Что это - короткое замыкание в электрической цепи?

 

Любой человек, чья работа связана с обслуживанием электротехники, очень хорошо знает о тех неприятностях, которые таит в себе короткое замыкание (к.з.). Иногда считается, что оно представляет собой повреждение. Это не так. Короткое замыкание – это процесс, или, если угодно, аварийный режим работы какого-либо участка электроустановки. А вот последствия его действительно приводят к повреждениям. Общепринятое определение гласит: «Короткое замыкание – это непосредственное соединение двух или более точек электрической цепи, обладающих различным потенциалом. Является ненормальным (непредусмотренным) режимом работы».

Чтобы понять, что именно происходит в цепи в тот момент, когда там возникает короткое замыкание, необходимо вспомнить принципы функционирования элементов контура. Представим простейшую цепь, состоящую из источника питания, двух проводников и нагрузки (например, лампочки). В обычных условиях в проводнике существует направленное движение заряженных элементарных частиц, обусловленное постоянным воздействием электродвижущей силы источника. Они перемещаются от одного полюса источника к другому через два участка провода и лампу. Соответственно, лампа излучает свет, так как частицы совершают в ней определенную работу.


При переменном токе направление движения постоянно изменяется, но в данном случае это не принципиально. Количество электронов, проходящих по определенному участку цепи за единицу времени, ограничивается сопротивлением лампы, проводников, источника ЭДС. Другими словами, ток не растет бесконечно, а соответствует установившемуся режиму.

Но вот по какой-либо причине повреждается изоляция на участке цепи. К примеру, лампу залило водой. В этом случае ее электрическое сопротивление уменьшается. В результате текущий по контуру ток ограничивается суммарным сопротивлением источника питания, проводов и водного «перешейка» на лампе. Обычно эта сумма настолько ничтожна, что в расчетах не учитывается (исключение составляют специализированные вычисления).


Итогом является практически бесконечный рост тока, определяемого по классическому закону Ома. В данном случае часто упоминают мощность короткого замыкания. Она определяется предельным значением электрического тока, который способен выдать источник питания до выхода из строя. Кстати, именно поэтому запрещается соединять проводком (закорачивать) противоположные контакты батареек.

Хотя в примере мы рассматриваем устранение из цепи сопротивления лампы вследствие попадания на нее воды, причин короткого замыкания множество. К примеру, если говорить об этой же схеме, то к.з. также может возникнуть, если будет нарушена изоляция хотя бы одного провода и он соприкоснется с землей. В этом случае ток от источника питания последует по пути наименьшего сопротивления, то есть в землю, обладающую огромной емкостью. Повреждение изоляции сразу двух проводов и их соприкосновение приведет к тому же самому результату.

Вышесказанное можно обобщить: к.з могут быть с землей и без нее. На происходящие процессы это не влияет.

О каких же повреждениях шла речь в начале статьи? Как известно, чем выше значение тока, протекающего по участкам цепи, тем больше их нагрев. При достаточной мощности источника при к.з. некоторые участки цепи попросту выгорают, превращаясь в медную пыль (для медных элементов).

Защита от короткого замыкания довольно проста и эффективна. Сообщения о разрушениях из-за замыкания возникают, прежде всего, по причине неправильно подобранных параметров аппаратов защиты, неверной селективности. Если речь идет о бытовой цепи 220 В, то применяют автоматические выключатели. В них при чрезмерном возрастании тока электромагнитный расцепитель, находящийся внутри, разрывает цепь.

 

Оголенные провода: опасность в доме
Касание оголенного электрического провода под напряжением может привести к печальным последствиям, ведь тело человека является проводником и, попадая в электрическую цепь, становится ее частью. Все провода, а также их соединения должны быть ...
далее
Дифференциальная защита: принцип действия, устройство, схема. ...
В статье вы узнаете о том, что такое дифференциальная защита, как она работает, какими положительными качествами обладает. Также будет рассказано о том, какие имеются недостатки у дифзащиты линий электропередач. Также вы ознакомитесь с практическими ...
далее
Посудомоечная машина: ремонт сделать самому своими руками. Основные ...
Устройство посудомоечной машины - аппарата, помогающего домохозяйкам в домашних делах, очень непростое. Несмотря на это, некоторые действия по обслуживанию (очистка фильтров, дополнительная настройка) можно выполнить самому. Некоторые рекомендации, ...
далее
Узнаем как прозвонить провода мультиметром
Мультиметры способны замерять ток, сопротивление и напряжение, а также контролировать непрерывность цепи, подавая сигнал в том случае, если две вещи электрически соединены. Это пригодится, например, при монтаже проводки и скручивании или пайке ...
далее
Параллельная работа трансформаторов - условия применения
Энергетика – уже давно неотъемлемая часть цивилизации. Без нее представить себе жизнь просто невозможно. Именно поэтому вопрос о бесперебойности энергоснабжения потребителей ставится все более остро. Параллельная работа трансформаторов – один из таких способов. Однако только ли для резервирования используют данный метод, и какие требования предъявляют к оборудованию?
далее
Параллельная работа трансформаторов - условия применения
Мосфет - определение. Конструктивно-технологические особенности
В этой статье будет рассказано о таком элементе, как мосфет. Что это, какими свойствами обладает, для чего используется в современной электронике, будет рассказано ниже.
далее
Мосфет - определение. Конструктивно-технологические особенности
Твердотельное реле. Принцип работы. Подключение
Что собой представляет твердотельное реле? Как оно работает? Как его необходимо подключать и как им управлять?
далее
Твердотельное реле. Принцип работы. Подключение
Блуждающие токи: краткая характеристика, сущность, защита
Блуждающие токи – это разновидность направленного движения заряженных частиц, которое возникает в земле при использовании последней в качестве проводника. Основная опасность этого явления состоит в развитии коррозии тех металлических предметов, которые находятся под землей или хотя бы частично с ней соприкасаются.
далее
Блуждающие токи: краткая характеристика, сущность, защита
Автоматы АББ: характеристики, подключение
От максимального рабочего тока напрямую зависит мощность устройств, подключенных к сети. То есть при установке прибора с недостаточным номиналом при высокой нагрузке его будет просто выбивать. При этом автоматы АББ с мощностью, превышающей необходимую, не являются выходом из ситуации, так как они не отреагируют на короткое замыкание. Здесь требуется точное соблюдение всех параметров.
далее
Автоматы АББ: характеристики, подключение