Pokaždé, když zapojíte elektrický spotřebič do zásuvky, dokončíte elektrický obvod a začne jím protékat elektrický proud.
Nejjednodušší elektrický obvod se skládá ze zdroje proudu, spotřebiče elektřiny
a vypínač připojený dráty.
Spotřebitel elektrický proud transformuje elektrická energie, která k němu přichází, na jiné druhy energie - mechanické (například u elektromotorů), tepelné (v žehličkách, topná zařízení), světlo ( osvětlení) atd.
Síla proudu v tomto obvodu je rovna
,to znamená, že je přímo úměrné napětí v síti a nepřímo úměrné odporu, který elektrický spotřebič vytváří (Ohmův zákon).
Co se stane, když se obvod uzavře ne tak, jak je zamýšleno konstrukcí obvodu a elektrického spotřebiče, ale přímo a obchází elektrický spotřebič?
Schematicky to vypadá takto:
V tomto případě se odpor sítě výrazně sníží a v důsledku toho prudce vzroste proud v obvodu. A jak je známo, množství tepla uvolněného v části obvodu je úměrné druhé mocnině proudu v této části (Joule-Lenzův zákon). Pokud se tedy během zkratu proud zvýší 20krát, pak se množství uvolněného tepla zvýší asi 400krát! To je důvod, proč zkrat může způsobit roztavení vodičů, vznícení izolace a nakonec může způsobit vzplanutí hořlavých předmětů v okolí zkrat a k ohni.
Ke zkratu také dochází, pokud odpor zátěže klesne pod vnitřní odpor zdroje energie.
Co může způsobit zkrat? Nejčastěji je jeho příčinou porušení izolace drátu (v důsledku opotřebení, nesprávné obsluhy atd.). Příčinou zkratu může být také mechanické poškození elektrický obvod nebo v elektrickém spotřebiči, stejně jako přetížení sítě.
Jak můžete zabránit zkratu?
Za tímto účelem jsou v obvodech instalovány speciální pojistky.
Nejjednodušší pojistky jsou vyrobeny z tavitelného materiálu. V případě velkého nárůstu proudu se tento materiál roztaví nebo spálí a otevře obvod dlouho předtím, než se obvod objeví více vážné následky. Malý hrdina, který se obětoval, je nahrazen novým.
Automatické pojistky jsou navrženy tak, aby v případě vysoký proud V případě zkratu se okamžitě spustí elektromagnetická spoušť, která odpojí elektrický obvod bez poškození. Abyste po odstranění zkratu znovu zapnuli elektřinu, stačí stisknout bílé tlačítko (k vypnutí slouží červené) nebo překlopit páčku, která upadla při aktivaci pojistky.
Každá osoba, jejíž práce zahrnuje servis elektrického zařízení, velmi dobře ví o potížích, které představuje zkrat (zkrat). Někdy se má za to, že představuje poškození. To je špatně. Zkrat je proces, nebo chcete-li, Nouzový režim provoz jakékoli části elektrické instalace. Jeho následky ale skutečně vedou k poškození. Obecně přijímaná definice zní: „Zkrat je přímé spojení dvou nebo více bodů s různým potenciálem. Je abnormální (nezamýšlený) provozní režim.”
Abychom pochopili, co se přesně děje v obvodu v okamžiku, kdy tam dojde ke zkratu, je nutné si zapamatovat principy fungování prvků obvodu. Představme si jednoduchý obvod sestávající ze dvou vodičů a zátěže (například žárovky). V normální podmínky ve vodiči dochází vlivem neustálého vlivu zdroje k usměrněnému pohybu nabitých elementárních částic. Pohybují se z jednoho pólu zdroje na druhý prostřednictvím dvou částí drátu a lampy. V souladu s tím lampa vyzařuje světlo, protože částice v ní vykonávají určitou práci.
Když se směr pohybu neustále mění, ale v tomto případě to není důležité. Počet elektronů procházejících určitou částí obvodu za jednotku času je omezen odporem lampy, vodičů a zdroje EMF. Jinými slovy, proud neroste donekonečna, ale odpovídá ustálenému stavu.
Ale z nějakého důvodu je izolace na části obvodu poškozena. Například lampa byla zaplavena vodou. V tomto případě se snižuje. V důsledku toho je proud protékající obvodem omezen celkovým odporem zdroje energie, vodičů a vodního „isthmu“ na lampě. Obvykle je tato částka tak zanedbatelná, že se s ní ve výpočtech (s výjimkou specializovaných výpočtů) nepočítá.
Výsledkem je téměř nekonečný nárůst proudu, určený klasickým Ohmovým zákonem. Často se v tomto případě uvádí zkratové napájení. Je určena mezní hodnotou elektrického proudu, který je zdroj schopen dodat před poruchou. Mimochodem, právě proto je zakázáno spojovat (zkratovat) opačné kontakty baterií.
Ačkoli v příkladu uvažujeme o odstranění odporu lampy z obvodu kvůli vniknutí vody do něj, existuje mnoho důvodů pro zkrat. Například, pokud mluvíme o stejném obvodu, pak zkrat. může také nastat, pokud je porušena izolace alespoň jednoho vodiče a ten se dostane do kontaktu se zemí. Proud ze zdroje půjde v tomto případě cestou nejmenšího odporu, tedy k zemi, která má obrovskou kapacitu. Poškození izolace dvou vodičů najednou a jejich kontakt povede ke stejnému výsledku.
Výše uvedené lze zobecnit: zkraty mohou být se zemí nebo bez ní. To nemá vliv na probíhající procesy.
O jakém poškození se hovořilo na začátku článku? Jak je známo, čím vyšší proud protéká částmi okruhu, tím větší je jejich ohřev. S dostatečným výkonem zdroje při zkratu. některé části řetězu jednoduše vyhoří a změní se v měděný prach (např měděné prvky).
Ochrana proti zkratu je poměrně jednoduchá a účinná. Hlášení poškození zkratem vznikají především kvůli nesprávně zvoleným parametrům ochran a nesprávné selektivitě. Pokud mluvíme o 220 V obvodu pro domácnost, pak když se proud nadměrně zvýší, elektromagnetické uvolnění umístěné uvnitř obvod přeruší.
Ahoj všichni. Jsem velmi rád, že jste navštívili mé stránky. A dnes si povíme, co je zkrat a jaké zkraty existují.
Zkrat je spojení (kontakt) dvou nebo více bodů (vodičů) elektrického obvodu s různými hodnotami potenciálu.
Různé potenciály jsou, když jsou v síti fáze a nula střídavý proud, nebo plus a mínus v stejnosměrné síti.
Nyní se podívejme, jaké typy zkratů existují.
V jednofázová síť Mohou existovat pouze dva typy zkratu:
1. fáze a nula - tento typ uzávěru se velmi často vyskytuje v jednoduchých životní podmínky. Například s nástupem zimy se ochladí a mnoho lidí se snaží zahřát pomocí elektrických ohřívačů.
Ale jen málo lidí věnuje pozornost zásuvkám, do kterých jsou zapojena stejná topidla. Často se stává, že zásuvky nejsou dimenzovány na proudy, které topidla odebírají, nebo často mohou mít zásuvky špatný kontakt.
Z tohoto důvodu se zásuvky a zástrčky začnou zahřívat. V důsledku dlouhodobého zahřívání je izolace vodičů zničena. A v jednom krásném okamžiku se dva, již obnažené, vodiče mohou dotknout a dojde ke zkratu.
2. fáze a uzemnění - to je když fázový drát, nějak začne kontaktovat uzemněný rám jakéhokoli elektrického zařízení. Buď elektrický ohřívač vody, lampa, stroj a tak dále.
Stává se také, že pouzdro může být vynulováno, pak lze takový zkrat připsat prvnímu případu.
Ale v situacích, kdy dojde ke zkratu, to může být mnohem více:
1. jednofázová porucha– fáze a nula. Tento typ jsem již popsal výše, takže přejdeme k dalšímu.
2. dvoufázový - jedná se o spojení dvou fází. Stává se často na letecké linky přenos síly Tento jev viděl ve svém životě snad každý člověk. Když na ulici silný vítr a začíná uvolňovat dráty a dostává malý ohňostroj. V průmyslových podnicích se takový zkrat často vyskytuje v silových obvodech.
3. dvoufázový a zemní - to se samozřejmě stává méně často, ale stále se to děje. Příklad, kdy se dvě fáze mohou vzájemně propojit a zároveň se také dotknout země.
4. třífázový - to je, když jsou všechny tři fáze nějak uzavřeny dohromady. K takovému zkratu dojde, když nějaký vodivý předmět spadne nebo se dotkne všech tří fází současně.
Jaké mohou být důsledky zkratových proudů?
Během zkratu se proud okamžitě zvýší, což vede k silnému zahřátí a roztavení kovů. Cákance tohoto kovu se rozptýlí do všech stran a to vše je doprovázeno jasným zábleskem a ohněm. Což může snadno vést k požáru a velmi vážným následkům.
V běžných domácích podmínkách, pokud nezvolíte správnou ochranu proti zkratu, můžete přijít opravdu o hodně. Počínaje vaším domovem a nábytkem a konče vaším vlastním životem a životy lidí, kteří s vámi žijí pod jednou střechou.
V podnicích mohou zkratové proudy vést k nouzovým situacím, poškození zařízení a tím mohou trpět i lidé. Podniky však obvykle používají několik ochran najednou, což prakticky eliminuje výskyt zkratů.
To je vše, co jsem chtěl říct. Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích. Pokud byl pro vás článek užitečný, sdílejte jej se svými přáteli na v sociálních sítích a přihlaste se k odběru aktualizací. Do příště.
S pozdravem, Alexander!
Ke zkratu dochází, když jsou navzájem spojeny proudové části různých potenciálů nebo fází. Zkrat se může vytvořit i na těle zařízení spojeném se zemí. Tento jev je také typický pro elektrické sítě a elektrické přijímače.
Příčiny a účinky zkratového proudu
Příčiny zkratu mohou být velmi různé. To je usnadněno vlhkým popř agresivní prostředí, ve kterém se výrazně zhoršuje. Může dojít k uzavření mechanické vlivy nebo chyby personálu při opravách a údržbě.
Podstata jevu spočívá v jeho názvu a představuje zkrácení cesty, po které proud prochází. V důsledku toho proud protéká za odporovou zátěž. Zároveň se zvyšuje do neakceptovatelných mezí, pokud ochranné vypnutí nefunguje.
K výpadku proudu však nemusí dojít, i když k němu dojde ochranné vybavení. Tato situace nastane, když je zkrat velmi daleko a značný odpor způsobí, že proud nestačí ke spuštění ochranná zařízení. Tento proud je však dostačující k zapálení drátů a způsobení požáru.
V takových situacích velká důležitost mají tzv. časově-proudové charakteristiky charakteristické pro jističe. Zde hraje důležitou roli přerušení proudu a tepelné spouště, které chrání před přetížením. Tyto systémy mají absolutně jiný čas provozu, proto pomalé působení tepelné ochrany může vést ke vzniku hořícího oblouku a poškození vodičů umístěných v blízkosti.
Zkratové proudy mají elektrodynamický a tepelný vliv na zařízení a elektrické instalace, což v konečném důsledku vede k jejich výrazné deformaci a přehřívání. V tomto ohledu je nutné předem provést výpočty zkratových proudů.
Jak vypočítat zkratový proud pomocí vzorce
Výpočet těchto proudů se zpravidla provádí, pokud je nutné zkontrolovat provoz zařízení extrémní situace. Hlavním účelem je určit vhodnost ochranného automatická zařízení. Abyste správně vypočítali zkratový proud, musíte nejprve přesně znát kov, ze kterého je vodič vyroben. Pro výpočty budete také potřebovat délku drátu a jeho průřez.
Pro určení odpor je nutné znát aktivní index odporu Rп, jehož hodnota se skládá z měrného odporu drátu vynásobeného jeho délkou. Hodnota indukční reaktance Xp se vypočítá na základě specifické indukční reaktance, uvažované jako 0,6 Ohm/km.
Indikátor Zt je impedance fázové vinutí instalované v transformátoru na straně nízké napětí. Včasné předběžné výpočty tak pomohou vyhnout se vážnému poškození elektrického zařízení způsobenému zkratem.
Výpočty umožňují přesně určit, které jistič poskytne nejvíce účinná ochrana od zkratů. Všechna potřebná měření je však možné provést pomocí speciálního přístroje, který je přesně určen k určení těchto hodnot. Pro měření je zařízení připojeno k síti a přepnuto do požadovaného režimu.
Ochrana proti zkratu sítě
Zkrat je připojení k pólům zdroje EMF odporu úměrného jeho vnitřnímu odporu. Ve většině případů se tento režim provozu vyskytuje náhodně a ukazuje se, že je extrémně škodlivý pro zdroj EMF. Existují však elektrická zařízení (zařízení pro tavení oblouku) speciálně navržená pro dlouhodobý provoz v režimu zkratu.
Nebezpečí zkratu
Pro člověka je zkrat nebezpečný především v důsledku rozstřiku roztaveného kovu, který se tvoří v místech náhodného kontaktu mezi vodiči a ultrafialová radiace z elektrický oblouk k tomu dochází, když prasknou. Kromě, vysoké teploty v místě kontaktu může ve většině případů vést ke vznícení izolace a způsobit požár.
Pro první aproximaci je maximální možný zkratový proud roven poměru emf zdroje k jeho vnitřnímu odporu. Čím více energie je odebíráno ze zdroje v konstrukčním provozním režimu, tím méně vnitřní odpor a o to nebezpečnější je pro něj režim uzavření. Specifičnost účinku se však liší Zdroje EMF odlišný.
Princip činnosti zkratu
Náhodně uzavřené neobnovitelné galvanické prvky (baterie atd.) jsou navzdory nízkému EMF nepřesahujícímu několik voltů schopny produkovat proud, který prvek zahřeje na významnou teplotu. Pokud je ponechána bez dozoru, může taková baterie roztavit plastový obal zařízení, do kterého je vložena. Při výměně baterií byste je proto měli vždy zhruba po minutě zkontrolovat, zda se nezahřívají. Po takovém procesu se odpor prvku nepřijatelně zvyšuje a měl by být vyměněn. 
Baterie, ba co víc, mají výrazně vyšší EMF 6 - 48 voltů a s kapacitou desítek a stovek ampérhodin lze jejich zkratový proud měřit ve stovkách a tisících ampér. Zkratovaná baterie bez pojistek ve svém obvodu se může snadno stát zdrojem požáru, proto s nimi musíte zacházet velmi opatrně.
Bytová elektroinstalace je v naprosté většině případů vybavena ochranným zařízením v podobě automatických vstupních spínačů, které se spouštějí, když proud v ní překročí určitou hodnotu. To pomáhá zabránit roztavení drátů.
Obdobná ochranná opatření se používají v průmyslové elektrotechnice, kde je nadměrný proud přerušen buď elektromagnetickým jističem, nebo roztavením pojistkové vložky s průřezem mnohem menším, než mají hlavní vodiče sítě.