Zkratové napětí: příčiny, následky a ochrana před negativními jevy, výpočet proudu

Zkratové napětí - hodnota napětí, které je přivedeno na jedno z vinutí transformátoru tak, aby se v obvodu objevil elektrický proud. Zbytek vinutí by měl být v tuto chvíli zkratován. Tato hodnota určuje úbytek napětí na transformátoru, jeho vnější charakteristiku a neúmyslný poruchový proud. Vyjadřuje se v procentech jmenovitého napětí.

Příčiny výskytu

Zkrat v obvodu je považován za neplánované, abnormální spojení vodičů, ve kterém dochází k destruktivním proudům. Za zkrat je považováno také jakékoli připojení elektrického zařízení k zásuvce, ale již plánované. Zdrojem příkonu je odpor, který zabírá celou zkratovou zátěž.

Pokud má hodnota tohoto odporu tendenci k nule, pak se podle Ohmova zákona pro elektrický obvod zvýší proud na takovou hodnotu, že dojde k silnému zahřátí a zničení vodičů. Důvody výskytu negativního jevu:

1. Krátkodobé zvýšení napětí vede k porušení izolace vodičů nebo elektrických obvodů. Dochází ke zvýšení síly proudu na hodnotu zkratu s výskytem obloukového výboje.
instagram viewer
2. Stará, poškozená izolace se stává příčinou samovolného zkratování vodičů.
3. Mechanické poškození izolace také vede k abnormálním situacím. Například často samotní nájemníci při rekonstrukci porušují celistvost izolace.
4. Vnikání cizích předmětů, malých zvířat, prvků sousedních uzlů způsobuje negativní spojení vodičů navzájem.
5. Úder blesku způsobí krátkodobý nárůst napětí v elektrickém obvodu.

Hlavními příznaky tohoto jevu jsou zápach spáleniny, jiskření a hoření izolace drátu. Kromě toho se vypne elektrický obvod nebo jeho části.

Nebezpečné následky

Jedním z nejnebezpečnějších důsledků zkratování vodičů je riziko zdroje požáru. Důvodem jeho výskytu je uvolňování velkého množství tepla, zničení izolace a vzhled otevřeného ohně.

Při obloukovém krátkodobém obvodu, kdy proklouzne silný elektrický náboj, se okolní věci a předměty vznítí. Kromě toho, negativní důsledky zahrnují:

• mechanické a tepelné poškození elektrických instalací;
• pokles hodnoty napětí, který vede ke ztrátě výkonu nebo úplnému zastavení elektrických mechanismů;
• samostatné generátory a elektrárny vypadnou ze synchronního provozu systému, což vede k vytvoření nouzového stavu;
• výskyt elektromagnetických vln, které ovlivňují komunikační linky a komunikace.

Tyto výsledky budou pozorovány pouze přímo v místě poruchy nebo blízko něj, protože se vzdáleností od tohoto úseku bude aktuální hodnota slábnout. Při plánování a instalaci jakékoliv elektroinstalace se provádějí nezbytná ochranná opatření proti negativnímu jevu.

Stanovení síly proudu

Pro výpočet zkratového proudu použijte Ohmův zákon pro elektrický obvod. Uvádí, že jeho síla je přímo úměrná napětí a nepřímo úměrná odporu.

V případě zkratu je hodnota odporu velmi malá, proto se poměr napětí k němu několikrát zvýší. Například v jednofázové domácí elektrické síti je napětí 220 V. Pokud předpokládáme, že odpor při zkratu klesne na 0,04 Ohm, pak je proudová síla 5500 A.

Protože standardní zásuvka je dimenzována na 16 A, je zřejmé, že jednoduše vyhoří. Tento výpočet je přibližný, protože u jiných typů tohoto jevu je složitější. Kromě jednofázových jsou možné zkraty v třífázových sítích:

• dvoufázový;
• mezi fázemi k zemi;
• třífázový.

Při určování hodnoty proudu se v těchto případech bere v úvahu: odpor celého elektrického sítě, jednotlivé sekce, doplňková síťová zařízení, oblouky uzavření vodičů a další. Proto bude jeho celková hodnota mnohem vyšší než v přibližném výpočtu.

Metody ochrany

Hlavní způsob ochrany proti tomuto negativnímu jevu je založen na přerušení elektrického obvodu. K tomu se v něm používají pojistky. Obvykle se jedná o vodič, který je dimenzován na určitý proudový limit.

Pojistky jsou považovány za nejslabší článek v obvodu, proto, jakmile se hodnota proudu zvýší, vodič shoří a přeruší obvod. Tímto způsobem jsou chráněny zbývající prvky řetězu. K ochraně elektrických obvodů bytu a domu se používají automatické spínače.

Hlavní rozdíl mezi stroji a pojistkami je opakovaně použitelný. Konstrukce stroje obsahuje odblokování, které zajišťuje provoz zařízení v abnormální situaci. Vyrábí se několik typů těchto zařízení:

• elektromagnetické;
• tepelný;
• polovodič;
• smíšený.

Při vzniku proudu kritické hodnoty se stroj vypne pomocí tepelné nebo elektromagnetické spouště. Pro ochranu před vysokým proudem nemůžete použít proudový chránič, protože má zcela jiné úkoly.

Dalším způsobem ochrany je použití tlumivky omezující proud. Tato jednotka se instaluje do vysokonapěťových obvodů, kde může být proud velký a není možné zvolit vhodné ochranné zařízení.

Reaktor je induktor, který je zapojen sériově do elektrické sítě. V případě nouze tato jednotka přebírá celou sílu proudu.

Použití uchycení vodiče

Kromě negativních vlastností je tento negativní jev prospěšný. Existuje mnoho zařízení pracujících při vysokých proudech. Nejoblíbenější z nich je svařovací jednotka. Při jeho provozu se mezi svařovací elektrodou a zemní smyčkou vytvoří elektrický oblouk.

Princip činnosti zařízení je založen na snížení napětí a zvýšení síly proudu, která může dosáhnout až 250 A. Teplota oblouku je až několik tisíc stupňů, což umožňuje roztavení dílů, které mají být svařeny v místě kontaktu.

Takové režimy se používají na krátkou dobu a výkon svařovací jednotky jí umožňuje odolat přetížení. Toto použití zkratovacích vodičů během svařování umožňuje získat silné a spolehlivé kovové konstrukce.