Årsaker og konsekvenser av kortslutning

Kortslutning — koble kilden til EMF til lasten, hvis motstand er svært liten sammenlignet med den indre motstanden til kilden.

Kortslutningsstrømmen bestemmes kun av den indre motstanden til kilden r, dvs. ik = E / r, hvor E er EMF for kilden.

Som oftest Kilder til EMF ikke er konstruert for den høye strømmen som oppstår under en kortslutning, genereres det en veldig stor mengde varme i kilden, noe som kan føre til ødeleggelse og død av kilden. En kortslutning er spesielt farlig for kilder med små indre motstand (batterier, elbiler osv.).

Så en kortslutning oppstår når to ledninger i en krets er koblet til forskjellige terminaler (for eksempel i DC-kretser, disse er «+» og «-«) av kilden gjennom en veldig liten motstand, som kan sammenlignes med motstanden til selve ledningene.

Kortslutningsstrømmen kan overstige merkestrømmen i kretsen med mange ganger. I slike tilfeller må kretsen brytes før temperaturen på ledningene når farlige verdier.

For å beskytte ledningene mot overoppheting og for å forhindre at omgivende gjenstander antennes, er beskyttelsesenheter inkludert i kretsen — sikringer eller effektbrytere.

Kortslutninger kan også oppstå med overspenning som følge av tordenvær, direkte lynnedslag, mekanisk skade på isolasjonsdeler, feil handlinger fra servicepersonell.

Ved kortslutning øker kortslutningsstrømmene kraftig og spenningen synker, noe som utgjør en stor fare for elektrisk utstyr og kan forårsake strømbrudd for forbrukere.

Se også: Hvordan kortslutningsbeskyttelse fungerer og fungerer

Kortslutninger er:

• trefase (symmetrisk), der alle tre fasene er kortsluttet;

• to-fase (ubalansert), der bare to faser er kortsluttet;

• to-fase til jord i systemer med solid jordet nøytrale;

• enfase ubalanserte jordede nøytrale.

Strømmen når sin maksimale verdi med en enfase kortslutning. Som et resultat av bruk av spesielle kunstige tiltak (for eksempel jording av nøytrale ved reaktorer, jording bare en del av nøytralene), kan den maksimale verdien av den enfasede kortslutningsstrømmen reduseres til verdien av den trefasede kortslutningsstrømmen, som det oftest utføres beregninger for.

Årsaker til kortslutning

Hovedårsaken til kortslutning er forstyrrelsene isolasjon av elektrisk utstyr.

Isolasjonsfeil er forårsaket av:

1. Overspenning (spesielt i nettverk med isolerte nøytrale),

2. Direkte lynnedslag,

3. Aldringsisolasjon,

4.Mekanisk skade på isolasjonen, kjøring under linjene til overdimensjonerte mekanismer,

5. Utilstrekkelig vedlikehold av utstyr.

Ofte er årsaken til skade i den elektriske delen av elektriske installasjoner de ukvalifiserte handlingene til servicepersonell.

Forsettlig kortslutning

Ved bruk av forenklede tilkoblingsskjemaer for nedtrappede understasjoner, brukes spesielle enheter - kortslutningersom skaper en tilsiktet kortslutning for raskt å avbryte den resulterende feilen. I tillegg til utilsiktede kortslutninger i kraftsystemer, er det således også tilsiktede kortslutninger forårsaket av virkningen av en kortslutning.

Konsekvenser av kortslutning

Som et resultat av en kortslutning overopphetes strømførende deler betydelig, noe som kan føre til isolasjonsbrudd, samt utseendet til store mekaniske krefter som bidrar til ødeleggelse av deler av elektriske installasjoner.

I dette tilfellet blir den normale forsyningen av forbrukere i uskadede deler av nettverket forstyrret, siden nødmodusen til en kortslutning i en linje fører til en generell reduksjon i spenningen. Ved kortslutningspunktet blir konjugasjonen null, og i alle punkter opp til kortslutningspunktet synker spenningen kraftig og normal strømforsyning til de uskadede linjene blir umulig.

Når det oppstår kortslutninger i kraftsystemet, reduseres dens totale motstand, noe som fører til en økning i strømmene i grenene sammenlignet med strømmene i normal modus, og dette forårsaker en reduksjon i spenningen på individuelle punkter i kraftsystemet, som er spesielt stor nær punktet kortslutning.Graden av spenningsreduksjon avhenger av operasjonen enheter for automatisk spenningsregulering og avstand fra skadestedet.

Avhengig av forekomststedet og varigheten av feilen, kan konsekvensene være av lokal karakter eller påvirke hele strømforsyningssystemet.

Med en lang avstand av kortslutningen kan verdien av kortslutningsstrømmen bare være en liten del av merkestrømmen til kraftgeneratorene, og forekomsten av en slik kortslutning oppfattes av dem som en liten økning i belastningen .

En sterk reduksjon i spenning skjer bare nær kortslutningspunktet, mens på andre punkter i kraftsystemet er denne reduksjonen mindre merkbar. Derfor, under de vurderte forholdene, manifesteres de farlige konsekvensene av en kortslutning bare i delene av strømforsyningssystemet nærmest ulykkesstedet.

Kortslutningsstrømmen, selv om den er liten sammenlignet med merkestrømmen til generatorene, er vanligvis mange ganger merkestrømmen til grenen der kortslutningen oppstår. Derfor, selv med kortvarig kortslutningsstrøm, kan det forårsake ytterligere oppvarming av strømførende elementer og ledninger over det tillatte nivået.

Kortslutningsstrømmer forårsaker høye mekaniske krefter mellom ledere, som er spesielt store i begynnelsen av kortslutningsprosessen, når strømmen når sin maksimale verdi. Hvis styrken på ledningene og deres fester er utilstrekkelig, kan det oppstå mekanisk skade.

Det plutselige, dype kortslutningsspenningsfallet påvirker ytelsen til forbrukerne.Først og fremst gjelder dette motorer, for selv med et kortvarig spenningsfall på 30-40 % kan de stoppe (motorer snur seg).

Motorvelting har en alvorlig effekt på driften av et industrianlegg, da det tar lang tid å gjenopprette normal produksjonsprosess, og uventet stans av motorene kan forårsake en defekt i anleggets produkt.

Med liten avstand og tilstrekkelig kortslutningsvarighet er det mulig for de parallelle stasjonene å falle ut av synkronisme, dvs. forstyrrelse av normal drift av hele det elektriske systemet, som er den farligste konsekvensen av en kortslutning.

Ubalanserte strømsystemer som er et resultat av jordfeil er i stand til å skape magnetiske flukser som er tilstrekkelige til å indusere betydelige elektromagnetiske felter i tilstøtende kretser (kommunikasjonslinjer, rørledninger) som er farlige for servicepersonell og utstyr på disse kretsene.

Derfor er konsekvensene av en kortslutning som følger:

1. Mekanisk og termisk skade på elektrisk utstyr.

2. Brann i elektriske anlegg.

3. En reduksjon i spenningsnivået i det elektriske nettverket, som fører til en reduksjon i dreiemomentet til de elektriske motorene, deres stopp, en reduksjon i ytelse eller til og med til velting.

4. Tap av synkronisitet for enkeltgeneratorer, kraftverk og deler av det elektriske anlegget og forekomst av ulykker, herunder systemulykker.

5. Elektromagnetisk påvirkning på kommunikasjonslinjer, kommunikasjon mv.

Hva går utregningen av kortslutningsstrømmer til?

En kortslutning i kretsen forårsaker en forbigående prosess i den, hvor strømmen kan betraktes som summen av to komponenter: tvungen harmonisk (periodisk, sinusformet) ip og fri (aperiodisk, eksponentiell) ia. Den frie komponenten avtar med tidskonstanten Tc = Lc / rc = xc /? Rc ettersom transienten forfaller. Den maksimale øyeblikkelige verdien iу av den totale strømmen i kalles sjokkstrømmen, og forholdet mellom sistnevnte og amplituden Iπm kalles sjokkkoeffisienten.

Beregning av kortslutningsstrømmer er nødvendig for riktig valg av elektrisk utstyr, design relébeskyttelse og automatisering, valg av midler for å begrense kortslutningsstrømmer.

Kortslutninger (SC) oppstår vanligvis gjennom transiente motstander - elektriske lysbuer, fremmedlegemer på feilstedet, støtter og deres jording, samt motstand mellom faseledere og jord (for eksempel når ledere faller til bakken). For å forenkle beregningene antas de individuelle transientmotstandene, avhengig av type feil, å være lik hverandre eller lik null ("metallisk" eller "dull" kortslutning).

Se også:Kortslutningsstrøm, som bestemmer størrelsen på kortslutningsstrømmen