Årsager og konsekvenser af en kortslutning

Kortslutning — at forbinde kilden til EMF til belastningen, hvis modstand er meget lille sammenlignet med kildens indre modstand.

Kortslutningsstrømmen bestemmes kun af den indre modstand af kilden r, dvs. ik = E / r, hvor E er kildens EMF.

Som regel Kilder til EMF ikke er designet til den høje strøm, der opstår under en kortslutning, genereres en meget stor mængde varme i kilden, hvilket kan føre til ødelæggelse og død af kilden. En kortslutning er især farlig for kilder med små indre modstand (batterier, elbiler osv.).

Så en kortslutning opstår, når to ledninger i et kredsløb er forbundet, forbundet til forskellige terminaler (for eksempel i DC-kredsløb er disse «+» og «-«) af kilden gennem en meget lille modstand, som kan sammenlignes med modstanden af ​​selve ledningerne.

Kortslutningsstrømmen kan overstige mærkestrømmen i kredsløbet mange gange. I sådanne tilfælde skal kredsløbet brydes, før temperaturen på ledningerne når farlige værdier.

For at beskytte ledningerne mod overophedning og for at forhindre omgivende genstande i at antændes, er beskyttelsesanordninger inkluderet i kredsløbet — sikringer eller afbrydere.

Kortslutninger kan også opstå med overspænding som følge af tordenvejr, direkte lynnedslag, mekaniske skader på isoleringsdele, forkerte handlinger af servicepersonale.

Ved kortslutning stiger kortslutningsstrømmene kraftigt og spændingen falder, hvilket udgør en stor fare for elektrisk udstyr og kan forårsage strømafbrydelser for forbrugerne.

Se også: Hvordan kortslutningsbeskyttelse virker og virker

Kortslutninger er:

• trefaset (symmetrisk), hvor alle tre faser er kortsluttet;

• tofaset (ubalanceret), hvor kun to faser er kortsluttet;

• tofaset til jord i systemer med solidt jordede neutrale;

• enfaset ubalanceret jordede neutrale.

Strømmen når sin maksimale værdi med en enfaset kortslutning. Som et resultat af brugen af ​​specielle kunstige foranstaltninger (for eksempel jordforbindelse af neutrale ved reaktorer, der kun jorder en del af neutralerne), kan den maksimale værdi af den enfasede kortslutningsstrøm reduceres til værdien af ​​den trefasede kortslutningsstrøm, for hvilken der oftest udføres beregninger.

Årsager til kortslutning

Hovedårsagen til kortslutning er forstyrrelserne isolering af elektrisk udstyr.

Isoleringsfejl skyldes:

1. Overspænding (især i netværk med isolerede neutrale),

2. Direkte lynnedslag,

3. Aldersisolation,

4.Mekanisk beskadigelse af isoleringen, kørsel under linjerne af overdimensionerede mekanismer,

5. Utilstrækkelig vedligeholdelse af udstyr.

Ofte er årsagen til skader i den elektriske del af elektriske installationer servicepersonalets ukvalificerede handlinger.

Forsætlig kortslutning

Ved anvendelse af forenklede tilslutningsskemaer for nedtrappede understationer bruges specielle enheder - kortslutningersom skaber en bevidst kortslutning for hurtigt at afbryde den resulterende fejl. Ud over utilsigtede kortslutninger i strømsystemer er der således også bevidste kortslutninger forårsaget af en kortslutning.

Konsekvenser af en kortslutning

Som et resultat af en kortslutning overophedes spændingsførende dele betydeligt, hvilket kan føre til isolationsnedbrud, såvel som fremkomsten af ​​store mekaniske kræfter, der bidrager til ødelæggelsen af ​​dele af elektriske installationer.

I dette tilfælde afbrydes den normale forsyning af forbrugere i ubeskadigede dele af netværket, da nødtilstanden af ​​en kortslutning i en linje fører til et generelt fald i spændingen. Ved kortslutningspunktet bliver konjugationen nul, og i alle punkter op til kortslutningspunktet falder spændingen kraftigt, og normal strømforsyning til de ubeskadigede ledninger bliver umulig.

Når der opstår kortslutninger i elsystemet, falder dets samlede modstand, hvilket fører til en stigning i strømmene i dets grene sammenlignet med strømmene i normal tilstand, og dette forårsager et fald i spændingen på de enkelte punkter i elsystemet, som er særligt stor nær punktet kortslutning.Graden af ​​spændingsreduktion afhænger af driften enheder til automatisk spændingsregulering og afstand fra skadestedet.

Afhængigt af forekomstens sted og varigheden af ​​fejlen kan dens konsekvenser være af lokal karakter eller påvirke hele strømforsyningssystemet.

Med en lang afstand af kortslutningen kan værdien af ​​kortslutningsstrømmen kun være en lille del af strømgeneratorernes mærkestrøm, og forekomsten af ​​en sådan kortslutning opfattes af dem som en lille stigning i belastningen .

En kraftig reduktion i spændingen forekommer kun nær kortslutningspunktet, mens denne reduktion på andre punkter i elsystemet er mindre mærkbar. Derfor, under de overvejede forhold, manifesteres de farlige konsekvenser af en kortslutning kun i de dele af strømforsyningssystemet, der er tættest på ulykkesstedet.

Kortslutningsstrømmen, selvom den er lille sammenlignet med generatorernes mærkestrøm, er normalt mange gange mærkestrømmen i den gren, hvor kortslutningen opstår. Derfor kan det, selv med kortvarig kortslutningsstrøm, forårsage yderligere opvarmning af strømførende elementer og ledninger over det tilladte niveau.

Kortslutningsstrømme forårsager høje mekaniske kræfter mellem ledere, som er særligt store i begyndelsen af ​​kortslutningsprocessen, når strømmen når sin maksimale værdi. Hvis styrken af ​​ledningerne og deres fastgørelser er utilstrækkelige, kan der opstå mekanisk skade.

Det pludselige dybe kortslutningsspændingsfald påvirker forbrugernes ydeevne.Det gælder først og fremmest motorer, for selv med et kortvarigt spændingsfald på 30-40% kan de stoppe (motorer vælter).

Motorvæltning har en alvorlig indvirkning på driften af ​​et industrianlæg, da det tager lang tid at genoprette den normale produktionsproces, og den uventede nedlukning af motorerne kan forårsage en defekt i anlæggets produkt.

Med en lille afstand og en tilstrækkelig kortslutningsvarighed er det muligt for de parallelle stationer at falde ud af synkronisme, dvs. afbrydelse af den normale drift af hele det elektriske system, hvilket er den farligste konsekvens af en kortslutning.

Ubalancerede strømsystemer som følge af jordfejl er i stand til at skabe magnetiske fluxer, der er tilstrækkelige til at inducere betydelige EMF'er i tilstødende kredsløb (kommunikationsledninger, rørledninger), som er farlige for servicepersonale og udstyr på disse kredsløb.

Derfor er konsekvenserne af en kortslutning som følger:

1. Mekanisk og termisk skade på elektrisk udstyr.

2. Brand i elektriske installationer.

3. Et fald i spændingsniveauet i det elektriske netværk, hvilket fører til et fald i de elektriske motorers drejningsmoment, deres stop, et fald i ydeevnen eller endda til at vælte.

4. Tab af synkronicitet af enkelte generatorer, kraftværker og dele af det elektriske system og forekomst af ulykker, herunder systemulykker.

5. Elektromagnetisk påvirkning af kommunikationslinjer, kommunikation mv.

Hvad skal kortslutningsstrømme beregnes til?

En kortslutning i kredsløbet forårsager en forbigående proces i den, hvorunder strømmen kan betragtes som summen af ​​to komponenter: tvungen harmonisk (periodisk, sinusformet) ip og fri (aperiodisk, eksponentiel) ia. Den frie komponent aftager med tidskonstanten Tc = Lc / rc = xc /? Rc som den transiente henfalder. Den maksimale øjeblikkelige værdi iу af den samlede strøm i kaldes stødstrømmen, og forholdet mellem sidstnævnte og amplituden Iπm kaldes stødkoefficienten.

Beregning af kortslutningsstrømme er nødvendig for det korrekte valg af elektrisk udstyr, design relæbeskyttelse og automatisering, valg af midler til begrænsning af kortslutningsstrømme.

Kortslutninger (SC) opstår normalt gennem transiente modstande - elektriske lysbuer, fremmedlegemer på fejlstedet, understøtninger og deres jordforbindelser samt modstande mellem faseledere og jord (for eksempel når ledere falder til jorden). For at forenkle beregningerne antages de enkelte transientmodstande, afhængig af fejltypen, at være lig med hinanden eller lig med nul ("metallisk" eller "mat" kortslutning).

Se også:Kortslutningsstrøm, som bestemmer størrelsen af ​​kortslutningsstrømmen