Mỗi khi bạn cắm một thiết bị điện vào ổ cắm, bạn đã hoàn thành mạch điện và dòng điện bắt đầu chạy qua nó.
Mạch điện đơn giản nhất bao gồm một nguồn dòng điện, một thiết bị tiêu thụ điện
và một công tắc được kết nối bằng dây dẫn.
Người tiêu dùng dòng điện biến đổi năng lượng điện, chuyển thành các loại năng lượng khác - cơ học (ví dụ, trong động cơ điện), nhiệt (trong bàn là, thiết bị sưởi ấm), ánh sáng ( thắp sáng) vân vân.
Cường độ dòng điện trong mạch này bằng
,nghĩa là nó tỷ lệ thuận với điện áp trong mạng và tỷ lệ nghịch với điện trở mà thiết bị điện tạo ra (định luật Ohm).
Điều gì sẽ xảy ra nếu mạch đóng không theo dự định của thiết kế mạch và thiết bị điện mà trực tiếp bỏ qua thiết bị điện?
Sơ đồ nó trông như thế này:
Trong trường hợp này, điện trở của mạng giảm đáng kể và kết quả là dòng điện trong mạch tăng mạnh. Và, như đã biết, lượng nhiệt tỏa ra trong một đoạn mạch tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện trong đoạn mạch đó (định luật Joule-Lenz). Vì vậy, nếu trong thời gian ngắn mạch, dòng điện tăng gấp 20 lần thì lượng nhiệt tỏa ra sẽ tăng khoảng 400 lần! Đây là lý do tại sao đoản mạch có thể khiến dây điện nóng chảy, đốt cháy lớp cách điện và cuối cùng có thể khiến các vật dễ cháy xung quanh khu vực bắt lửa. ngắn mạch, và gây cháy.
Đoản mạch cũng xảy ra nếu điện trở tải nhỏ hơn điện trở trong của nguồn điện.
Điều gì có thể gây ra đoản mạch? Thông thường, nguyên nhân của nó là do cách điện của dây bị vi phạm (do mòn, vận hành không đúng cách, v.v.). Ngoài ra, nguyên nhân gây đoản mạch có thể là do hư hỏng cơ học ở mạch điện hoặc trong một thiết bị điện, cũng như tình trạng quá tải mạng.
Làm thế nào bạn có thể ngăn ngừa đoản mạch?
Với mục đích này, các cầu chì đặc biệt được lắp đặt trong các mạch điện.
Cầu chì đơn giản nhất được làm bằng vật liệu dễ nóng chảy. Trong trường hợp dòng điện tăng lớn, vật liệu này nóng chảy hoặc cháy và hở mạch rất lâu trước khi mạch xảy ra nhiều hơn. hậu quả nghiêm trọng. Người anh hùng nhỏ đã hy sinh bản thân được thay thế bằng một người mới.
Cầu chì tự động được thiết kế sao cho trong trường hợp dòng điện cao Trong trường hợp xảy ra đoản mạch, bộ giải phóng điện từ sẽ được kích hoạt ngay lập tức, ngắt kết nối mạch điện mà không gây hư hỏng. Để bật lại điện sau khi loại bỏ chập điện, bạn chỉ cần nhấn nút màu trắng (nút màu đỏ dùng để tắt) hoặc lật cần gạt rơi ra khi cầu chì được kích hoạt.
Bất kỳ người nào làm công việc liên quan đến bảo trì thiết bị điện đều biết rất rõ về những rắc rối mà đoản mạch (đoản mạch) gây ra. Đôi khi nó được cho là đại diện cho thiệt hại. Cái này sai. Đoản mạch là một quá trình, hoặc, nếu bạn muốn, chế độ khẩn cấp hoạt động của bất kỳ phần nào của hệ thống lắp đặt điện. Nhưng hậu quả của nó thực sự dẫn đến thiệt hại. Định nghĩa được chấp nhận rộng rãi là: “Đoản mạch là sự kết nối trực tiếp của hai hoặc nhiều điểm có điện thế khác nhau. Là một phương thức hoạt động bất thường (ngoài ý muốn).
Để hiểu chính xác điều gì xảy ra trong mạch tại thời điểm xảy ra đoản mạch ở đó, cần nhớ nguyên lý hoạt động của các phần tử mạch. Hãy tưởng tượng một mạch điện đơn giản gồm hai dây dẫn và một tải (ví dụ, một bóng đèn). TRONG điều kiện bình thường trong vật dẫn có chuyển động có hướng của các hạt cơ bản mang điện do ảnh hưởng không đổi của nguồn. Chúng di chuyển từ cực này sang cực kia của nguồn thông qua hai đoạn dây và một ngọn đèn. Theo đó, đèn phát ra ánh sáng vì các hạt thực hiện một lượng công nhất định trong đó.
Khi hướng chuyển động liên tục thay đổi, nhưng trong trường hợp này điều đó không quan trọng. Số lượng electron đi qua một phần nhất định của mạch trong một đơn vị thời gian bị giới hạn bởi điện trở của đèn, dây dẫn và nguồn EMF. Nói cách khác, dòng điện không tăng vô hạn mà tương ứng với trạng thái ổn định.
Nhưng vì lý do nào đó mà lớp cách điện trên một đoạn mạch bị hỏng. Ví dụ, một chiếc đèn bị ngập trong nước. Trong trường hợp này nó giảm. Kết quả là dòng điện chạy qua mạch bị giới hạn bởi tổng điện trở của nguồn điện, dây dẫn và “eo đất” nước trên đèn. Thông thường số tiền này không đáng kể nên không được tính đến trong các phép tính (ngoại trừ các phép tính chuyên dụng).
Kết quả là dòng điện tăng gần như vô hạn, được xác định theo định luật Ohm cổ điển. Công suất ngắn mạch thường được đề cập trong trường hợp này. Nó được xác định bởi giá trị giới hạn của dòng điện mà nguồn điện có khả năng cung cấp trước khi xảy ra sự cố. Nhân tiện, đây là lý do tại sao không được phép kết nối (đoản mạch) các tiếp điểm đối diện của pin.
Mặc dù trong ví dụ này, chúng ta đang xem xét việc loại bỏ điện trở của đèn khỏi mạch do nước lọt vào, nhưng có nhiều lý do dẫn đến đoản mạch. Ví dụ, nếu chúng ta nói về cùng một mạch điện thì đoản mạch. cũng có thể xảy ra nếu lớp cách điện của ít nhất một dây bị đứt và nó tiếp xúc với mặt đất. Trong trường hợp này, dòng điện từ nguồn điện sẽ đi theo con đường có ít điện trở nhất, tức là xuống đất, nơi có công suất rất lớn. Làm hỏng lớp cách điện của hai dây cùng một lúc và sự tiếp xúc của chúng sẽ dẫn đến kết quả tương tự.
Những điều trên có thể được khái quát: ngắn mạch có thể có hoặc không có nối đất. Điều này không ảnh hưởng đến các quá trình đang diễn ra.
Những loại thiệt hại đã được thảo luận ở đầu bài viết? Như đã biết, dòng điện chạy qua các phần của mạch càng cao thì nhiệt độ của chúng càng lớn. Với nguồn điện đủ trong thời gian ngắn mạch. một số đoạn của dây xích bị đốt cháy, biến thành bụi đồng (ví dụ nguyên tố đồng).
Bảo vệ ngắn mạch khá đơn giản và hiệu quả. Các báo cáo về hư hỏng do đoản mạch phát sinh chủ yếu do các thông số của thiết bị bảo vệ được lựa chọn không chính xác và độ chọn lọc không chính xác. Nếu chúng ta đang nói về một mạch điện gia dụng 220 V, thì khi dòng điện tăng quá mức, một bộ giải phóng điện từ nằm bên trong sẽ làm đứt mạch.
Chào mọi người. Tôi rất vui vì bạn đã ghé thăm trang web của tôi. Và hôm nay, chúng ta sẽ nói về ngắn mạch là gì và có những loại ngắn mạch nào.
Đoản mạch là sự kết nối (tiếp điểm) của hai hoặc nhiều điểm (dây dẫn) của mạch điện có giá trị điện thế khác nhau.
Các tiềm năng khác nhau là khi pha và số 0 nằm trong mạng Dòng điện xoay chiều hoặc cộng và trừ trong mạng DC.
Bây giờ chúng ta hãy xem có những loại ngắn mạch nào.
TRONG mạng một pha Chỉ có thể có hai loại ngắn mạch:
1. pha và số 0 - kiểu đóng này rất thường xảy ra ở dạng đơn giản điều kiện sống. Ví dụ, khi mùa đông bắt đầu, trời trở nên lạnh và nhiều người cố gắng sưởi ấm bằng máy sưởi điện.
Nhưng ít người chú ý đến ổ cắm mà những máy sưởi này được cắm vào. Điều thường xảy ra là ổ cắm không được thiết kế cho dòng điện mà máy sưởi tiêu thụ hoặc thường ổ cắm có thể tiếp xúc kém.
Vì điều này, ổ cắm và phích cắm bắt đầu nóng lên. Do sưởi ấm kéo dài, lớp cách điện của dây bị phá hủy. Và tại một thời điểm thích hợp, hai dây dẫn đã lộ ra ngoài có thể chạm vào nhau và sẽ dẫn đến đoản mạch.
2. pha và nối đất - đây là lúc dây pha, bằng cách nào đó bắt đầu tiếp xúc với khung nối đất của bất kỳ thiết bị điện nào. Hoặc Bình nóng lạnh, đèn, máy và như vậy.
Nó cũng xảy ra rằng vỏ có thể bằng 0, khi đó hiện tượng đoản mạch như vậy có thể là do trường hợp đầu tiên.
Nhưng trong tình huống xảy ra đoản mạch, nó có thể còn nhiều hơn thế:
1. sự cố một pha– pha và số không. Tôi đã mô tả loại này ở trên, vì vậy hãy chuyển sang loại tiếp theo.
2. hai pha - đây là khi hai pha được kết nối với nhau. Xảy ra thường xuyên vào đường hàng không truyền tải điện Hiện tượng này có lẽ ai trong đời cũng từng nhìn thấy. Khi ở trên đường gió mạnh và bắt đầu nới lỏng dây và nhận được một quả pháo hoa nhỏ. Trong các doanh nghiệp công nghiệp, hiện tượng đoản mạch như vậy thường xảy ra ở các mạch điện.
3. hai pha và nối đất - điều này tất nhiên ít xảy ra hơn, nhưng nó vẫn xảy ra. Một ví dụ khi hai pha có thể kết nối với nhau, đồng thời cũng tiếp xúc với mặt đất.
4. ba pha - đây là khi cả ba pha bằng cách nào đó được đóng lại với nhau. Đoản mạch như vậy sẽ xảy ra khi một vật dẫn điện nào đó rơi hoặc chạm vào cả ba pha cùng một lúc.
Dòng điện ngắn mạch có thể gây ra hậu quả gì?
Trong thời gian ngắn mạch, dòng điện tăng ngay lập tức, dẫn đến sự nóng lên và nóng chảy mạnh của kim loại. Những mảnh kim loại này bắn tung tóe theo mọi hướng, và tất cả điều này đi kèm với một tia sáng và lửa. Điều này rất dễ dẫn đến cháy nổ và hậu quả rất nghiêm trọng.
Trong điều kiện bình thường ở nhà, nếu không chọn biện pháp bảo vệ ngắn mạch phù hợp, bạn thực sự có thể mất mát rất nhiều. Bắt đầu từ ngôi nhà và đồ đạc của bạn, và kết thúc bằng cuộc sống của chính bạn và cuộc sống của những người cùng chung sống dưới một mái nhà.
Trong doanh nghiệp, dòng điện ngắn mạch có thể dẫn đến tình huống khẩn cấp, hư hỏng thiết bị và con người cũng có thể gặp phải tình trạng này. Nhưng các doanh nghiệp thường sử dụng nhiều biện pháp bảo vệ cùng một lúc, điều này thực tế loại bỏ khả năng xảy ra đoản mạch.
Đó là tất cả những gì tôi muốn nói. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy hỏi họ trong phần bình luận. Nếu bài viết hữu ích với bạn thì hãy chia sẻ nó với bạn bè của bạn trên trong mạng xã hội và đăng ký để cập nhật. Cho đến lần sau.
Trân trọng, Alexander!
Đoản mạch xảy ra khi các bộ phận mang dòng điện có điện thế hoặc pha khác nhau được nối với nhau. Đoản mạch cũng có thể hình thành trên thân thiết bị được nối đất. Hiện tượng này cũng đặc trưng cho mạng lưới điện và các máy thu điện.
Nguyên nhân và ảnh hưởng của dòng điện ngắn mạch
Nguyên nhân gây đoản mạch có thể rất khác nhau. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi độ ẩm hoặc môi trường hung hăng, trong đó nó xấu đi đáng kể. Việc đóng cửa có thể dẫn đến tác động cơ học hoặc lỗi nhân sự trong quá trình sửa chữa và bảo trì.
Bản chất của hiện tượng này nằm ở tên của nó và thể hiện sự rút ngắn đường đi mà dòng điện đi qua. Kết quả là dòng điện chạy qua tải điện trở. Đồng thời, nó tăng lên đến giới hạn không thể chấp nhận được nếu chức năng tắt bảo vệ không hoạt động.
Tuy nhiên, việc mất điện có thể không xảy ra ngay cả khi có thiết bị bảo vệ. Tình trạng này xảy ra khi đoản mạch ở rất xa và điện trở lớn khiến dòng điện không đủ để kích hoạt Thiết bị bảo vệ. Tuy nhiên, dòng điện này khá đủ để đốt cháy dây dẫn và gây cháy.
Trong những tình huống như vậy tầm quan trọng lớn có cái gọi là đặc tính thời gian-dòng điện của bộ ngắt mạch. Ở đây, việc cắt dòng điện và giải phóng nhiệt để bảo vệ chống quá tải đóng một vai trò quan trọng. Những hệ thống này hoàn toàn có thời điểm khác nhau do đó, hoạt động chậm của bảo vệ nhiệt có thể dẫn đến hình thành hồ quang cháy và làm hỏng dây dẫn nằm gần đó.
Dòng điện ngắn mạch có tác dụng điện động và nhiệt lên thiết bị và hệ thống lắp đặt điện, cuối cùng dẫn đến biến dạng đáng kể và quá nhiệt của chúng. Về vấn đề này, cần phải tính toán trước dòng điện ngắn mạch.
Cách tính dòng điện ngắn mạch bằng công thức
Theo quy định, việc tính toán các dòng điện này được thực hiện nếu cần kiểm tra hoạt động của thiết bị trong tình huống cực đoan. Mục đích chính là để xác định sự phù hợp của biện pháp bảo vệ thiết bị tự động. Để tính toán chính xác dòng điện ngắn mạch, trước hết, bạn cần biết chính xác kim loại mà dây dẫn được chế tạo. Để tính toán, bạn cũng sẽ cần chiều dài của dây và mặt cắt ngang của nó.
Để xác định điện trở suất cần phải biết chỉ số điện trở hoạt động Rп, giá trị của nó bao gồm điện trở suất của dây nhân với chiều dài của nó. Giá trị của điện kháng cảm ứng Xp được tính dựa trên điện kháng riêng, lấy bằng 0,6 Ohm/km.
Chỉ số Zt là trở kháng cuộn dây pha được lắp đặt trong máy biến áp ở phía bên điện áp thấp. Như vậy, việc tính toán sơ bộ kịp thời sẽ giúp tránh được hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị điện do chập điện.
Tính toán giúp xác định chính xác những gì ngắt mạch sẽ cung cấp nhiều nhất bảo vệ hiệu quả từ các mạch ngắn. Tuy nhiên, tất cả các phép đo cần thiết có thể được thực hiện bằng một thiết bị đặc biệt, được thiết kế chính xác để xác định các giá trị này. Để thực hiện phép đo, thiết bị được kết nối mạng và chuyển sang chế độ cần thiết.
Bảo vệ ngắn mạch mạng
Đoản mạch là kết nối với các cực của nguồn điện trở EMF tương xứng với điện trở trong của nó. Trong hầu hết các trường hợp, chế độ hoạt động này vô tình xảy ra và cực kỳ có hại cho nguồn EMF. Tuy nhiên, có những thiết bị điện (thiết bị nấu chảy hồ quang) được thiết kế đặc biệt để hoạt động lâu dài ở chế độ ngắn mạch.
Nguy hiểm ngắn mạch
Đối với con người, đoản mạch chủ yếu nguy hiểm do kim loại nóng chảy bắn ra ở những nơi tiếp xúc ngẫu nhiên giữa dây dẫn và tia cực tím từ hồ quang điện xảy ra khi chúng vỡ. Bên cạnh đó, nhiệt độ cao tại điểm tiếp xúc trong hầu hết các trường hợp có thể dẫn đến đánh lửa lớp cách nhiệt và gây cháy.
Theo phép tính gần đúng thứ nhất, dòng điện ngắn mạch lớn nhất có thể bằng tỷ số giữa sức điện động nguồn và điện trở trong của nó. Càng nhiều năng lượng được lấy ra khỏi nguồn ở chế độ vận hành thiết kế thì càng ít sức đề kháng nội bộ và chế độ đóng cửa càng nguy hiểm hơn đối với anh ta. Tuy nhiên, tính đặc hiệu của tác dụng này khác nhau nguồn EMF khác biệt.
Nguyên lý hoạt động của ngắn mạch
Các phần tử điện không thể phục hồi (pin, v.v.) bị vô tình đóng lại, mặc dù EMF thấp không vượt quá vài volt, nhưng có khả năng tạo ra dòng điện làm nóng phần tử đến nhiệt độ đáng kể. Nếu không được giám sát, loại pin như vậy có thể làm chảy vỏ nhựa của thiết bị mà nó được lắp vào. Vì vậy, khi thay pin, bạn nên luôn kiểm tra xem chúng có nóng lên sau khoảng một phút không. Sau quá trình như vậy, điện trở của phần tử tăng lên đến mức không thể chấp nhận được và cần được thay thế. 
Pin, và thậm chí hơn thế nữa, có EMF cao hơn đáng kể từ 6 - 48 volt và với công suất hàng chục và hàng trăm ampe giờ, dòng điện ngắn mạch của chúng có thể được đo bằng hàng trăm và hàng nghìn ampe. Pin bị chập mạch không có cầu chì trong mạch có thể dễ dàng trở thành nguồn cháy, vì vậy bạn phải xử lý chúng thật cẩn thận.
Hệ thống dây điện trong căn hộ trong phần lớn các trường hợp được trang bị thiết bị bảo vệ dưới dạng công tắc đầu vào tự động được kích hoạt khi dòng điện trong nó vượt quá một giá trị nhất định. Điều này giúp ngăn chặn dây nóng chảy.
Các biện pháp bảo vệ tương tự được sử dụng trong kỹ thuật điện công nghiệp, trong đó dòng điện quá mức bị gián đoạn bởi bộ ngắt mạch điện từ hoặc bằng cách làm chảy dây cầu chì có tiết diện nhỏ hơn nhiều so với dây dẫn mạng chính.