Zkraty v elektrických instalacích

Zkraty (SC) jsou zkraty mezi fázemi (fázovými vodiči elektrické instalace), zkraty mezi fázemi a zemí (nulový vodič) v sítích s pevně a účinně uzemněnými nulovými vodiči, stejně jako otočné zkraty v elektrických strojích.

Ke zkratu dochází při poškození izolace elektrických obvodů. Důvody tohoto porušení jsou různé: stárnutí a následný rozpad izolace, přepětí na vodičích elektrického vedení, zlomení vodičů s pády na zem, mechanické poškození izolace kabelových vedení při výkopových pracích, údery blesku do vedení elektrického vedení atd.

Nejčastěji dochází ke zkratům přechodovým odporem, například odporem elektrického oblouku, který vzniká v místě poškození izolace. Někdy se kovové zkraty vyskytují bez přechodového odporu Pro zjednodušení analýzy se ve většině případů při výpočtu zkratových proudů uvažují kovové zkraty bez zohlednění přechodových odporů.

U třífázových elektroinstalací dochází ke tří- a dvoufázovým zkratům. Kromě toho se v třífázových sítích s pevně a účinně uzemněnými nulami může vyskytnout i jedno- a dvoufázové zkraty na kostru (zkraty mezi dvěma fázemi při jejich současném připojení k zemi).

Při třífázovém zkratu jsou všechny fáze elektrické sítě ve stejných podmínkách, proto se nazývá symetrický. U jiných typů zkratů jsou fáze sítě v jiných podmínkách, díky čemuž dochází ke zkreslení vektorových diagramů proudů a napětí. Takové zkraty se nazývají asymetrické.

Pravděpodobnost výskytu jednoho nebo druhého typu zkratu je charakterizována údaji uvedenými v tabulce 1, která udává hodnoty pro různé napěťové úrovně elektrické instalace, konstrukce přenosového vedení, klimatické a další faktory.

Tabulka 1

Typy zkratů

Zkraty jsou obvykle doprovázeny zvýšením proudů v poškozených fázích na hodnoty několikanásobně vyšší než jmenovité hodnoty.

Tok zkratových proudů vede ke zvýšení energetických ztrát ve vodičích a kontaktech, což způsobuje jejich zvýšené zahřívání. Zahřívání může urychlit stárnutí a destrukci izolace, způsobit sváření a spálení kontaktů, ztrátu mechanické pevnosti sběrnic a vodičů atd. Vodiče a zařízení musí odolat ohřevu zkratovými proudy bez poškození po stanovenou odhadovanou dobu, tzn. musí být tepelně stabilní.

Proudění zkratových proudů je také doprovázeno významnými elektrodynamickými silami mezi vodiči. Pokud nebudou přijata náležitá opatření, mohou tyto síly způsobit zničení částí pod proudem a jejich izolace. Proudové části, přístroje a elektrické stroje musí být konstruovány tak, aby bez poškození odolávaly silám, které vznikají při zkratu, tzn. musí mít elektrodynamický odpor.

Zkraty jsou doprovázeny poklesem napěťové hladiny v elektrické síti, zejména v blízkosti místa poruchy.

Obr.1. Úrovně napětí pro radiální elektrickou síť
v normálním provozním režimu (1) a
v případě zkratu v bodě K1 (2) a K2 (3)

Obr. 1 ukazuje diagramy napětí při zkratech v různých bodech radiální elektrické sítě.

Pokles napětí na sběrnicích spotřebitele (například na sběrnicích RPZ při zkratu na sběrnicích RP1) může vést k nebezpečným následkům. Zatížení motoru je zvláště citlivé na poklesy napětí. Při hlubokém poklesu napětí se točivý moment elektromotoru sníží na hodnoty nižší, než je moment odporu mechanismu. Elektromotor se zpomalí, což vede ke zvýšení proudu, který spotřebovává. Zároveň se ještě více zvyšuje pokles napětí v síti, v důsledku čehož se může rozvinout lavinový proces zachycující stále větší počet spotřebitelů elektřiny.

Prudký pokles napětí při zkratu může vést k narušení stability paralelního provozu generátorů a k systémové havárii s velkými škodami pro národní hospodářství.

Pro zajištění spolehlivého provozu energetických systémů a zamezení poškození zařízení při zkratech je nutné rychle odpojit poškozený úsek. Mezi opatření ke snížení rizika havárií patří také správný výběr zařízení pro zkratové podmínky, použití zařízení omezujících proud, volba racionálního uspořádání sítě atd.

K provedení výše uvedených opatření je nutné umět určit zkratový proud a charakter jeho změny v čase.

Zkrat je doprovázen přechodným procesem, ve kterém hodnoty proudů a napětí, jakož i povaha jejich změny v čase, závisí na poměru výkonu a odporu zdroje energie (generátoru, systému) a obvodu, ve kterém došlo k poškození. S přihlédnutím k tomu lze všechny možné případy zkratů podmíněně rozdělit do dvou skupin, a to: zkraty v obvodech napájených sběrnicemi konstantního napětí (elektrické systémy); Zkrat v blízkosti generátoru s omezeným výkonem.

Konstantní napěťové sběrnice jsou konvenčně považovány za zdroj, jehož svorkové napětí zůstává prakticky nezměněno při jakýchkoli změnách proudu v obvodu, který je k němu připojen. Jinými slovy, charakteristickým rysem tohoto zdroje (nazývaného také nekonečný energetický systém) je, že jeho vlastní odpor je zanedbatelný ve srovnání s odporem zkratového obvodu.

Ve skutečnosti mají kapacity energetických systémů, jednotlivých zdrojů a jejich odpor vždy určité konečné hodnoty. Mnoho prvků elektrických sítí má však tak vysoký odpor ve srovnání s odporem elektrizační soustavy nebo generátoru, že v případě zkratu za takovými prvky (transformátor, reaktor, vedení) lze odpor zdroje ignorovat bez výraznější chyby ve výpočtu zkratového proudu a zbytkového napětí. Obvykle lze při výpočtu zkratových proudů pro výběr elektrického zařízení a nastavení ochrany relé ignorovat odpor napájecího systému, pokud nepřekročí 5-10% výsledného odporu zkratového obvodu.

Do druhé skupiny patří poškození, ke kterému dochází na svorkách generátoru nebo v takové vzdálenosti od nich, že odpor zkratového obvodu je úměrný odporu generátoru. V tomto případě změna parametrů samotného generátoru při zkratu výrazně ovlivňuje průběh procesu a nelze ji zanedbat.

<strong>PODMENU SEKCE</strong><br />

• Obecné informace o elektroinstalacích
• Technologický proces výroby elektřiny v elektrárnách
• Provozní režimy neutrálů v elektrických instalacích
• Tabulky elektrického zatížení spotřebitelů
• Zkraty v elektrických instalacích
• Třífázový zkrat

Jednou z hlavních příčin požárů je vadná elektrická zařízení v obytných budovách a hospodářských budovách.

Typické poruchy skrytého i otevřeného elektrického vedení jsou redukovány především na zkraty mezi fázovými a nulovými vodiči, zkraty mezi fázovými vodiči a zemí, špatné kontakty ve spojích a přerušené vodiče. Obvykle při připojení elektrického zařízení k síti dochází ke zkratu, což naznačuje, že je třeba hledat příčinu poruchy v tomto zařízení. Co je zkrat? Jsou-li dva vodiče elektrického obvodu (v našem případě rozvody v místnosti) připojeny přímo (zkratově), obcházejíce zátěž – žárovky, elektrické spotřebiče – pak vzniká velmi velký proud (desítky a stovky ampér), nazývaný zkratový proud.

Nejčastějším důvodem, proč může dojít ke zkratu v bytě nebo domě, je odření izolace v místech ohybů vodičů. Například u vstupu do zástrčky, zásuvky, stolní lampy, žehličky atd., jakož i kroucení vodičů, ohýbání vodičů v ostrém úhlu, poškození izolace vodičů při bílení, zkratování zásuvek kovem předměty, vnitřní části elektrických zásuvek atd. Str.

Také může dojít ke zkratu v důsledku poškození skryté kabeláže v důsledku neuváženého jednání při zatloukání hřebíků a děrování děr do zdi. Dalším důvodem zkratů je přehřátí a v důsledku toho zničení izolace v důsledku používání elektrických spotřebičů, které spotřebovávají vysoký proud a špatného stavu elektroinstalace. Zkrat může poškodit elektroměr nebo způsobit požár. Aby se zabránilo škodlivým důsledkům zkratu, používají se elektrické pojistky, které odpojí část obvodu, kde došlo ke zkratu, od sítě a rozpojí obvod, když se proud zvýší na nebezpečnou hodnotu. Od vysokého proudu se přitom roztaví tenká drátěná vložka v pojistkách (tzv. špunty) a dojde k vypnutí spínače v pojistkové automatice.

Aby nedošlo ke zkratu, je nutné pečlivě sledovat provozuschopnost elektrického vedení a elektrických spotřebičů. V žádném případě by nemělo být dovoleno nahrazovat vyhořelé zástrčky svazky drátu – „štěnice“, protože proud procházející takovou náhradní pojistkou může výrazně překročit přípustný limit, v důsledku čehož se izolace drátu může vznítit a může dojít k požáru. Spálené pojistky je nutné vyměnit za jiné, ale pouze tovární. Vhodnější pro použití jsou automatické vícečinné pojistky, ve kterých je místo pojistkové vložky relé, které pracuje při vysokých proudech. Pro instalaci na panel je pojistka vybavena základnou a závitem; Zapíná a vypíná se pomocí tlačítek.

Aby se zabránilo požáru, je třeba dodržovat následující pravidla a požadavky požární bezpečnosti:

– pečlivě kontrolujte provozuschopnost elektrického vedení, neustále sledujte jejich provozuschopnost, neporušenost zásuvek, zástrček a elektrických kabelů. Prodlužovací šňůry jsou určeny pro krátkodobé připojení domácích spotřebičů; Po použití by měly být odpojeny ze zásuvky. Neveďte prodlužovací kabely pod koberce nebo přes prahy dveří. Je nutné používat pouze certifikované elektrické příslušenství.

— nenechávejte živé televizory, rádia, magnetofony a jiná domácí elektrická topná zařízení bez dozoru, když opouštíte byty a obytné budovy. To platí zejména pro použití elektrických ohřívačů. Když totiž přijde chladné počasí, stávají se příčinou požárů. A to nejen v obytných budovách, ale také v šatnách, garážích, průmyslových, administrativních a jiných prostorách.

Správné elektrické vedení je klíčem k požární bezpečnosti.