Svaki put kada uključite električni uređaj u utičnicu, završite električni krug i električna struja počinje da teče kroz njega.
Najjednostavniji električni krug sastoji se od izvora struje, potrošača električne energije
i prekidač povezan žicama.
Potrošač električna struja transformiše električna energija, koja do njega dolazi, u druge vrste energije - mehaničku (na primjer, u elektromotorima), termičku (u glačama, uređaji za grijanje), svjetlo ( osvetljenje) itd.
Jačina struje u ovom kolu je jednaka
,odnosno direktno je proporcionalan naponu u mreži, a obrnuto proporcionalan otporu koji električni aparat stvara (Ohmov zakon).
Što se događa ako se krug zatvori ne kako je predviđeno dizajnom kruga i električnog uređaja, već direktno, zaobilazeći električni uređaj?
Šematski to izgleda ovako:
U ovom slučaju, otpor mreže značajno opada, a kao rezultat toga, struja u krugu naglo raste. I, kao što je poznato, količina topline koja se oslobađa u dijelu kola je proporcionalna kvadratu struje u ovom dijelu (Joule-Lenzov zakon). Dakle, ako se tijekom kratkog spoja struja poveća za 20 puta, tada će se količina oslobođene topline povećati za oko 400 puta! Zbog toga kratki spoj može uzrokovati topljenje žica, zapaliti izolaciju i na kraju uzrokovati zapaljenje zapaljivih predmeta u okolini kratki spoj, i na vatru.
Do kratkog spoja dolazi i ako otpor opterećenja postane manji od unutrašnjeg otpora izvora napajanja.
Šta može uzrokovati kratki spoj? Najčešće je njegov uzrok kršenje izolacije žice (zbog habanja, nepravilnog rada itd.). Također, uzrok kratkog spoja može biti mehaničko oštećenje električno kolo ili u električnom uređaju, kao i preopterećenje mreže.
Kako možete spriječiti kratki spoj?
U tu svrhu u strujne krugove se ugrađuju posebni osigurači.
Najjednostavniji osigurači su napravljeni od topljivog materijala. U slučaju velikog povećanja struje, ovaj materijal se topi ili sagorijeva i otvara strujni krug mnogo prije nego što strujno kolo dođe više ozbiljne posledice. Mali heroj koji se žrtvovao zamijenjen je novim.
Automatski osigurači su projektovani tako da u slučaju visoka struja U slučaju kratkog spoja, momentalno se aktivira elektromagnetno okidanje, koje isključuje električni krug bez izazivanja oštećenja. Da biste nakon otklanjanja kratkog spoja ponovo uključili struju, potrebno je samo pritisnuti bijelo dugme (crveno se koristi za gašenje) ili podići ručicu koja je pala kada je osigurač aktiviran.
Svaka osoba čiji posao uključuje servisiranje električne opreme vrlo dobro zna kakve probleme predstavlja kratki spoj (kratki spoj). Ponekad se smatra da predstavlja štetu. Ovo je pogrešno. Kratki spoj je proces, ili, ako želite, hitni način rada rad bilo kojeg dijela električne instalacije. Ali njegove posljedice zaista dovode do štete. Općenito prihvaćena definicija je: „Kratki spoj je direktna veza dvije ili više tačaka različitih potencijala. To je nenormalan (nenamjeran) način rada.”
Da bismo razumjeli što se točno događa u krugu u trenutku kada tamo dođe do kratkog spoja, potrebno je zapamtiti principe rada elemenata kruga. Zamislimo jednostavno kolo koje se sastoji od dva vodiča i opterećenja (na primjer, sijalice). IN normalnim uslovima u provodniku dolazi do usmerenog kretanja naelektrisanih elementarnih čestica usled stalnog uticaja izvora. Kreću se od jednog pola izvora do drugog kroz dva dijela žice i lampu. Shodno tome, lampa emituje svetlost jer čestice u njoj obavljaju određenu količinu posla.
Kada se smjer kretanja stalno mijenja, ali u ovom slučaju to nije bitno. Broj elektrona koji prolaze kroz određeni dio kola u jedinici vremena ograničen je otporom lampe, vodiča i EMF izvora. Drugim riječima, struja ne raste beskonačno, već odgovara stabilnom stanju.
Ali iz nekog razloga je izolacija na dijelu strujnog kruga oštećena. Na primjer, lampa je bila preplavljena vodom. U ovom slučaju se smanjuje. Kao rezultat toga, struja koja teče kroz krug ograničena je ukupnim otporom izvora napajanja, žica i vodene „prevlake“ na lampi. Obično je ovaj iznos toliko beznačajan da se ne uzima u obzir u proračunima (s izuzetkom specijalizovanih proračuna).
Rezultat je skoro beskonačno povećanje struje, određeno klasičnim Ohmovim zakonom. Snaga kratkog spoja se često spominje u ovom slučaju. Određuje se graničnom vrijednošću električne struje koju izvor napajanja može isporučiti prije kvara. Usput, zbog toga je zabranjeno spajanje (kratki spoj) suprotnih kontakata baterija.
Iako u primjeru razmatramo uklanjanje otpora lampe iz kruga zbog ulaska vode u njega, postoji mnogo razloga za kratki spoj. Na primjer, ako govorimo o istom krugu, onda kratkom spoju. može se pojaviti i ako je izolacija barem jedne žice prekinuta i ona dođe u kontakt sa zemljom. U tom slučaju struja iz izvora napajanja će pratiti put najmanjeg otpora, odnosno do zemlje, koja ima ogroman kapacitet. Oštećenje izolacije dvije žice odjednom i njihov kontakt dovest će do istog rezultata.
Gore navedeno može se generalizirati: kratki spojevi mogu biti sa ili bez uzemljenja. Ovo ne utiče na tekuće procese.
O kakvoj se šteti govorilo na početku članka? Kao što je poznato, što je veća struja koja teče kroz dijelove kruga, to je veće njihovo zagrijavanje. Sa dovoljnom snagom izvora tokom kratkog spoja. neki dijelovi lanca jednostavno izgore, pretvarajući se u bakrenu prašinu (za bakrenih elemenata).
Zaštita od kratkog spoja je prilično jednostavna i efikasna. Prijave oštećenja uslijed kratkih spojeva nastaju prvenstveno zbog pogrešno odabranih parametara zaštitnih uređaja i pogrešne selektivnosti. Ako govorimo o kućnom krugu od 220 V, onda kada se struja pretjerano poveća, elektromagnetno oslobađanje koje se nalazi unutra prekida krug.
Zdravo svima. Veoma mi je drago što ste posjetili moju stranicu. A danas ćemo govoriti o tome šta je kratki spoj i kakvi kratki spojevi postoje.
Kratki spoj je spoj (kontakt) dvije ili više točaka (provodnika) električnog kola s različitim vrijednostima potencijala.
Različiti potencijali su kada su faza i nula u mreži naizmjenična struja, ili plus i minus u DC mreži.
Pogledajmo sada koje vrste kratkog spoja postoje.
IN jednofazna mreža Mogu postojati samo dvije vrste kratkog spoja:
1. faza i nula - ova vrsta zatvaranja se vrlo često javlja kod jednostavnih uslove za život. Na primjer, s početkom zime postaje hladno, a mnogi se pokušavaju zagrijati uz pomoć električnih grijača.
Ali malo ljudi obraća pažnju na utičnice u koje su ti isti grijači uključeni. Često se dešava da utičnice nisu predviđene za struje koje troše grijalice, ili često utičnice mogu imati loš kontakt.
Zbog toga se utičnice i utikači počinju zagrijavati. Kao rezultat dugotrajnog zagrijavanja, izolacija žica je uništena. I u jednom lijepom trenutku dva, već otkrivena provodnika mogu se dodirnuti, što će rezultirati kratkim spojem.
2. faza i uzemljenje - to je kada fazna žica, nekako počinje kontaktirati uzemljeni okvir bilo koje električne opreme. Ili električni bojler, lampa, mašina i tako dalje.
Također se događa da se kućište može nulirati, tada se takav kratki spoj može pripisati prvom slučaju.
Ali u situacijama u kojima dođe do kratkog spoja, to može biti mnogo više:
1. jednofazni kvar– faza i nula. Ovu vrstu sam već opisao gore, pa idemo na sljedeću.
2. dvofazni - to je kada su dvije faze spojene jedna na drugu. Često se dešava vazdušne linije prijenos snage Ovu pojavu je vjerovatno svaki čovjek vidio u svom životu. Kada ste na ulici jak vjetar i počinje da labavi žice, i prima mali vatromet. U industrijskim poduzećima takav kratki spoj se često javlja u strujnim krugovima.
3. dvofazni i uzemljeni - ovo se, naravno, dešava rjeđe, ali se ipak događa. Primjer kada se dvije faze mogu spojiti jedna na drugu, a u isto vrijeme i dodirnuti uzemljenje.
4. trofazni - to je kada su sve tri faze nekako zatvorene zajedno. Takav kratki spoj će nastati kada neki provodljivi predmet padne ili dodirne sve tri faze istovremeno.
Koje bi mogle biti posljedice struje kratkog spoja?
Prilikom kratkog spoja, struja se trenutno povećava, što dovodi do jakog zagrijavanja i topljenja metala. Prskanje ovog metala raspršuje se na sve strane, a sve to prati jak bljesak i vatra. Što lako može dovesti do požara i vrlo ozbiljnih posljedica.
U običnim kućnim uslovima, ako ne odaberete pravu zaštitu od kratkog spoja, zaista možete mnogo izgubiti. Počevši od vašeg doma i namještaja, pa do vašeg vlastitog života i života ljudi koji s vama žive pod istim krovom.
U poduzećima struje kratkog spoja mogu dovesti do vanrednih situacija, oštećenja opreme, a od toga mogu patiti i ljudi. Ali poduzeća obično koriste nekoliko zaštita odjednom, što praktički eliminira pojavu kratkih spojeva.
To je sve što sam htio reći. Ako imate bilo kakvih pitanja, postavite ih u komentarima. Ako vam je članak bio koristan, podijelite ga sa svojim prijateljima na na društvenim mrežama i pretplatite se na ažuriranja. Do sljedećeg puta.
S poštovanjem, Alexander!
Kratki spoj nastaje kada su strujni dijelovi različitih potencijala ili faza spojeni jedan na drugi. Kratak spoj se može stvoriti i na tijelu opreme spojenom na uzemljenje. Ova pojava je takođe tipična za električne mreže i električni prijemnici.
Uzroci i posljedice struje kratkog spoja
Uzroci kratkog spoja mogu biti vrlo različiti. To olakšava vlaga ili agresivno okruženje, pri čemu se značajno pogoršava. Može doći do zatvaranja mehaničkim uticajima ili greške osoblja tokom popravki i održavanja.
Suština fenomena leži u njegovom nazivu i predstavlja skraćivanje puta kojim struja prolazi. Kao rezultat, struja teče pored otpornog opterećenja. Istovremeno se povećava do neprihvatljivih granica ako zaštitno isključivanje ne radi.
Međutim, do nestanka struje možda neće doći čak i ako postoji zaštitna oprema. Ova situacija se događa kada je kratki spoj veoma udaljen i značajan otpor čini struju nedovoljnom za okidanje zaštitnih uređaja. Međutim, ova struja je sasvim dovoljna da zapali žice i izazove požar.
U takvim situacijama veliki značaj imaju takozvane vremensko-strujne karakteristike karakteristične za prekidače. Ovdje važnu ulogu imaju strujni prekid i termalna okidanja koja štite od preopterećenja. Ovi sistemi imaju apsolutno drugačije vrijeme rad, dakle, sporo djelovanje termičke zaštite može dovesti do stvaranja zapaljenog luka i oštećenja provodnika koji se nalaze u blizini.
Struje kratkog spoja imaju elektrodinamički i termički učinak na opremu i električne instalacije, što u konačnici dovodi do njihove značajne deformacije i pregrijavanja. S tim u vezi, potrebno je unaprijed napraviti proračune struja kratkog spoja.
Kako izračunati struju kratkog spoja koristeći formulu
Proračun ovih struja se u pravilu vrši ako je potrebno provjeriti rad opreme ekstremne situacije. Glavna svrha je utvrditi prikladnost zaštitnih sredstava automatski uređaji. Da biste pravilno izračunali struju kratkog spoja, prije svega, morate točno znati metal od kojeg je napravljen vodič. Za proračune će vam trebati i dužina žice i njen poprečni presjek.
Za utvrđivanje otpornost potrebno je znati indeks aktivnog otpora Rp, čija se vrijednost sastoji od otpornosti žice pomnožene njenom dužinom. Vrijednost induktivne reaktanse Xp izračunava se na osnovu specifične induktivne reaktanse, uzete kao 0,6 Ohm/km.
Zt indikator je impedansa fazni namotaj ugrađen u transformator sa strane niskog napona. Stoga će pravovremeni preliminarni proračuni pomoći da se izbjegnu ozbiljna oštećenja električne opreme uzrokovana kratkim spojem.
Proračuni omogućavaju da se tačno odredi koje prekidač pružiće najviše efikasnu zaštitu od kratkih spojeva. Međutim, sva potrebna mjerenja mogu se izvršiti pomoću posebnog uređaja, koji je precizno dizajniran za određivanje ovih vrijednosti. Za obavljanje mjerenja uređaj se povezuje na mrežu i prebacuje na željeni način rada.
Zaštita mreže od kratkog spoja
Kratki spoj je veza na polove EMF izvora otpora srazmjernog njegovom unutrašnjem otporu. U većini slučajeva, ovaj način rada se javlja slučajno i ispostavlja se da je izuzetno štetan za izvor EMF. Međutim, postoje električni uređaji (uređaji za topljenje luka) posebno dizajnirani za dugotrajan rad u režimu kratkog spoja.
Opasnost od kratkog spoja
Za ljude je kratki spoj opasan prvenstveno zbog prskanja rastopljenog metala koji nastaju na mjestima slučajnog kontakta između vodiča i ultraljubičasto zračenje od električni lukšto se dešava kada puknu. osim toga, visoke temperature na mjestu kontakta u većini slučajeva može dovesti do paljenja izolacije i izazvati požar.
U prvoj aproksimaciji, maksimalna moguća struja kratkog spoja jednaka je omjeru emf izvora i njegovog unutrašnjeg otpora. Što se više energije ukloni iz izvora u projektovanom režimu rada, to je manje unutrašnji otpor i što je način zatvaranja opasniji za njega. Međutim, specifičnost efekta varira EMF izvori drugačije.
Princip rada kratkog spoja
Slučajno zatvoreni galvanski elementi koji se ne mogu povratiti (baterije itd.), unatoč niskom EMF-u koji ne prelazi nekoliko volti, sposobni su proizvesti struju koja zagrijava element do značajne temperature. Ako se ostavi bez nadzora, takva baterija može rastopiti plastično kućište uređaja u koji je umetnuta. Stoga, prilikom zamjene baterija, uvijek ih trebate provjeriti da li se zagrijavaju nakon otprilike jednog minuta. Nakon takvog procesa, otpor elementa se neprihvatljivo povećava i treba ga zamijeniti. 
Baterije, pa čak i više, imaju znatno veći EMF od 6 - 48 volti, a sa kapacitetom od desetina i stotina amper-sati njihova struja kratkog spoja može se mjeriti u stotinama i hiljadama ampera. Kratko spojena baterija bez osigurača u svom strujnom krugu može lako postati izvor požara, pa s njima morate rukovati vrlo pažljivo.
Ožičenje stana u velikoj većini slučajeva opremljeno je zaštitnom opremom u obliku automatskih ulaznih prekidača koji se aktiviraju kada struja u njemu prijeđe određenu vrijednost. Ovo pomaže u sprečavanju topljenja žica.
Slične zaštitne mjere se koriste u industrijskoj elektrotehnici, gdje se prekomjerna struja prekida ili elektromagnetnim prekidačem ili topljenjem osigurača s poprečnim presjekom mnogo manjim od presjeka glavnog mrežnog vodiča.