Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Definicja i funkcje.
Zwarcie to przypadkowa lub celowo utworzona ścieżka przewodząca między dwiema lub więcej częściami przewodzącymi, powodująca zmniejszenie różnicy potencjałów elektrycznych między tymi częściami przewodzącymi do zera lub wartości bliskiej zeru (definicja zgodnie z GOST 30331.1- 2013 [1]).
Kharechko Yu.V. w swojej książce [2] dodaje:
« Zwarcie charakteryzuje się prądem zwarciowym, który może wielokrotnie przekroczyć wartość prądu znamionowego obwodu elektrycznego i dopuszczalnych prądów ciągłych jego przewodów.Nawet krótkotrwałe oddziaływanie prądu zwarciowego na elementy instalacji elektrycznej budynku może spowodować ich zapalenie i pożar budynku. Dlatego w instalacjach elektrycznych budynków zawsze podejmuje się środki zmniejszające prawdopodobieństwo zwarcia, a także wykonują zabezpieczenie przeciwzwarciowe za pomocą urządzeń zabezpieczających nadprądowych - wyłączników i bezpieczników. »
Przyczyny zwarcia.
Kharechko Yu.V. w swojej książce [2] tak opisuje przyczyny zwarcia:
« Zwarcie zwykle występuje w warunkach pojedynczego lub wielokrotnego uszkodzenia izolacji niektórych części przewodzących przy różnych potencjałach elektrycznych. Te przewodzące części znajdują się blisko siebie, tworząc styki elektryczne o pomijalnie małych rezystancjach przejściowych.Takie zwarcia zwykle powstają w wyniku przypadkowego uszkodzenia izolacji części przewodzących. »
« W instalacjach elektrycznych budynków mogą wystąpić zwarcia jednofazowe przy zwarciu przewodu fazowego i neutralnego, zwarcia dwu- i trójfazowe przy zwarciu dwóch lub trzech przewodów fazowych. W warunkach zwarcia możliwe są również zwarcia doziemne, gdy części pod napięciem są zwarte z częściami przewodzącymi dostępnymi i pochodzącymi od osób trzecich, a także z przewodami ochronnymi. Jeśli takie zwarcie doziemne wystąpi w instalacji budynku odpowiadającej typowi uziemienia systemu TN‑S, TN‑C lub TN‑C‑S, prąd zwarcia doziemnego może być równy prądowi zwarciowemu jednofazowemu. »
Dla przykładu na rysunku 1 przedstawiono ścieżkę prądu ziemnozwarciowego Iout dla wspólnego systemu TN-C-S, która jest spowodowana zwarciem między przewodem fazowym a przewodem neutralnym w instalacji elektrycznej budynku.W tym przypadku maksymalna wartość prądu zwarcia doziemnego w sieci TN-C-S jest równa jednofazowemu prądowi zwarciowemu między przewodem fazowym a przewodem neutralnym.
Ryż. 1. Przebieg prądu ziemnozwarciowego w sieci TN-C-S (na podstawie rysunku 2 z [4] autorstwa Kharechko Yu.V. i Kharechko V.N.)
Zwarcie może być również skutkiem działań podejmowanych przez personel podczas montażu i eksploatacji instalacji elektrycznej budynku, gdy przez pomyłkę zostaną ze sobą połączone części przewodzące, które w normalnych warunkach mają różne potencjały elektryczne. Na przykład błędne połączenie elektryczne między przewodem fazowym a przewodem neutralnym lub dwoma przewodami fazowymi różnych faz jakiegoś obwodu prądu przemiennego, przewodami biegunowymi i środkowymi lub dwoma przewodami biegunowymi obwodu elektrycznego prądu stałego nieuchronnie prowadzi do zwarcia.
Szczególne rodzaje zwarć.
Norma IEC 60909-0 [3] definiuje również następujące terminy charakteryzujące poszczególne typy zwarć:
- zwarcie między liniami - przypadkowe lub zamierzone przejście między dwoma lub więcej przewodami linii z uziemieniem lub bez;
- linia zwarta do masy - przypadkowa lub celowa ścieżka przewodząca w uziemionym na stałe lub impedancyjnie uziemionym układzie neutralnym pomiędzy przewodem liniowym a lokalnym uziemieniem.
W systemach elektrycznych prądu przemiennego pierwszy człon odpowiada terminowi „zwarcie dwufazowe”, za pomocą którego identyfikuje się zwarcie między dwoma przewodami fazowymi różnych faz. W odniesieniu do systemów elektrycznych prądu stałego używany jest termin „zwarcie dwubiegunowe”, który określa zwarcie między dwoma przewodami biegunowymi.Analogiem drugiego członu jest termin „zwarcie do masy”.
Fizyczne zwarcie
Obwody elektryczne są zawsze projektowane na określony prąd. Jeśli z tego lub innego powodu prąd w obwodzie elektrycznym przekroczy dopuszczalną wartość, wówczas przewody mogą się znacznie nagrzać, a pokrywająca je izolacja może się zapalić.
Powodem znacznego wzrostu natężenia prądu w obwodach elektrycznych może być albo jednoczesne włączenie potężnych odbiorników prądu, np. kuchenek elektrycznych, albo zwarcie.
„Zwarcie to połączenie końców odcinka obwodu elektrycznego z przewodnikiem, którego rezystancja jest bardzo mała w porównaniu z rezystancją odcinka obwodu elektrycznego. »
Peryszkin A.V. Fizyka 8. - M.: Drop, 2010.
Zwarcie może wystąpić na przykład podczas naprawy instalacji elektrycznej pod napięciem lub przez przypadkowy kontakt z rozwartymi stykami.
Rezystancja elektryczna obwodu podczas zwarcia jest znikoma, więc w obwodzie elektrycznym pojawia się duży prąd, przewody mogą się bardzo rozgrzać i spowodować pożar. Aby tego uniknąć, w obwodach elektrycznych znajdują się bezpieczniki.
Zadaniem bezpieczników jest natychmiastowe wyłączenie linii, jeśli natężenie prądu nagle okaże się większe niż dopuszczalna norma. Zabezpieczają urządzenia elektryczne przed awarią podczas przeciążeń w obwodzie elektrycznym.
Bezpieczniki są instalowane na wejściu urządzeń elektrycznych, radiowych i instalacji elektrycznych.
Lista referencji
- GOST 30331.1-2013
- Kharechko Yu.V. Skrócony słownik terminologiczny dotyczący instalacji elektrycznych niskiego napięcia. Część 4// Dodatek do czasopisma „Biblioteka Inżyniera Ochrony Pracy”. - 2015. - № 6. - 160.
- IEC 60909-0
- Kharechko V.N., Kharechko Yu.V. Prąd ziemnozwarciowy, prąd upływu i prąd różnicowy // Główny Energetyk. - 2007. - № 7.