Skratové napätie: príčiny, dôsledky a ochrana pred negatívnymi javmi, výpočet prúdu

Skratové napätie - hodnota napätia, ktoré sa aplikuje na jedno z vinutí transformátora tak, aby sa v obvode objavil elektrický prúd. Ostatné vinutia by mali byť v tomto čase skratované. Táto hodnota určuje pokles napätia na transformátore, jeho vonkajšiu charakteristiku a neúmyselný poruchový prúd. Vyjadruje sa ako percento menovitého napätia.

Príčiny výskytu

Skrat v obvode sa považuje za neplánované, abnormálne spojenie vodičov, v ktorom sa vyskytujú deštruktívne prúdy. Akékoľvek pripojenie elektrického zariadenia k zásuvke sa tiež považuje za skrat, ale už plánované. Zdrojom príkonu je odpor, ktorý zaberá celú skratovú záťaž.

Ak má hodnota tohto odporu tendenciu k nule, potom sa podľa Ohmovho zákona pre elektrický obvod zvýši prúd na takú hodnotu, že dôjde k silnému ohrevu a zničeniu vodičov. Dôvody výskytu negatívneho javu:

1. Krátkodobé zvýšenie napätia vedie k poruche izolácie drôtov alebo elektrických obvodov. Dochádza k zvýšeniu sily prúdu na hodnotu skratu s výskytom oblúkového výboja.
   instagram viewer
2. Stará, poškodená izolácia sa stáva príčinou samovoľného skratovania vodičov.
3. Mechanické poškodenie izolácie tiež vedie k abnormálnym situáciám. Napríklad často samotní nájomníci počas rekonštrukcie porušujú celistvosť izolácie.
4. Vniknutie cudzích predmetov, malých zvierat, prvkov susedných uzlov spôsobuje negatívne spojenie drôtov medzi sebou.
5. Úder blesku spôsobí krátkodobé zvýšenie napätia v elektrickom obvode.

Hlavnými znakmi tohto javu sú zápach horenia, iskrenie a horenie izolácie drôtu. Okrem toho je elektrický obvod alebo jeho časti vypnuté.

Nebezpečné následky

Jedným z najnebezpečnejších dôsledkov skratovania vodičov je riziko vzniku požiaru. Dôvodom jeho výskytu je uvoľňovanie veľkého množstva tepla, zničenie izolácie a vzhľad otvoreného ohňa.

Pri oblúkovom krátkodobom obvode, keď prenikne silný elektrický náboj, sa vznietia okolité veci a predmety. Okrem toho negatívne dôsledky zahŕňajú:

• mechanické a tepelné poškodenie elektrických inštalácií;
• zníženie hodnoty napätia, čo vedie k strate výkonu alebo úplnému zastaveniu elektrických mechanizmov;
• samostatné generátory a elektrárne vypadnú zo synchrónnej prevádzky systému, čo vedie k vytvoreniu núdzovej situácie;
• výskyt elektromagnetických vĺn, ktoré ovplyvňujú komunikačné linky a komunikácie.

Tieto výsledky budú pozorované len priamo v mieste poruchy alebo blízko neho, keďže so vzdialenosťou od tohto úseku bude prúdová hodnota slabnúť. Pri plánovaní a inštalácii akejkoľvek elektroinštalácie sa vykonajú potrebné ochranné opatrenia proti negatívnemu javu.

Stanovenie sily prúdu

Ak chcete vypočítať skratový prúd, pozrite si Ohmov zákon pre elektrický obvod. Uvádza, že jeho sila je priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu.

V prípade skratu je hodnota odporu veľmi malá, preto sa pomer napätia k nemu niekoľkokrát zvyšuje. Napríklad v jednofázovej domácej elektrickej sieti je napätie 220 V. Ak predpokladáme, že odpor pri skrate klesne na 0,04 Ohm, potom je prúdová sila 5500 A.

Keďže štandardná zásuvka je dimenzovaná na 16 A, je zrejmé, že jednoducho vyhorí. Tento výpočet je približný, pretože pri iných typoch tohto javu je komplikovanejší. Okrem jednofázových sú v trojfázových sieťach možné skraty:

• dvojfázový;
• medzi fázami k zemi;
• trojfázový.

Pri určovaní hodnoty prúdu v týchto prípadoch sa berú do úvahy: odpor celého elektrického siete, jednotlivé sekcie, doplnkové sieťové vybavenie, oblúky uzáveru vodičov a iné. Preto bude jeho celková hodnota oveľa vyššia ako pri približnom výpočte.

Metódy ochrany

Hlavná metóda ochrany pred týmto negatívnym javom je založená na prerušení elektrického obvodu. Na to sa v ňom používajú poistky. Zvyčajne ide o vodič, ktorý je dimenzovaný na určitý prúdový limit.

Poistky sa považujú za najslabší článok v obvode, preto akonáhle sa hodnota prúdu zvýši, vodič sa spáli a preruší obvod. Týmto spôsobom sú chránené zostávajúce prvky reťaze. Na ochranu elektrických obvodov bytu a domu sa používajú automatické spínače.

Hlavný rozdiel medzi strojmi a poistkami je opakovane použiteľný. Konštrukcia stroja obsahuje uvoľnenie, ktoré zabezpečuje prevádzku zariadenia v abnormálnej situácii. Vyrába sa niekoľko typov týchto zariadení:

• elektromagnetické;
• tepelný;
• polovodič;
• zmiešané.

Počas vytvárania prúdu kritickej hodnoty sa stroj vypne pomocou tepelného alebo elektromagnetického uvoľnenia. Na ochranu pred vysokým prúdom nemôžete použiť zariadenie na zvyškový prúd, pretože má úplne iné úlohy.

Ďalšou metódou ochrany je použitie tlmivky obmedzujúcej prúd. Táto jednotka je inštalovaná vo vysokonapäťových obvodoch, kde prúd môže byť veľký a nie je možné zvoliť vhodné ochranné zariadenie.

Reaktor je induktor, ktorý je zapojený sériovo do elektrickej siete. V prípade núdze táto jednotka prevezme celú silu prúdu.

Použitie uchytenia vodičov

Okrem negatívnych vlastností je tento negatívny jav prospešný. Existuje mnoho zariadení pracujúcich pri vysokých prúdoch. Najpopulárnejšia z nich je zváracia jednotka. Počas jeho činnosti sa medzi zváracou elektródou a uzemňovacou slučkou vytvorí elektrický oblúk.

Princíp činnosti zariadenia je založený na znížení napätia a zvýšení sily prúdu, ktorá môže dosiahnuť až 250 A. Teplota oblúka je až niekoľko tisíc stupňov, čo umožňuje roztavenie dielov, ktoré sa majú zvárať v mieste dotyku.

Takéto režimy sa používajú na krátky čas a výkon zváracej jednotky jej umožňuje odolávať preťaženiu. Toto použitie skratovacích vodičov počas zvárania vám umožňuje získať silné a spoľahlivé kovové konštrukcie.