Kurzschlussspannung: Ursachen, Folgen und Schutz vor negativen Phänomenen, Stromberechnung

Kurzschlussspannung - der Wert der Spannung, die an eine der Transformatorwicklungen angelegt wird, damit im Stromkreis ein elektrischer Strom auftritt. Der Rest der Wicklungen sollte zu diesem Zeitpunkt kurzgeschlossen werden. Dieser Wert bestimmt den Spannungsabfall am Transformator, seine äußere Kennlinie und den ungewollten Fehlerstrom. Sie wird in Prozent der Nennspannung angegeben.

Ursachen des Auftretens

Als Kurzschluss in einem Stromkreis gilt eine ungeplante, abnormale Verbindung von Leitern, bei der zerstörende Ströme auftreten. Jeder Anschluss eines elektrischen Geräts an eine Steckdose gilt ebenfalls als Kurzschluss, ist aber bereits geplant. Die Quelle der Leistungsaufnahme ist ein Widerstand, der die gesamte Kurzschlusslast aufnimmt.

Geht der Wert dieses Widerstandes gegen Null, so steigt nach dem Ohmschen Gesetz für einen elektrischen Stromkreis der Strom auf einen solchen Wert an, dass es zu einer starken Erwärmung und Zerstörung der Leiter kommt.

Gründe für das Auftreten eines negativen Phänomens:

1. Ein kurzzeitiger Spannungsanstieg führt zum Durchschlag der Isolierung von Leitungen oder Stromkreisen. Beim Auftreten einer Bogenentladung steigt die Stromstärke auf den Wert eines Kurzschlusses an.
2. Alte, verschlechterte Isolierung wird zur Ursache für spontane Kurzschlüsse von Leitern.
3. Auch mechanische Beschädigungen der Isolierung führen zu anormalen Situationen. So verletzen beispielsweise die Mieter bei der Renovierung oft selbst die Unversehrtheit der Dämmung.
4. Das Eindringen von Fremdkörpern, Kleintieren, Elementen benachbarter Knoten verursacht eine negative Verbindung der Drähte untereinander.
5. Ein Blitzeinschlag verursacht einen kurzzeitigen Spannungsanstieg in einem Stromkreis.

Die Hauptzeichen dieses Phänomens sind das Auftreten von Brandgeruch, Funkenbildung und das Verbrennen der Drahtisolierung. Außerdem werden der Stromkreis oder seine Abschnitte abgeschaltet.

Gefährliche Folgen

Eine der gefährlichsten Folgen von Kurzschlüssen von Drähten ist die Gefahr einer Brandquelle. Der Grund für sein Auftreten ist die Freisetzung einer großen Wärmemenge, die Zerstörung der Isolierung und das Auftreten eines offenen Feuers.

Bei einer Lichtbogen-Kurzzeitschaltung, wenn eine starke elektrische Ladung durchschlüpft, entzünden sich umgebende Dinge und Gegenstände. Negative Folgen sind außerdem:

• mechanische und thermische Schäden an elektrischen Anlagen;
• eine Abnahme des Spannungswertes, die zu einem Leistungsverlust oder einem vollständigen Stopp der elektrischen Mechanismen führt;
• separate Generatoren und Kraftwerke fallen aus dem synchronen Betrieb des Systems heraus, was zur Entstehung eines Notfalls führt;
• das Auftreten elektromagnetischer Wellen, die Kommunikationsleitungen und Kommunikation beeinträchtigen.

Diese Ergebnisse werden nur direkt an der Fehlerstelle oder in deren Nähe beobachtet, da mit zunehmender Entfernung von diesem Abschnitt der Stromwert schwächer wird. Bei der Planung und Installation einer Elektroinstallation werden die notwendigen Schutzmaßnahmen gegen ein negatives Phänomen getroffen.

Ermittlung der Stromstärke

Um den Kurzschlussstrom zu berechnen, beziehen Sie sich auf das Ohmsche Gesetz für einen elektrischen Stromkreis. Es besagt, dass seine Stärke direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand ist.

Im Kurzschlussfall ist der Widerstandswert sehr klein, daher erhöht sich das Verhältnis der Spannung dazu um ein Vielfaches. In einem einphasigen Hausstromnetz beträgt die Spannung beispielsweise 220 V. Geht man davon aus, dass der Widerstand bei einem Kurzschluss auf 0,04 Ohm absinkt, dann beträgt die Stromstärke 5500 A.

Da die Standardsteckdose für 16 A ausgelegt ist, ist klar, dass sie einfach durchbrennt. Diese Berechnung ist ungefähr, da sie für andere Arten dieses Phänomens komplizierter ist. In Drehstromnetzen sind neben einphasigen auch Kurzschlüsse möglich:

• zweiphasig;
• zwischen den Phasen gegen Masse;
• Drei Phasen.

Bei der Ermittlung des Stromwertes wird in diesen Fällen Folgendes berücksichtigt: der Widerstand des gesamten elektrischen Netze, einzelne Abschnitte, zusätzliche Netzausrüstungen, Leiterschlussbögen und mehr. Daher wird sein Gesamtwert viel höher sein als bei einer ungefähren Berechnung.

Schutzmethoden

Die Hauptmethode zum Schutz gegen dieses negative Phänomen basiert auf dem Unterbrechen des Stromkreises. Dazu werden Sicherungen darin verwendet. Sie sind normalerweise ein Leiter, der für eine bestimmte Stromgrenze ausgelegt ist.

Sicherungen gelten als das schwächste Glied im Stromkreis. Sobald der Stromwert ansteigt, brennt der Leiter durch und unterbricht den Stromkreis. Auf diese Weise werden die restlichen Elemente der Kette geschützt. Zum Schutz von Wohnungs- und Hausstromkreisen werden automatische Schalter verwendet.

Der Hauptunterschied zwischen Maschinen und Sicherungen ist die Wiederverwendbarkeit. Das Design der Maschine umfasst eine Freigabe, die den Betrieb des Geräts in einer anormalen Situation gewährleistet. Es werden verschiedene Arten dieser Geräte hergestellt:

• elektromagnetisch;
• Thermal;
• Halbleiter;
• gemischt.

Bei der Bildung eines kritischen Stroms wird die Maschine über einen thermischen oder elektromagnetischen Auslöser abgeschaltet. Zum Schutz vor Hochstrom können Sie keine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung verwenden, da diese ganz andere Aufgaben hat.

Eine andere Schutzmethode ist die Verwendung einer strombegrenzenden Drossel. Dieses Gerät wird in Hochspannungskreisen installiert, in denen die Stromstärke groß sein kann und es nicht möglich ist, eine geeignete Schutzeinrichtung auszuwählen.

Die Drossel ist eine Induktivität, die in Reihe mit dem elektrischen Netz geschaltet ist. Im Notfall übernimmt diese Einheit den gesamten Strom.

Verwenden des Leiterschnappens

Neben negativen Eigenschaften ist dieses negative Phänomen von Vorteil. Es gibt viele Geräte, die mit hohen Strömen arbeiten. Am beliebtesten ist das Schweißgerät. Während des Betriebs bildet sich zwischen der Schweißelektrode und der Masseschleife ein Lichtbogen.

Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Reduzierung der Spannung und der Erhöhung der Stromstärke, die bis zu 250 A erreichen kann. Die Lichtbogentemperatur beträgt bis zu mehreren tausend Grad, wodurch die zu schweißenden Teile an der Berührungsstelle aufgeschmolzen werden können.

Solche Modi werden für kurze Zeit verwendet und die Leistung des Schweißgeräts ermöglicht es, Überlastungen zu widerstehen. Diese Verwendung von Kurzschlussleitern während des Schweißens ermöglicht es Ihnen, starke und zuverlässige Metallstrukturen zu erhalten.