последовательно-параллельных цепей, многопроволочных цепей, электрическая система и защитные устройства. Вы узнаете, чем предохранитель отличается от автоматического выключателя, как выбрать автоматический выключатель, и что заставляет его работать.Вы поймете роль максимальной токовой защиты цепи в устранении замыканий на землю и некоторые важные факты о заземлении.

Больше информации

Ток короткого замыкания - обзор

5.4 Обсуждение защиты микросети

Токи короткого замыкания для одного и того же типа и места повреждения значительно отличаются друг от друга при подключенной к сети и изолированной работе микросети. Сравнивая рис.7.17–7.19 - рис. 7.16, ток короткого замыкания в изолированном режиме намного ниже, чем в подключенном к сети, что указывает на то, что уникальная настройка реле максимального тока не будет работать должным образом для приложения с зеркальной сетью. Когда микросеть подключена к электросети, относительно легче идентифицировать неисправные фазы на основе амплитуды тока, поскольку большая часть тока короткого замыкания вносится электросетью. Например, токи в фазах A и B намного выше, чем токи в фазе C при КЗ AB, которая аналогична традиционной энергосистеме.Однако такая логика неприменима для микросети, работающей в изолированном режиме, когда нет поддержки со стороны энергосистемы. Напротив, вклад преобразователей в короткое замыкание ограничен на каждой фазе с учетом их ограниченной перегрузочной способности полупроводников. Это приводит к гораздо более низкому уровню тока короткого замыкания в микросети изолированного режима.

В отличие от этого, как показано на рис. 7.17, относительное фазовое соотношение тока короткого замыкания значительно изменяется при несимметричных КЗ с различными стратегиями управления преобразователем.Например, ток короткого замыкания в фазе C является самым высоким для неисправности A-g на рис. 7.17H и J, что делает невозможным определение неисправной фазы обычным способом. Несмотря на то, что стратегии управления постоянной активной мощностью и сбалансированным током дают относительно лучший результат с точки зрения выявления неисправных фаз, ток короткого замыкания все еще слишком медленный, чтобы отличить ток нагрузки от тока короткого замыкания для реле максимального тока, поскольку они обычно устанавливаются на работают при 2–10-кратном токе полной нагрузки [14].Сравнивая рис. 7.18 и 7.19 - рис. 7.17C и D, характеристики тока короткого замыкания при несимметричных КЗ также различаются при изменении предаварийных условий. Поскольку микросеть имеет динамическую топологию и обычно проникает с высоким уровнем возобновляемой энергии, генерация которой колеблется, ток короткого замыкания также будет соответственно изменяться с точки зрения направления, амплитуды и фазы. Следовательно, ненаправленное реле максимального тока с фиксированной настройкой нереально для среды микросети.

Большинство МЭД в микросети связаны с микросетью через преобразователи мощности, чья реакция на короткое замыкание может значительно отличаться от обычных синхронных генераторов. В результате на надежность других традиционных методов защиты также могут отрицательно повлиять силовые электронные устройства. Согласно исх. [15], направленная перегрузка по току может не определить правильное направление повреждения, а дистанционное реле может неправильно рассчитать импеданс от реле до места повреждения.Поскольку реакция на короткое замыкание VSI изменяется в зависимости от различных стратегий управления при несимметричных повреждениях, оценка и конструкция системы защиты микросети не должны игнорировать влияние стратегий управления и ограничения тока преобразователя. Для применения в микросетях было подтверждено, что традиционные методы защиты, основанные на местных измерениях, могут быть неуместными. Таким образом, будущая тенденция защиты микросетей повернется к использованию адаптивных реле, высокоскоростной связи и других интеллектуальных устройств в соответствии с топологией микросети, чтобы гарантировать быструю, избирательную и надежную работу.

Магазин ИЭПП - Токи короткого замыкания

В наличии


Цифровая библиотека IET
Это название доступно в электронном виде
в цифровой библиотеке IET
Я. Шлаббах

Расчет токов короткого замыкания является центральной задачей инженеров энергосистем, поскольку они являются важными параметрами при проектировании электрического оборудования и установок, эксплуатации энергосистем и анализа сбоев и неисправностей.

Токи короткого замыкания дает обзор компонентов в энергосистемах с точки зрения параметров, необходимых для расчета тока короткого замыкания. Также объясняется, как использовать систему симметричных компонентов для анализа различных типов коротких замыканий в энергосистемах. Также обсуждаются тепловые и электромагнитные эффекты токов короткого замыкания на оборудование и установки, проблемы с кратковременными помехами и меры по ограничению токов короткого замыкания.Подробные процедуры расчета и типовые данные оборудования представлены в отдельной главе для удобства, а рабочие примеры включены повсюду.

Об авторе

Профессор Dr-Ing Юрген Шлаббах получил степень доктора философии в 1982 году в Техническом университете Дармштадта, Германия. До 1992 года он работал инженером-консультантом, отвечая за планирование и проектирование общественных и промышленных систем электроснабжения.С 1992 года он работал в Университете прикладных наук в Билефельде, Германия, профессором по проектированию энергосистем и использованию возобновляемых источников энергии. Его основные интересы - планирование энергосистем, анализ неисправностей, качество электроэнергии, проблемы с помехами и подключение возобновляемых источников энергии к энергосистемам, и он выполняет консультационную работу в этих областях. Он является членом IEEE и VDI.

Год публикации: 2005 г.

Страницы: 336

ISBN-13: 978-0-86341-514-2

Формат: HBK

Короткое замыкание - причины и последствия

Что такое короткое замыкание?

Всякий раз, когда в сети происходит сбой, при котором в одной или нескольких фазах протекает большой ток, происходит короткое замыкание цепь .

Короткое замыкание - это просто соединение с низким сопротивлением между двумя проводниками, подающими электроэнергию в любую цепь. Это приводит к чрезмерному протеканию тока в источнике питания через «короткое замыкание» и может даже привести к выходу источника питания из строя.

Если в цепи питания есть предохранитель, он выполнит свою работу и перегорит, размыкая цепь и прекращая прохождение тока. MCB также используется для защиты от короткого замыкания.

Короткое замыкание может происходить в цепи постоянного или переменного тока (постоянного или переменного тока).Если это закороченная батарея, она очень быстро разряжается и нагревается из-за большого тока.

Посмотрите видео о коротком замыкании в линии электропередачи 110 кВ ниже.

Что такое ток короткого замыкания?

Когда происходит короткое замыкание, через цепь протекает сильный ток, называемый током короткого замыкания .

Это поясняется приведенным здесь рисунком. На рисунке показан однофазный генератор напряжения V и внутреннего импеданса Z и , который подается на нагрузку Z.

Однофазный генератор напряжения V и внутреннего импеданса Zi питает нагрузку Z

В нормальных условиях ток в цепи ограничен импедансом нагрузки Z.

Однако, если клеммы нагрузки закорочены из-за любого причина, полное сопротивление цепи снижено до очень низкого значения; в данном случае это Z i . Поскольку Z i очень мала, по цепи течет большой ток. Это называется током короткого замыкания .

Короткое замыкание и перегрузка

Люди обычно путают перегрузку и короткое замыкание, поскольку оба они одинаково вызывают проблемы в системе. Следует различать короткое замыкание и перегрузку.

Когда происходит короткое замыкание, напряжение в точке повреждения снижается до нуля, и ток аномально высокой величины течет по сети к точке повреждения.

С другой стороны, перегрузка означает, что на систему были возложены нагрузки, превышающие расчетные значения.В таких условиях напряжение в точке перегрузки может быть низким, но не нулевым. Условия пониженного напряжения могут распространяться на некоторое расстояние за пределы точки перегрузки в остальную часть системы.

Токи в перегруженном оборудовании велики, но значительно ниже, чем в случае короткого замыкания.

Что вызывает короткое замыкание?

Короткое замыкание в системе питания является результатом каких-либо ненормальных условий в системе. Это может быть вызвано внутренними или внешними эффектами.
  1. Внутренние эффекты вызваны поломкой оборудования или линий передачи из-за ухудшения изоляции в генераторе, трансформаторе и т. Д. Такие проблемы могут быть вызваны старением изоляции. несоответствующий дизайн или неправильная установка.
  2. Внешние эффекты , вызывающие короткое замыкание, включают нарушение изоляции из-за скачков молнии. перегрузка оборудования, вызывающая чрезмерный нагрев: механическое повреждение населения и т. д.

Влияние короткого замыкания

Когда происходит короткое замыкание, ток в системе увеличивается до аномально высокого значения, а напряжение в системе снижается до низкого значения.

Сильный ток из-за короткого замыкания вызывает чрезмерный нагрев, который может привести к возгоранию или взрыву . Иногда короткое замыкание принимает форму дуги и приводит к значительному повреждению системы.

Например, дуга в линии передачи, которая не устранена быстро, приведет к сильному ожогу проводника, вызывая его разрыв, что приведет к длительному прерыванию линии.

Низкое напряжение , возникшее в результате неисправности, оказывает очень вредное влияние на услуги, оказываемые энергосистемой. Если напряжение остается низким даже в течение нескольких секунд, двигатели потребителя могут быть отключены , а генераторы в энергосистеме могут стать нестабильными .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *