Μονοφασικό βραχυκύκλωμα στη γείωση. Βραχυκύκλωμα ενδιάμεσης φάσης και τρόποι αντιμετώπισής του. Κίνδυνος διπλού βραχυκυκλώματος

Σφάλματα γείωσης και εδάφη

Evgeniy Ivanov, συμπρόεδρος της προβληματικής επιτροπής «Ηλεκτρική Ασφάλεια» της Διεθνούς Ακαδημίας Οικολογίας και Επιστημών Ασφάλειας της Ζωής, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος Ασφάλειας Ζωής στο SPGETU «LETI»

Σε προηγούμενα τεύχη του περιοδικού μας, εξετάζοντας το θέμα των βασικών της ηλεκτρικής ασφάλειας υπό το πρίσμα του σύγχρονες απαιτήσεις, γράψαμε για τους τύπους δράσης του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα άτομο, σχέδια για τη σύνδεση ενός ατόμου σε ένα κύκλωμα ρεύματος, για την αντίσταση μόνωσης και την χωρητικότητα των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων σε σχέση με το έδαφος. Αυτό το υλικό θα επικεντρωθεί σε σφάλματα γείωσης και συσκευές γείωσης.

Οι ηλεκτρικοί τραυματισμοί στις περισσότερες περιπτώσεις συμβαίνουν σε μονοφασικούς (μονοπολικούς) τρόπους λειτουργίας όταν ένα άτομο αγγίζει ένα ενεργό μέρος μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης ή ένα μέρος που δεν μεταφέρει ρεύμα μεταλλικές κατασκευέςκατά λάθος ενεργοποιούνται λόγω βλάβης ηλεκτρική μόνωση. Επικίνδυνες καταστάσεις πυρκαγιάς επίσης, στις περισσότερες περιπτώσεις, προκύπτουν σε μονοφασικές (μονοπολικές) λειτουργίες γείωσης εξαρτημάτων ηλεκτρικής εγκατάστασης που μεταφέρουν ρεύμα λόγω λειτουργικής βλάβης στη μόνωση. Σε αυτούς τους τρόπους λειτουργίας, οι τιμές των ρευμάτων στα κυκλώματα "μεταφορά ρεύματος - γη" ή "ζωντανό μέρος - ανθρώπινο σώμα - γη" καθορίζονται από τις παραμέτρους των κυκλωμάτων που συνδέουν ενεργά μέρη με το έδαφος όχι μόνο μέσω αντίστασης διαρροής , όπως υποδεικνύεται στο προηγούμενο άρθρο, αλλά και μέσω αντίστασης βραχυκυκλώματος γείωσης ή τεχνητής γείωσης ενεργών εξαρτημάτων που υιοθετήθηκαν στο έργο ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Σφάλματα γείωσης
Σύμφωνα με τους Κανόνες Ηλεκτρικής Εγκατάστασης (ρήτρα 1.7.10), ένα σφάλμα γείωσης είναι μια τυχαία σύνδεση ενεργών μερών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης με δομικά μέρη που δεν είναι απομονωμένα από το έδαφος ή απευθείας με το έδαφος.
Κοντά στη θέση του ρήγματος εδάφους, σχηματίζεται μια ζώνη εξάπλωσης ρεύματος - ένας χώρος στην επιφάνεια του οποίου ηλεκτρικά δυναμικάδιαφέρουν από το μηδέν. Η έννοια αυτής της ζώνης είναι μια από τις θεμελιώδεις στη θεωρία της ηλεκτρικής ασφάλειας. Επομένως, θα το εξετάσουμε λεπτομερέστερα, λαμβάνοντας ως παράδειγμα μια γραμμή μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (PTL).
Ας υπάρξει βραχυκύκλωμα για κάποιο λόγο καλώδιο φάσης C σε ένα στήριγμα γραμμής ηλεκτρικού ρεύματος (υγρασία, μόλυνση μονωτών, πτερύγια πτηνών κ.λπ.). Το ρεύμα σφάλματος γείωσης ρέει κατά μήκος του κυκλώματος: φάση C - υποστήριξη γραμμής ισχύος - γείωση - αντίσταση γείωσης του ουδέτερου R0 του μετασχηματιστή γραμμής ισχύος - ουδέτερος 0 του μετασχηματιστή (Εικ. 1).
Μια ζώνη διασποράς ρεύματος σχηματίζεται κοντά στο στήριγμα της γραμμής ισχύος (η ακτίνα του θεωρείται 20 m). Σε αυτή τη ζώνη, το ρεύμα ρέει στο έδαφος κατά μήκος ακτίνων προς όλες τις κατευθύνσεις από τη βάση στήριξης. Επομένως, με απλοποιημένο τρόπο, η διατομή του αγώγιμου στρώματος της γης μπορεί να ληφθεί ως ημισφαίριο, το εμβαδόν του οποίου
S = 2p x 2,
όπου x είναι η απόσταση από το στήριγμα. Δηλαδή, καθώς απομακρύνεστε από τη βάση του στηρίγματος, το ρεύμα σφάλματος γείωσης ρέει σαν να διασχίζει έναν αγωγό με μεταβλητή διατομή, αυξάνοντας με την απόσταση από το σημείο σφάλματος. Η υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος j αναπληρωτής παρατηρείται κοντά στο σημείο σφάλματος (εδώ η μικρότερη διατομή του αγωγού είναι η γείωση). Καθώς απομακρύνεστε από το σημείο σφάλματος, η διατομή αγωγού - γείωσης αυξάνεται και επομένως η πυκνότητα ρεύματος j αναπληρωτής = I αναπληρωτής / 2p x 2 σταδιακά μειώνεται σε μια απειροελάχιστη τιμή. Η ένταση αλλάζει ανάλογα ηλεκτρικό πεδίοστην τρέχουσα ζώνη εξάπλωσης E = r j αναπληρωτής (εδώ r - αντίστασηέδαφος) - από τη μέγιστη τιμή στο μηδέν. Δηλαδή, τα δυναμικά του ηλεκτρικού πεδίου στη ζώνη εξάπλωσης ρεύματος αλλάζουν από τη μέγιστη τιμή του j στη θέση του ρήγματος γείωσης σε σχεδόν μηδενική τιμή σε απόσταση 20 m από τον τόπο του σφάλματος. Αυτό το μοτίβο είναι τυπικό για κάθε τύπο σφάλματος γείωσης (ένα σφάλμα σε μια υποστήριξη γραμμής ισχύος λαμβάνεται μόνο για λόγους σαφήνειας).

Αντίσταση της ζώνης εξάπλωσης ρεύματος
Εφόσον υπάρχουν ηλεκτρικά δυναμικά στην περιοχή εξάπλωσης του ρεύματος, μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για την ανθρώπινη ζωή. Ως εκ τούτου, είναι πάντα απαραίτητο να εκτελείται ποσοτική αξιολόγηση των παραμέτρων του, ιδίως για να προσδιοριστεί η τιμή του μέγιστου δυναμικού j αναπληρωτή. Αυτό το δυναμικό είναι ίσο με την πτώση τάσης στη ζώνη εξάπλωσης ρεύματος στο κύκλωμα ρεύματος σφάλματος γείωσης: j αναπληρωτής = I αναπληρωτής R αναπληρωτής, όπου R αναπληρωτής είναι η αντίσταση της ζώνης διασποράς ρεύματος. Ακριβώς όπως η αντίσταση της ηλεκτρικής μόνωσης, η αντίσταση της ζώνης εξάπλωσης ρεύματος είναι μια κατανεμημένη παράμετρος, η ποσοτική τιμή της οποίας μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με ειδικές μετρήσεις.
Ας κάνουμε ένα πείραμα. Ας κολλήσουμε δύο ηλεκτρόδια Ε1 και Ε2 στη γείωση και ας συνδέσουμε μια πηγή τάσης μέτρησης Umeas σε αυτά μέσω του αμπερόμετρου Α (Εικ. 2).
Κοντά σε καθένα από αυτά τα ηλεκτρόδια, εμφανίζονται ζώνες διασποράς ρεύματος I απόδοση με μέγιστα δυναμικά j απόδοση 1 και j απόδοση 2 και j απόδοση 1 + j απόδοση 2 = U meas. Οι τιμές αυτών των δυναμικών σε σχέση με το έδαφος μπορούν να μετρηθούν. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται ένα πρόσθετο ηλεκτρόδιο, τοποθετημένο έξω από τη ζώνη εξάπλωσης ρεύματος, όπου το δυναμικό στην επιφάνεια της γης j 0 είναι κοντά στο μηδέν.
Η ένδειξη του βολτόμετρου V που συνδέεται μεταξύ του πρόσθετου και του κύριου ηλεκτροδίου θα είναι U = j αναπληρωτής - j 0 = j αναπληρωτής. Γνωρίζοντας την τιμή του ρεύματος σφάλματος γείωσης από την ένδειξη του αμπερόμετρου Α, λαμβάνουμε τις τιμές αντίστασης των ζωνών εξάπλωσης ρεύματος R dm1 = j dm1 / I dm και R dm2 = j dm2 / I dm. Συνήθως, αντί για δύο όργανα - ένα αμπερόμετρο και ένα βολτόμετρο - χρησιμοποιείται ένα λογόμετρο, το οποίο επιτρέπει σε κάποιον να λάβει απευθείας τον λόγο δυναμικού προς ρεύμα (μετρητής γείωσης τύπου M 416).
Ας παρουσιάσουμε μερικές ποσοτικές τιμές της αντίστασης των ζωνών εξάπλωσης ρεύματος. Σε περίπτωση θραύσης καλωδίου γραμμής ηλεκτρικού ρεύματος και βραχυκυκλώματος στη γείωση, η αντίσταση της ζώνης διασποράς ρεύματος εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους. Υπολογίζεται χονδρικά ότι όταν συμβαίνει βραχυκύκλωμα σε θρυμματισμένη πέτρα, η αντίσταση της ζώνης εξάπλωσης ρεύματος είναι 10 kOhm, στην άσφαλτο - 1 kOhm, σε υγρή γη - 100 Ohm. Εάν παρουσιαστεί βραχυκύκλωμα στο υδροσωλήνας, τότε η αντίσταση της ζώνης εξάπλωσης ρεύματος γύρω της μπορεί να ληφθεί ίση με 100 Ohm. Όταν ένα άτομο στέκεται στο έδαφος και αγγίζει ένα ζωντανό μέρος, μια ζώνη εξάπλωσης ρεύματος με αντίσταση περίπου 30 Ohms (υγρή γη), 1000 Ohms (ξηρή γη), 10 kOhms (θρυμματισμένη πέτρα) εμφανίζεται επίσης κάτω από τα πόδια του.

Συσκευή γείωσης
Η γείωση είναι η σκόπιμη σύνδεση μεταλλικών εξαρτημάτων με ρεύμα ή μη ρεύματος στο έδαφος. Μπορεί να επιδιώξει διάφορους σκοπούς - προστασία από ηλεκτροπληξία ( προστατευτική γείωση), προστασία του ραδιοηλεκτρονικού εξοπλισμού από παρεμβολές, γείωση της ουδέτερης πηγής, γείωση εργασίας(σε συστήματα τροφοδοσίας μονού καλωδίου και εγκαταστάσεις ηλεκτρικής συγκόλλησης), αφαιρώντας το φορτίο στατικού ηλεκτρισμού κ.λπ. Αυτό πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια συσκευή γείωσης, το κύριο στοιχείο της οποίας είναι ένα ηλεκτρόδιο γείωσης - μια μεταλλική κατασκευή σκαμμένη στο έδαφος. ΣΕ συνθήκες παραγωγήςΚατά μήκος του περιγράμματος του δωματίου υπάρχει ένας δίαυλος γείωσης (μια λωρίδα χάλυβα ή χαλκού που συνδέεται με ένα ηλεκτρόδιο γείωσης). Οι γειωμένες κατασκευές συνδέονται με το δίαυλο γείωσης με αγωγούς γείωσης, η διατομή των οποίων επιλέγεται για λόγους μηχανικής αντοχής (για παράδειγμα, για να αποκλειστεί η πιθανότητα τυχαίας θραύσης του αγωγού κατά τον καθαρισμό ενός δωματίου) ή θερμικής αντίστασης σε σφάλμα ρεύματα. Οι απαιτήσεις για το σχεδιασμό του διαύλου γείωσης και των αγωγών γείωσης δίνονται στο PUE (Κεφάλαιο 1.7).
Το ποσοτικά τυποποιημένο χαρακτηριστικό μιας συσκευής γείωσης είναι η αντίστασή της Rz, δηλαδή η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή της αντίστασης της ζώνης εξάπλωσης ρεύματος κοντά στο ηλεκτρόδιο γείωσης (Πίνακας 1).

Σε κινούμενα αντικείμενα (αεροπλάνο, πλοίο κ.λπ.) ο αγωγός γείωσης είναι μεταλλική θήκητο ίδιο το αντικείμενο. Εδώ, η αντίσταση της συσκευής γείωσης καθορίζεται όχι από τα πρότυπα ασφαλείας, αλλά από την ποιότητα (μηχανική ακεραιότητα) της σύνδεσης βιδωτής επαφής του αγωγού γείωσης με τη μεταλλική κατασκευή (0,02 - 0,05 Ohm). Οι κανόνες για την παρακολούθηση των συσκευών γείωσης παρέχονται στους Κανόνες για τη λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων καταναλωτών (Παράρτημα 24).

Ρεύμα σφάλματος γείωσης
Οι τιμές των μονοφασικών ρευμάτων σφάλματος γείωσης περιορίζονται από τις σύνθετες αντιστάσεις μόνωσης των υγιών φάσεων (σε δίκτυα απομονωμένα από τη γη) ή την ουδέτερη αντίσταση γείωσης (σε δίκτυα με γειωμένο ουδέτερο). Επομένως, ούτε ο εξοπλισμός από τα ρεύματα βραχυκυκλώματος φάσης σε φάση (μέγιστη προστασία) ούτε ο εξοπλισμός προστασίας υπερφόρτωσης (θερμική προστασία) δεν αντιδρούν στο μονοφασικό ρεύμα σφάλματος. Ως αποτέλεσμα, μια μονοφασική (μονοπολική σε δίκτυα δύο καλωδίων) λειτουργία γείωσης μπορεί να υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα, οδηγώντας σε επικίνδυνες καταστάσεις πυρκαγιάς. Στη λειτουργία μονοφασικής βλάβης, τα ενεργά και χωρητικά ρεύματα διαρροής που κατανέμονται σε όλο το δίκτυο συγκεντρώνονται στη θέση σφάλματος. Είναι εδώ - στην αντίσταση του κυκλώματος ή στην επαφή με την αντίσταση γείωσης - ότι το ενεργό ισχύ, υπό την επίδραση του οποίου μπορεί να συμβεί μια διαδικασία αύξησης της θερμοκρασίας θέρμανσης. Τα ρεύματα διαρροής στη γείωση μεταξύ υγιών φάσεων και γείωσης διασκορπίζονται σε όλο το δίκτυο σε απειροελάχιστα ρεύματα κατά μήκος κατανεμημένων αντιστάσεων διαρροής και επομένως κίνδυνος πυρκαγιάςμη φανταστείς. Το ρεύμα σφάλματος είναι επικίνδυνο ακριβώς στο σημείο της βλάβης. Σύμφωνα με το Πανρωσικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Πυροπροστασίας (Συνταγματάρχης V.V. Smirnov), τα ρεύματα που παράγουν ενεργό ισχύ άνω των 17 W στο σημείο της βλάβης της μόνωσης θεωρούνται επικίνδυνα για τη φωτιά. Σε επικίνδυνες περιοχές, τα ρεύματα σφάλματος γείωσης που υπερβαίνουν τα 25 mA είναι επικίνδυνα.
Η εκτιμώμενη (πιθανή) τιμή του ρεύματος σφάλματος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους τύπους: Εδώ υιοθετούνται οι ακόλουθες σημειώσεις: g a, g b, g c - ενεργή αγωγιμότητα της μόνωσης φάσης, gzam - ενεργή αγωγιμότητα στο σημείο της βλάβης μόνωσης (αγωγιμότητα του η ζώνη διασποράς ρεύματος), C f - χωρητικότητα φάσης σχετική γείωση, U f - τάση φάσης.

Βλάβη φάσης σε φάσηείναι ένας τρόπος λειτουργίας έκτακτης ανάγκης ηλεκτρικό δίκτυο. Εμφανίζεται όταν ηλεκτρική σύνδεσημεταξύ των αντίθετων φάσεων όταν η μόνωση μεταξύ τους επιδεινώνεται, μηχανική βλάβηή λειτουργικά σφάλματα.
Εκτός από σφάλματα φάσης-φάσης, υπάρχουν μονοφασικές βλάβες, που εμφανίζεται όταν το μηδέν και η φάση συνδέονται μεταξύ τους. Η σύνδεση ενός αγωγού φάσης με τη γη ονομάζεται σφάλμα γείωσης.
Βραχυκυκλώματα συμβαίνουν σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που διαθέτουν και τα δύο γειωμένο ουδέτερο, όταν ο ουδέτερος αγωγός είναι συνδεδεμένος με τον βρόχο γείωσης και είναι απομονωμένος, όπου είναι απομονωμένος από το έδαφος παντού. Μπορούν να συμβούν μεταξύ δύο φάσεων, τριών φάσεων με ή χωρίς μηδέν.
Βραχυκυκλώματα μπορεί να συμβούν οπουδήποτε στο ηλεκτρικό δίκτυο. Είναι ευαίσθητα σε:

• μονωτήρες στήριξης και δακτυλίου στους οποίους είναι εγκατεστημένοι αγώγιμοι ζυγοί.
• περιελίξεις Ηλεκτρικές Μηχανές: μετασχηματιστές ισχύος, ηλεκτροκινητήρες και γεννήτριες.
• καλώδια τροφοδοσίας?
• εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας?
• μονωτικά στοιχεία εξοπλισμού μεταγωγής: διακόπτες, αποζεύκτες, διακόπτες μαχαιριών, μπλοκ ασφαλειών, ;
• Καταναλωτές ηλεκτρική ενέργεια, για παράδειγμα, ηλεκτρικές θερμάστρες, μονάδες συμπυκνωτή.

ΣΕ διαφορετικές καταστάσειςτο κλείσιμο προχωρά με διαφορετικούς τρόπους. Υπάρχουν:

• "μέταλλο"βραχυκυκλώματα στα οποία η σύνδεση των αγωγών δύο φάσεων έχει χαμηλή αντίσταση, εξαλείφοντας το σχηματισμό τόξων και σπινθήρων.
• σφάλμα τόξου, που σχηματίζεται όταν υπάρχει διάκενο αέρα μεταξύ κλειστών αγωγών.
• "καίγεται"βραχυκύκλωμα, τυπικό για καλωδιακές γραμμές, μολυσμένες μονωτικές επιφάνειες, όταν το ρεύμα μεταξύ των φάσεων διέρχεται από μια περιοχή με χαμηλή αντίσταση, θερμαίνοντάς την.
• βραχυκύκλωμα μέσα ημιαγωγόςστοιχεία κατά τη διάσπασή τους.

Για την προστασία από βλάβες φάσης σε φάση σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις 380/220 V, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα:

• διακόπτες κυκλώματοςμε ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση (αυτόματο).
• ασφάλειες.

Για την προστασία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων με τάσεις πάνω από 1000 V, χρησιμοποιείται ένα σύνολο συσκευών που ονομάζεται προστασία ρελέ. Περιλαμβάνει αισθητήρες ρεύματος (μετασχηματιστές ρεύματος), αισθητήρες τάσης (μετασχηματιστές τάσης), ρελέ προστασίας και στοιχεία μεταγωγής ελεγχόμενης ισχύος.
Τα ρελέ προστασίας μπορεί να είναι ηλεκτρομηχανικά, ημιαγωγών ή μικροεπεξεργαστών. Η αποστολή του στοιχείου μεταγωγής (λαδιού, κενού ή διακόπτης κυκλώματος SF6) είναι να διασφαλίσει ότι η κατεστραμμένη περιοχή αποσυνδέεται κατόπιν εντολής από τη συσκευή προστασίας. Ταυτόχρονα, πρέπει να αντέχει στη διακοπή ρεύματος βραχυκυκλώματος.

Ρεύματα σφάλματος φάσης σε φάση

Σπουδαίος Ηλεκτρικά Χαρακτηριστικάβραχυκύκλωμα είναι το ρεύμα του. Κατά το σχεδιασμό ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, πρέπει να υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μια συγκεκριμένη μέθοδο για πολλά σημεία. Αυτό γίνεται για να επιλέξετε σωστά τις παραμέτρους του ηλεκτρικού εξοπλισμού και την εγκατάσταση προστατευτικών διατάξεων: ρεύματα διακοπής των αυτόματων διακοπτών και χαρακτηριστικά απόκρισης προστασίας ρελέ.
Το μέγεθος του ρεύματος βραχυκυκλώματος (SC) επηρεάζεται από τους ακόλουθους παράγοντες:

1. Απόσταση από το σημείο σφάλματος έως τις πηγές ρεύματος. Όσο πιο κοντά είναι το κύκλωμα ισχυροί μετασχηματιστές, γεννήτριες, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα του κυκλώματος.
2. Τύπος, διατομή και μήκος του καλωδίου σύνδεσης και των εναέριων γραμμών που συνδέουν την πηγή ρεύματος στο σημείο βραχυκυκλώματος. Ποσότητα και χαρακτηριστικά συσκευές μεταγωγήςσε αυτό το κύκλωμα και την τεχνική τους κατάσταση. Κατά τον υπολογισμό, όλα αυτά τα δεδομένα μετατρέπονται σε ισοδύναμη αντίσταση δικτύου. Γνωρίζοντας την ισχύ της πηγής ηλεκτρικής ενέργειας, υπολογίζεται το ρεύμα βραχυκυκλώματος.
3. Τύπος σφάλματος φάσης σε φάση: με μεταλλικό σφάλμα, το ρεύμα είναι το υψηλότερο και υπολογίζεται κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού. Με σφάλμα τόξου, το ρεύμα είναι μικρότερο. Αν όμως το τόξο είναι ασταθές και σβήνει συνεχώς και μετά ανάβει ξανά, προκύπτουν προβλήματα. παροδικές διαδικασίες, που οδηγεί σε βραχυπρόθεσμη υπέρβαση των ονομαστικών ρευμάτων.

Με ένα βραχυκύκλωμα που σιγοκαίει, το ρεύμα είναι πολύ χαμηλότερο από το υπολογιζόμενο, γεγονός που καθιστά αδύνατο τις προστατευτικές συσκευές να αντιδράσουν στην εμφάνισή του. Ένα βραχυκύκλωμα που σιγοκαίει μπορεί ξαφνικά να μετατραπεί σε τόξο ή μεταλλικό, η προστασία θα λειτουργήσει, αλλά όταν ενεργοποιηθεί ξανά, το ρεύμα θα είναι και πάλι κάτω από το όριο ευαισθησίας. Η εύρεση της θέσης της ζημιάς στον ηλεκτρικό εξοπλισμό σε αυτή την περίπτωση είναι δύσκολη και είναι αδύνατη χωρίς μέτρηση μόνωσης ή δοκιμή με αυξημένη τάση.

Έτσι, όσο πιο μακριά συμβαίνει το βραχυκύκλωμα από την πηγή ισχύος, τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος του ρεύματός του. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κάθε καλώδιο, πίνακας διανομής ή εναέρια γραμμήαύξηση της ισοδύναμης αντίστασης του ηλεκτρικού δικτύου. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, καθώς αυξάνεται η αντίσταση φορτίου, το ρεύμα στο κύκλωμα μειώνεται.

Αυτό επιτρέπει την επιλεκτική απενεργοποίηση κατεστραμμένων τμημάτων του ηλεκτρικού δικτύου. Αυτόματος διακόπτης στην είσοδο του διαμερίσματος όταν ονομαστικό ρεύμα 16 Το A και το χαρακτηριστικό «C» έχει ρεύμα λειτουργίας ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση 80 – 160 A. Ένα ρεύμα σφάλματος που υπερβαίνει τα 160 A είναι εγγυημένο ότι θα οδηγήσει σε διακοπή λειτουργίας του. Αλλά το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο διαμέρισμα είναι απίθανο να είναι αρκετό για να απενεργοποιήσετε τον διακόπτη υποσταθμός μετασχηματιστή, που τροφοδοτεί ολόκληρο το σπίτι, κλείνει στα 500Α. Και η άμυνα δεν θα τον προσέξει καν καλωδιακή γραμμή, τροφοδοτώντας τον υποσταθμό.

Επίδραση βλαβών φάσης σε φάση σε ηλεκτρικό εξοπλισμό και ανθρώπους

Όταν συμβαίνουν βλάβες φάσης σε φάση, καταστρέφουν τον ηλεκτρικό εξοπλισμό ή διακόπτουν τη λειτουργία του. Όταν ένα ρεύμα σφάλματος διέρχεται από ηλεκτροφόρα μέρη, υφίστανται ταυτόχρονα δυναμικές και θερμικές επιδράσεις.

Δυναμική επίδραση εμφανίζεται όταν πολύ υψηλά ρεύματα, αυτό είναι κυρίως σημαντικό σε ισχυρούς υποσταθμούς, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα που βρίσκονται σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους, ανάλογα με την κατεύθυνση αυτών των ρευμάτων, είτε έλκονται είτε απωθούν. Η ισχύς αυτής της αλληλεπίδρασης είναι ευθέως ανάλογη με το μέγεθος των ρευμάτων και αντιστρόφως ανάλογη με την μεταξύ τους απόσταση.

Κατά τη διάρκεια σοβαρών ατυχημάτων, οι ζυγοί του διανομέα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με τέτοια δύναμη που οι μονωτήρες στους οποίους είναι εγκατεστημένοι σπάνε. Τα τυλίγματα των ηλεκτρικών μηχανών σκίζονται από τις αυλακώσεις τους και τα καλώδια τσακίζονται σαν φίδια. Οι βλάβες των αγωγών ρεύματος μπορεί να οδηγήσουν στην εμφάνιση πρόσθετων κλειστών τμημάτων, γεγονός που καθιστά κατάσταση έκτακτης ανάγκηςπιο παγκόσμια.

Κατά το σχεδιασμό, όλος ο ηλεκτρικός εξοπλισμός πρέπει να ελέγχεται για να διασφαλιστεί ότι μπορεί να αντέξει το ρεύμα βραχυκυκλώματος χωρίς καταστροφή. Κάθε ηλεκτρική συσκευή έχει ένα δυναμικό ρεύμα σταθερότητας που δηλώνεται στο διαβατήριο του κατασκευαστή, το οποίο πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το υπολογιζόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος.

Το θερμικό αποτέλεσμα συνίσταται στη θέρμανση των αγωγών κατά τη διέλευση των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Μετατρέπονται σε θερμαντικά στοιχεία, στο οποίο παράγεται θερμότητα. Η ισχύς που απελευθερώνεται από ένα βραχυκύκλωμα σε ένα τμήμα του κυκλώματος είναι ανάλογη της αντίστασής του πολλαπλασιαζόμενη επί το τετράγωνο του ρεύματος.

Εκτός από την ονομαστική τιμή της δυναμικής σταθερότητας, όλος ο κατασκευασμένος ηλεκτρικός εξοπλισμός έχει επίσης θερμική σταθερότητα. Πρέπει επίσης να ελεγχθεί σύμφωνα με τις υπολογισμένες παραμέτρους του βραχυκυκλώματος, οι οποίες περιλαμβάνουν επιπλέον τον χρόνο έκθεσης.

Όταν εμφανίζεται ένα σφάλμα φάσης σε φάση σε ένα διαμέρισμα, οι οικιακόι αυτόματοι διακόπτες λειτουργούν σχεδόν αμέσως. Αλλά ήρθε η ώρα να απενεργοποιήσετε τις προστατευτικές συσκευές συσκευές διανομήςδεν μπορεί να είναι ίσο με μηδέν. Στη συνέχεια, μπορούν να ενεργοποιηθούν ομαδικά, γεγονός που θα οδηγήσει σε μαζικές διακοπές λειτουργίας και δυσκολία στην αναζήτηση κατεστραμμένων περιοχών. Όσο πιο κοντά βρίσκεται η προστατευτική συσκευή στον καταναλωτή, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος απόκρισής της. Η συσκευή ανάντη είναι η ρεζέρβα της· θα λειτουργήσει σε περίπτωση ρεύματος βραχυκυκλώματος εάν η κατάντη δεν την απενεργοποιήσει. Αλλά ο χρόνος εργασίας του είναι λίγο μεγαλύτερος.

Σε περιοχές που προστατεύονται από συσκευές χρονικής καθυστέρησης, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να λιώσουν οι ζυγοί ή τα καλώδια κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος. Αλλά ακόμα και με στιγμιαία απενεργοποίηση, ο εξοπλισμός έχει χρόνο να ζεσταθεί πολύ.

Ένας άλλος παράγοντας στην επίδραση των βλαβών φάσης σε φάση στον ηλεκτρικό εξοπλισμό και στους ανθρώπους είναι το ηλεκτρικό τόξο. Θερμαίνει τις επιφάνειες με τις οποίες έρχεται σε επαφή έως και αρκετές χιλιάδες βαθμούς. Σε τέτοιες θερμοκρασίες όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρική μηχανική λιώνουν. Κατά τη διάρκεια του χρόνου που ενεργοποιούνται οι προστασίες, μερικές φορές καίγονται αρκετά μέτρα ράβδων διαύλου, οι γραμμές καλωδίων καίγονται στο μισό.

Το ηλεκτρικό τόξο απελευθερώνει θερμότητα στον περιβάλλοντα χώρο. Εάν υπάρχουν εύφλεκτα υλικά κοντά, μπορεί να προκληθεί πυρκαγιά. Η μόνωση των καλωδίων και λάδι μετασχηματιστή, χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικές συσκευές για την ψύξη ή την κατάσβεση του τόξου κατά τη μεταγωγή.

Εάν οι άνθρωποι βρίσκονται κοντά, μπορεί να υποστούν είτε εγκαύματα στον αμφιβληστροειδή λόγω των εκτυφλωτικών επιδράσεων του τόξου είτε άλλα εγκαύματα. Τέτοια εγκαύματα είναι δύσκολο να θεραπευτούν, καθώς συνοδεύονται από επιμετάλλωση: πιτσιλιές λιωμένου μετάλλου πετούν προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι επιπλοκές προκύπτουν όταν τα ρούχα του θύματος πιάνουν φωτιά και αναφλέγονται αμέσως.

Επομένως, όταν εργάζεστε σε υπάρχουσες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, παρέχεται ασφάλεια Ιδιαίτερη προσοχή. Μπορείτε να εκτεθείτε σε ηλεκτρικό τόξο μόνο εάν υπάρχουν σφάλματα κατά την πραγματοποίηση διακοπτών, την προετοιμασία του χώρου εργασίας ή την παραβίαση της τεχνολογίας εργασίας. Το να βρεθείτε σε ένα μέρος όπου έχει προκύψει βραχυκύκλωμα από μόνο του λόγω βλάβης μόνωσης είναι, στην πράξη, μη ρεαλιστικό.

Κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος, η τάση στο σημείο εμφάνισής του μειώνεται σημαντικά. Αυτό συμβαίνει λόγω του ίδιου νόμου του Ohm: η τάση σε ένα τμήμα του κυκλώματος είναι ανάλογη με το ρεύμα που διέρχεται και την αντίστασή του. Δεδομένου ότι η αντίσταση στο σημείο βραχυκυκλώματος είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στο υπόλοιπο κύκλωμα μέχρι την πηγή ισχύος, ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο είναι το ρεύμα, η τάση θα εξακολουθεί να πέφτει απότομα. Οδηγεί σε πρόσθετα προβλήματα: στην υπόλοιπη ηλεκτρική εγκατάσταση, οι εκκινητές κινητήρα εξαφανίζονται και αστοχούν ηλεκτρονικές συσκευές, συστήματα ελέγχου υπολογιστών. Ως εκ τούτου, σε σημαντικές ενεργειακές εγκαταστάσεις, τα συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης για τη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού τροφοδοτούνται από ανεξάρτητη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας ( μπαταρία), και τα συστήματα υπολογιστών πρέπει να διαθέτουν UPS.

Πρόληψη βλαβών φάσης σε φάση

Η συχνότητα των βραχυκυκλωμάτων σε οποιαδήποτε ηλεκτρική εγκατάσταση εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:

• ηλικία του ηλεκτρικού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται·
• έγκαιρη και ποιότητα της προγραμματισμένης προληπτικής συντήρησης (PPR)·
• συμμόρφωση με τους τρόπους λειτουργίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού.
• προσόντα του προσωπικού εξυπηρέτησης.

Οι επιχειρήσεις πραγματοποιούν πάντα μια στατιστική ανάλυση όλων των διακοπών λειτουργίας έκτακτης ανάγκης. Με βάση αυτό εξάγονται συμπεράσματα για την αποτροπή εμφάνισης παρόμοιων περιστατικών. Επιπλέον, κάθε επιχείρηση έχει το δικό της σχέδιο για τον εκσυγχρονισμό του ηλεκτρικού εξοπλισμού, που προβλέπει την αντικατάσταση παλαιών, σωματικά και ψυχικά ξεπερασμένες συσκευέςσε νέα, σύγχρονα.