Что такое короткое замыкание, причины возникновения и защита от короткого замыкания
Короткое замыкание — одна из самых неприятных ситуаций, которые могут случиться как в частных домах, так и в офисах.
Что такое короткое замыкание: простое объяснение
Электрическое короткое замыкание возникает при случайном контакте между фазным и нулевым проводом — событие, часто вызванное неисправностью системы или внезапным отказом. При коротком замыкании по цепи протекает сильный ток. Когда он становится чрезмерным, включается дифференциальный выключатель, который сохраняет электрическую систему, отключая ток.
Защита цепи от короткого замыкания
Автоматический выключатель защищает цепь и поэтому обязателен во всех электрических системах. Кроме того, если он интегрирован с магнитотермическим дифференциалом, он также предотвращает возгорание в результате короткого замыкания. Строительство современных электрических систем, включая установку спасательных устройств, регулируется особыми правилами, которые требуют, среди прочего, адаптации существующих систем.
Как действовать в случае короткого замыкания
В любом случае может случиться так, что в особенно старых или неисправных системах возникнет короткое замыкание, поэтому в этих случаях важно выполнить некоторые шаги:
- определить часть цепи, затронутую коротким замыканием;
- определить, были ли неисправности связаны с световыми точками или электрическими розетками;
- если задействована силовая цепь, все вилки подключенного оборудования должны быть немедленно вынуты;
- при появлении пламени его необходимо немедленно потушить огнетушителем, при этом категорически избегать попадания воды;
- при срабатывании автоматического выключателя необходимо попытаться повторно включить дифференциальный выключатель, а если он не сработает, необходимо отключать электрические розетки одну за другой, пока не станет очевидно, какая из них вызывает контакт.
Перегрузка и короткое замыкание — разница между ними
К числу проблем, которые могут повлиять на электрическую систему, относятся короткие замыкания и перегрузки. В первом случае это выход из строя или неисправность, например из-за плохой изоляции проводов или их контакта. С другой стороны, перегрузка не является неисправностью, а просто указывает на чрезмерное потребление электроэнергии, так как потребляемый ток превышает ток, поддерживаемый электрической системой.
Электрическое короткое замыкание – это аномалия, при которой напряжение внезапно обнуляется. В этих случаях может возникнуть ток короткого замыкания или перегрузка по току в результате отказа электрической системы. КЗ — событие случайное и непредсказуемое.
Электрическая перегрузка, с другой стороны, не обязательно обнуляет напряжение. Но оно сильно падает из-за чрезмерного количества устройств, подключенных к электрической системе. Ответственность обычно ложится на пользователя, так как он сознательно или неосознанно дает чрезмерную нагрузку на систему.
Соблюдайте правила безопасности и эксплуатации. У нас Вы можете купить качественную кабельную продукцию и провода под различные цели. Оставляйте заявку!
определение КЗ / Справочник :: Бингоскул
Что такое короткое замыкание по-простому: определение КЗдобавить в закладки удалить из закладок
Содержание:
Многие наслышаны о проблемах с электросетями и устройствами, возникающих вследствие короткого замыкания (КЗ). Для предотвращения печальных последствий электрические сети в домах, производственных цехах, офисах и прочих электрифицированных зданиях защищены от нештатных ситуаций. Разберёмся, что называется коротким замыканием, как оно происходит, чем характеризуется. Поговорим о способах его предотвращения, расчёте тока в момент КЗ.
Что такое короткое замыкание по-простому
Короткое замыкание – это процесс прямого взаимодействия проводников с противоположными потенциалами, проход электрического тока по непредназначенному для него пути, маршруту, где отсутствуют потребители, например, сопротивление. Часто возникает вследствие повреждения изоляции жилы внутри кабеля, контакта неизолированных компонентов схемы.
Короткое замыкание — это, простым языком, состояние электрической сети, при котором сопротивление источника электропитания выше сопротивления нагрузки.
Что такое КЗ в электрике: виды явлений
Классификация коротких замыканий:
- 1-фазное: соприкосновение фазы – провод с потенциалом 220 В соприкасается с «землей» либо нейтральным проводником – имеющим нулевой потенциал.
- Двухфазные:
- Соприкосновение проводов обеих фаз.
- Двухфазное на землю – предыдущее плюс контакт фаз с землёй.
- Трёхфазное – взаимодействие трёх контактов.
Режим короткого замыкания в цепи электрических устройств возникает, когда:
- Между собой контактируют обмотки статора либо ротора электрического двигателя.
- Обмотка замыкается на металлический корпус.
Формула силы тока при КЗ
Из определения короткого замыкания понятно: это явление сопровождается снижением напряжения (падением разницы потенциалов) на зажимах источника питания. Параллельно ему растёт сила электрического тока в цепи. Когда сопротивление внешней цепи снижается (из неё убирается потребитель электрической энергии, например, резистор), напряжение на зажимах источника питания падает до нуля – происходит короткое замыкание, ток при этом растёт до максимума.
Ток КЗ вычисляется по закону Ома. Мизерным внешним сопротивлением R пренебрегают.
Формула силы тока короткого замыкания имеет вид:
Imax = E : r, где:
- E – значение ЭДС (электродвижущая сила) в замкнутой цепи;
- R – сопротивление источника электрического питания.
Значение ЭДС для замкнутой цепи всегда меньше напряжения на зажимах источника электропитания. E равно U только в случае, когда ток цепи падает до нуля I = 0 А.
Задача
Вычислить ток КЗ бытовой сети, сопротивление которой упало до 0,05 Ом.
Imax = E : r = 220 : 0,05 = 4,4 кА.
Получается огромное значение, ведь бытовые розетки рассчитаны на 10, максимум 16 А.
Методы защиты
Для гальванических элементов КЗ угрозы не несут: из-за малой ЭДС компонентов они обладают высоким сопротивлением, поэтому токи короткого замыкания в них малы, не вызывают заметных повреждений в цепи, разрушений её компонентов.
Элементы силовых и осветительных цепей с напряжением от 100 В с малым сопротивлением могут плавиться, выгорать, даже вызывать пожары. К их изоляции предъявляют особые требования; в цепи встраиваются автоматические выключатели, предохранители. В промышленности для предотвращения КЗ применяют понижающие трансформаторы, шиносоединительные выключатели, релейную защиту.
Поделитесь в социальных сетях:
18 октября 2021, 18:27
Физика
Could not load xLike class!
Короткое замыкание Определение и значение — Merriam-Webster
1 из 2
Переводной глагол
1
: для применения короткого замыкания для или установления короткого замыкания в
2
: Шипаж.
Короткое замыкание радиостанции.
короткое замыкание
2 из 2
: соединение сравнительно низкого сопротивления, случайно или преднамеренно выполненное между точками цепи, сопротивление между которыми обычно значительно выше
Просмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе
Примеры предложений
Существительное Причиной возгорания стало короткое замыкание .
Последние примеры в Интернете
Проблема в том, что дендриты со временем прорывают электролит и вызывают короткое замыкание во время зарядки, сокращая срок службы батареи. Роберто Болдуин, Ars Technica , 2 ноября 2022 г. Проблема связана с дополнительным тягово-сцепным устройством, которое может привести к скоплению влаги и вызвать короткое замыкание , сообщают регуляторы безопасности США. Аарон Грегг, 9 лет0097 Washington Post , 24 августа 2022 г. Опасность возгорания возникает из-за возможного короткого замыкания
Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «короткое замыкание». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.
История слов
Первое известное использование
Глагол
1867, в значении, определенном в переходном смысле 1
Существительное
1854, в значении, определенном выше
Путешественник во времени
3
Первое известное использование короткого замыкания было в 1854 г.
Посмотреть другие слова того же года
Словарные статьи Около
короткое замыканиекороткое замыкание
короткое замыкание
короткозамыкатель
Посмотреть другие записи поблизости
Процитировать эту запись «Короткое замыкание.
» Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/short-circuit. По состоянию на 6 декабря 2022 г.Копировать цитирование
Детское определение
короткое замыкание 1 из 2
короткое замыкание
-ˈsər-kət
: сделать короткое замыкание или иметь короткое замыкание
короткое замыкание
2 из 2
: электрическое соединение между точками электрической цепи, между которыми обычно не протекает ток
Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи других определений и расширенный поиск без рекламы!
Merriam-Webster полный текст
Что такое анализ короткого замыкания и зачем он проводится?
Анализ короткого замыкания используется для определения величины тока короткого замыкания, которую система способна производить, и сравнивает эту величину с номиналом отключения устройств защиты от перегрузки по току (OCPD). Поскольку номиналы отключения основаны на стандартах, методы, используемые при проведении анализа короткого замыкания, должны соответствовать процедурам, установленным для этой цели организациями, разрабатывающими стандарты. Американский национальный институт стандартов (ANSI) публикует как стандарты для оборудования, так и руководства по применению, в которых описываются методы расчета.
Токи короткого замыкания — это токи, которые вносят в энергосистему большое количество разрушительной энергии в форме тепла и магнитной силы. Короткое замыкание иногда называют неисправностью. Это особый вид тока, который вводит большое количество энергии в энергосистему. Оно может быть в виде тепла или в виде магнитной силы. По сути, это путь энергии с низким сопротивлением, который пропускает часть цепи и заставляет обходную часть цепи перестать работать. Надежность и безопасность систем распределения электроэнергии зависят от точных и полных знаний о возможных токах короткого замыкания, а также от способности защитных устройств удовлетворительно прерывать эти токи. Знание вычислительных методов анализа энергосистем необходимо для инженеров, ответственных за планирование, проектирование, эксплуатацию и устранение неисправностей распределительных систем.
Токи короткого замыкания представляют наиболее серьезную общую опасность для компонентов системы распределения электроэнергии и являются главными проблемами при разработке и применении систем защиты. К счастью, токи короткого замыкания относительно легко рассчитать. Применение трех или четырех фундаментальных концепций анализа цепей позволит выявить основную природу токов короткого замыкания. Эти концепции будут сформулированы и использованы в пошаговой разработке.
Токи трехфазного короткого замыкания с болтовым замыканием являются основными справочными величинами в системном исследовании. Во всех случаях требуется знание значения трехфазного короткого замыкания, которое необходимо выделить для независимого лечения. Это установит шаблон, который будет использоваться в других случаях.
Устройство, прерывающее ток короткого замыкания, представляет собой устройство, подключенное к электрической цепи для обеспечения защиты от чрезмерных повреждений при возникновении короткого замыкания. Он обеспечивает эту защиту, автоматически прерывая большое значение протекающего тока, поэтому устройство должно быть рассчитано на прерывание и остановку протекания тока короткого замыкания без повреждения устройства защиты от перегрузки по току. OCPD также обеспечивает автоматическое отключение токов перегрузки.
Расчеты короткого замыкания необходимы для применения и согласования защитных реле и оценки оборудования. Все типы отказов могут быть смоделированы. Исследование короткого замыкания, проведенное Carelab, предоставляет подробный отчет с указанием номинальных характеристик выключателя, функций автоматического выключателя, обсуждений и рекомендаций по обнаруженным недостаткам
Риски, связанные с токами короткого замыканияЗдание/сооружение может быть недостаточно защищено от токов короткого замыкания. Эти токи могут повредить или испортить оборудование. Неправильно защищенные токи короткого замыкания могут травмировать или убить обслуживающий персонал. Недавно были предприняты новые инициативы, требующие от объектов правильной идентификации этих опасных точек в системе распределения электроэнергии объекта.
Чем опасно короткое замыкание?Ток короткого замыкания может быть очень большим. Если необычно высокие токи превышают возможности защитных устройств (предохранителей, автоматических выключателей и т. д.), это может привести к большим и быстрым выбросам энергии в виде тепла, интенсивных магнитных полей и даже, возможно, к взрывам, известным как дуговой разряд. Тепло может повредить или разрушить изоляцию проводки и электрические компоненты. Взрыв дуги создает ударную волну, которая может переносить испаренный или расплавленный металл и может быть фатальной для незащищенных людей, находящихся поблизости.
Расчет тока короткого замыкания необходим для правильного выбора типа, номинала отключения и характеристик срабатывания автоматических выключателей и предохранителей силовых и осветительных систем. Результаты расчетов тока короткого замыкания также используются для определения требуемых номиналов короткого замыкания компонентов системы распределения электроэнергии, включая переключатели шины, приводы с регулируемой скоростью, распределительные щиты, центры нагрузки и панели управления. При расчете максимального тока короткого замыкания необходимо определить общий вклад всех генераторов, которые могут быть подключены параллельно, и вклад двигателя от асинхронных и синхронных двигателей.
Анализ короткого замыкания выполняется для определения токов, протекающих в энергосистеме в условиях отказа. Если мощность короткого замыкания системы превышает мощность защитного устройства, возникает опасная ситуация. Поскольку рост энергосистемы часто приводит к увеличению доступного тока короткого замыкания, необходимо проверить моментальные и отключающие характеристики нового и существующего оборудования в системе, чтобы убедиться, что оборудование может выдерживать энергию короткого замыкания (см. Оценка устройств). Принимаются во внимание вклады неисправностей для источников коммунальных услуг, двигателей и генераторов.
Анализ короткого замыкания поможет обеспечить защиту персонала и оборудования путем установления надлежащих номиналов отключения защитных устройств (автоматический выключатель и предохранители). Если электрическая неисправность превышает мощность отключения защитного устройства, последствия могут быть разрушительными. Это может представлять серьезную угрозу для жизни человека и может привести к травмам, серьезному повреждению оборудования и дорогостоящим простоям.
В больших системах требуется анализ короткого замыкания для определения как номинальных характеристик коммутационного устройства, так и настроек реле. Никакое оборудование подстанции не может быть установлено со знанием полных значений короткого замыкания для всей системы распределения электроэнергии. Расчеты короткого замыкания должны поддерживаться и периодически обновляться для защиты оборудования и жизни. Небезопасно предполагать, что новое оборудование правильно оценено.
Результаты анализа короткого замыкания также используются для выборочной координации электрических защитных устройств.
Что такое анализ короткого замыкания?Анализ короткого замыкания, по сути, состоит из определения установившегося решения линейной сети со сбалансированным трехфазным возбуждением. Такой анализ обеспечивает токи и напряжения в энергосистеме во время неисправности. Эта информация необходима для определения требуемой отключающей способности автоматических выключателей и для проектирования надлежащей системы релейной защиты. Чтобы получить достаточно информации, различные типы неисправностей моделируются в разных местах, и исследование повторяется. Обычно при анализе короткого замыкания пренебрегают всеми параметрами шунта, такими как нагрузки, проводимость заряда извести*. Тогда линейная сеть, которую необходимо решить, состоит из
- Сеть передачи
- Генераторная система и
- Ошибка. Правильно комбинируя представления этих компонентов, мы можем решить проблему короткого замыкания .
Carelabs позволяет выполнять поединичные расчеты в любой системе, с которой вы работаете. Мы автоматически преобразуем всю систему (панели управления, трансформаторы, генераторы, моторизованные элементы и кабели) в уникальную единицу импеданса, из которой вы можете получить номинальный ток короткого замыкания в любой заданной точке. Процесс прост, эффективен и сэкономит вам деньги и время.
Carelabs обеспечивает расчеты коротких замыканий для одиночных и множественных сбоев, а также ряд вариантов отчетов. Поскольку расчеты короткого замыкания необходимы для различных целей, расчеты короткого замыкания в Carelabs поддерживают различные представления и методы расчета, основанные на ряде международных стандартов, а также метод наложения (также известный как полный метод),
. Что такое болтовые, искрение и замыкания на землю?Неисправность с болтовым соединением обычно возникает в результате ошибки изготовления или сборки, в результате которой два проводника с разным напряжением «скреплены болтами» или источник питания напрямую соединен (скреплен болтами) с землей. Поскольку разъемы прочно закреплены болтами, дуга не образуется, а большой ток быстро приводит в действие защитное устройство, ограничивающее ущерб.
Дуговое замыкание — это замыкание, при котором возникает дуга. Дуга представляет собой поток электричества между двумя проводниками, которые не находятся в контакте. Результирующий сильный нагрев может привести к пожару, значительному повреждению оборудования и, возможно, к вспышке или взрыву дуги, что может привести к серьезным травмам.
Замыкание на землю — это когда электричество находит непреднамеренный путь с низким сопротивлением к земле. Когда этот путь проходит через тело человека, возникающее тепло может вызвать серьезные ожоги, а удар током может нарушить работу сердца человека (фибрилляция).
Что такое симметричные и асимметричные токи?В многофазной системе может возникнуть симметричная или асимметричная неисправность. Симметричный ток короткого замыкания – это ток, который одинаково влияет на все фазы. Если затронуты только некоторые фазы или фазы затронуты неодинаково, то ток короткого замыкания асимметричен.
Симметричные разломы относительно просто анализировать, однако они составляют очень мало реальных разломов. Только около 5% разломов являются симметричными. Асимметричные разломы сложнее анализировать, но они являются более распространенным типом разломов.
Что такое защитные устройства для анализа короткого замыкания?Защитные устройства предназначены для обнаружения неисправности и отключения электрического тока до того, как произойдет значительное повреждение. Существует несколько различных типов защитных устройств, два из которых наиболее распространены:
Предохранители и автоматические выключателиПредохранители и автоматические выключатели используются для защиты электрической цепи от перегрузки по току, обычно возникающей в результате короткого замыкания. цепи, отключив питание. Предохранители можно использовать только один раз. Автоматические выключатели можно сбрасывать и использовать несколько раз.
Прерыватель замыкания на землю (GFI)Это устройство определяет, когда ток в проводнике под напряжением не равен обратному току в нейтральном проводнике. GFI защищает людей, быстро отключая ток, предотвращая травмы в результате удара током. Прерыватели замыкания на землю обычно используются в домах для ванных комнат, кухонь и наружных электрических розеток. GFI обычно встраивается в электрическую розетку.
GFI не обеспечивает защиту от перегрузки по току, а цепь, включающая GFI, также включает предохранитель или автоматический выключатель.
В дополнение к предохранителям, автоматическим выключателям и защитным устройствам существуют электрические защитные устройства, которые:
- обнаруживают изменения уровней тока или напряжения
- контролировать отношение напряжения к току
- обеспечивают защиту от перенапряжения
- обеспечивает защиту от пониженного напряжения
- обнаружение обратного тока
- обнаружить инверсию фазы
Когда необходим Анализ короткого замыкания N ?
Первый анализ короткого замыкания должен быть выполнен при первоначальном проектировании энергосистемы, хотя это не должно быть единственным случаем. Эти исследования необходимо проводить при любом расширении объекта или при добавлении любого нового электрического оборудования, такого как автоматические выключатели или новые трансформаторы и кабели. Без каких-либо новых дополнений или изменений исследования короткого замыкания по-прежнему необходимо проводить на регулярной основе, по крайней мере, каждые 5-6 лет.
Как рассчитывается ток короткого замыкания?Расчеты короткого замыкания необходимы для правильного применения оборудования в соответствии со стандартами NEC и ANSI. В зависимости от размера и подключения к инженерным сетям количество деталей, необходимых для выполнения этих расчетов, может сильно различаться. Анализ короткого замыкания Carelabs будет включать расчеты, выполненные в соответствии с последними стандартами ANSI.
Выключатели, предохранители и выключатели, которые должны прерывать или замыкаться в случае неисправности, вызывают особую озабоченность. Кабели и шинопроводы также имеют ограничения по стойкости к короткому замыканию, и в ходе тщательного исследования будет изучено бесперебойное оборудование, а также выключатели и выключатели. В таких стандартах, как ANSI C37.010 и C37.13, излагаются общепризнанные методы расчета для этих оценок оборудования.
Эти исследования коротких замыканий выполняются с использованием программного обеспечения системы электропитания в соответствии со стандартами IEEE. Для более крупных систем эти расчеты короткого замыкания должны выполняться как для номиналов коммутационных аппаратов, так и для настроек реле. Знание вычислительных методов анализа энергосистем необходимо для инженеров, ответственных за планирование, проектирование, эксплуатацию и устранение неполадок распределительных систем. Исследование короткого замыкания — это анализ электрической системы, который определяет величину токов, протекающих во время электрической неисправности. Сравнение этих расчетных значений с номиналами оборудования является первым шагом к обеспечению надежной защиты энергосистемы. Как только известны ожидаемые токи короткого замыкания, проводится исследование координации защиты для определения оптимальных характеристик, номинальных значений и настроек защитных устройств энергосистемы.
NEC 110 требует проведения анализа короткого замыкания для всего электрического оборудования и панелей. Двумя наиболее распространенными стандартами для расчета тока короткого замыкания являются стандарт ANSI/IEEE C37.010-1979 и стандарт Международной электротехнической комиссии (IEC) 60909.
Стандарт ANSI C37.010 предназначался для использования при выборе силового автоматического выключателя, но он предоставляет информацию, необходимую для обязательной маркировки NEC 110. Стандарт IEC 60909-3:2009 является более общим. Он предназначен для предоставления общих рекомендаций по анализу короткого замыкания любого асимметричного короткого замыкания в трехфазной электрической системе переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц.
Можно использовать метод расчета короткого замыкания по ANSI или IEC. Их сравнили и обнаружили, что они дают схожие результаты. Метод ANSI обычно используется в программном обеспечении для расчета тока короткого замыкания.
Наша служба анализа коротких замыканий:
- Выполняется при поддержке стандартов и методов IEC 60909 (включая издание 2016 г. ), IEEE 141/ANSI C37, VDE 0102/0103, G74 и IEC 61363
- Расчет токов короткого замыкания в сетях постоянного тока в соответствии с IEC 61660 и ANSI/IEEE 9.46
- Мы используем полный метод суперпозиции, включая динамическую поддержку напряжения генераторов, подключенных через силовую электронику
- Анализ множественных неисправностей любого типа, в т.ч. однофазный обрыв, межцепные замыкания, развертка по линиям и т. д.
Диакоптическая модель для анализа короткого замыкания (используем ли мы это?
При анализе короткого замыкания принято пренебрегать нагрузками и другими параметрами шунтирования на землю. При этом условии представление импеданса для сети передачи с землей в качестве ссылки не существует.Однако соединение с землей устанавливается на шинах генератора, представляя генератор как источник постоянного напряжения за соответствующим реагентом.Поэтому давайте рассмотрим комбинированную сеть передачи-генератора и, разрывая сеть, пусть Мы должны убедиться, что каждая подсеть имеет по крайней мере один генератор. На практике это не должно вызывать затруднений, так как сети большой энергосистемы 84 обычно состоят из разных областей, имеющих генерацию в каждой области.
NeplanАнализ короткого замыкания выполняется таким образом, чтобы характеристики существующего и нового оборудования были достаточными, чтобы выдержать доступный ток короткого замыкания. Этот анализ короткого замыкания можно выполнить либо с помощью ручных вычислений, либо с помощью известного программного обеспечения, такого как NEPLAN.
Используя NEPLAN, мы можем быстро и эффективно проводить исследования коротких замыканий в электрических системах в четыре этапа.
- Сбор данных и подготовка SLD
- Расчет короткого замыкания
- Изучение координации эстафеты
- Анализ потока нагрузки
В Carelabs мы отличаемся от конкурентов размерами и структурой, что позволяет нам быстрее реагировать на изменения.