Короткое замыкание, методы его поиска
Рассмотрим случай, когда у вас перегорает предохранитель. Существует несколько видов короткого замыкания, в первом случае у вас предохранитель сгорает моментально, сразу после его установки в блок предохранителей или в течении короткого промежутка, в считанные моменты после установки, но не моментально.Это означает, что в первом случае, проводник по которому идёт «плюс» имеет прямой непосредственный контакт с «массой» корпусом автомобиля, такой вариант немного проще в поиске неисправности. Всегда труднее выявлять причину неисправности, когда она слабая или имеет спонтанный характер, склонность то к появлению, то к исчезновению.
При поиске короткого замыкания, самое главное определить на каком участке цепи происходит замыкание. Рекомендую вам при поиске вооружится контрольной лампочкой, длинным куском провода, книгой или электрической схемой с электрооборудованием вашего автомобиля. Если у вас перегорает предохранитель, значит короткое замыкание расположено на участке цепи от блока предохранителя к тому устройству которое запитывается от этого предохранителя.
Я написал «по возможности», потому что не все потребители электроэнергии легко доступны, а многие расположены в местах, где эту процедуру сможет произвести только специалист или человек уже сталкивавшийся с этим. Например: если вы определите что у вас замыкание в цепи указателей поворотов или аварийной сигнализации автомобиля ВАЗ 2105, нужно будет отсоединить штекерную колодку от выключателя аварийной сигнализации, которая расположена справа на рулевой колонке, если при её отключении и установлении предохранителя, короткое замыкание пропадает, нужно идти дальше по проводке, а реле указателей поворотников и аварийной сигнализации, расположено под приборной панелью, снять которую в одиночку я вам не советую, если у вас такого опыта не было.
Выше я советовал при поиске воспользоваться контрольной лампочкой и куском провода, сейчас поясню зачем. Как мы определили короткое замыкание — это когда проводка или какая то часть устройства, соединяется или имеет контакт с массой автомобиля, делаем цепь соединяя длинный провод с «плюсом» аккумулятора и контрольной лампочкой, впрочем это может быть просто контрольная лампочка с длинной одной частью. При поиске короткого замыкания аккумулятор у вас должен быть отсоединён, но в данном случае, вам нужно будет полностью всё отсоединить от «плюса», а масса «минус» должна быть подсоединена к автомобилю.
Подсоединяем второй вывод нашей контрольной лампы к блоку предохранителей, соединяем его с местом, откуда выходит этот самый образовавшийся минус, так как при вставке предохранителя он у нас сразу перегорает, значит на одном выходе образуется минус, а на второй как и положено подходит положительное напряжение. При подсоединении лампочки на этот вывод, она у нас в случае короткого замыкания, сразу ярко загорится, теперь будем по схеме отключать все потребители электроэнергии, которые запитаны на этот предохранитель. И будем наблюдать за поведением лампочки, за тем как она горит, как только мы отсоединим устройство, дающее короткое замыкание, лампочка должна или погаснуть или тускней светить, что будет соответствовать тому, что мы нашли причину короткого замыкания.
Перегрузка в сети
Вся электрическая сеть помещения разбивается на группы. Каждая группа рассчитывается на определенное количество потребителей. Например: если это квартира, то могут быть отдельные группы на освещение, розетки на кухне, розетки в комнатах и т.д. Если электропроводка делается самостоятельно, то количество групп рассчитывается в зависимости от потребностей и для каждого отдельно случая может быть разная. В стандартных квартирах количество групп соответствует проекту квартиры. Для каждой группы рассчитывается максимально возможная нагрузка. В зависимости от нагрузки выбирается питающий кабель для этой группы.
Увеличение расчетной нагрузки вызывает перегрузку электрической сети. Возникает перегрузка, если в розетки одной группы, например, непродуманно включить все бытовые приборы. При увеличении расчетной нагрузки электрический кабель начинает греться. При длительной перегрузке изоляция начнет плавиться, что может привести к пожару или выгоранию проводки.
Чтобы защитить электропроводку от перегрузки устанавливаются автоматы защиты с встроенным тепловым расцепителем (биметаллическая пластина).
Автоматы защиты устанавливаются в щитки распределительные (этажные электрощитки). Наряду с тем, что замена электропроводки в квартире стала выполняться из трехжильного провода, появляются и другие новшества. Так, например, вместо обычных плавких предохранителей известных в быту под названием «пробки» и предохранителей с термобиметаллом, появились УЗО — устройства защитного отключения
УЗО не только отсекают питание в случае перегрузки электропроводки в квартирах или ее короткого замыкания, но еще и отсекают электропитание, срабатывая в случае разрушения изоляции наших бытовых электроприборов или (что очень важно) в результате неосторожного прикосновения человека к оголившемуся проводу, который находится под напряжением
УЗО (устройства защитного отключения) защищает электропроводку в квартирах не только от тока перегрузки и от короткого замыкания, но еще защищает и от тока утечки. Для того, чтобы можно было по достоинству оценить появление в электропроводке в квартирах УЗО, необходимо получить некоторое представление о токе утечки. Обычно если электропроводка в квартире работает нормально и электропотребители исправны, то ток, протекающий в обоих проводах одинаковый. Как только человек коснется оголенного провода, по которому идет ток, ток пойдет через тело человека. В этом случае баланс токов в проводах, который «отслеживает» УЗО нарушится и УЗО разомкнет электрическую цепь сети. Произойдет это достаточно быстро, при значении тока утечки, еще не столь опасном для человеческого организма.
Из сказанного выше следует — безопасность старой двухжильной электропроводки в квартирах можно повысить путем установки устройства защитного отключения (УЗО). Но необходимо помнить, что хотя УЗО и предназначены именно для защиты от поражения человека электрическим током, поскольку срабатывание у них происходит при утечках тока, которые по своей величине значительно меньше, чем токи предохранителей (а для бытовых предохранителей это 2 ампера и более, что во много раз превышает значение смертельное для человеческого организма), тем не менее, установка этого защитного устройства является дополнительным защитным мероприятием (не выполняя монтаж проводки), а не заменой защиты от сверхтоков при помощи предохранителей. Также стоит помнить, что выбор защитных мер электропроводки и выбор электропроводки следует выполнять специалистам.
Причины и устранение коротких замыканий в кабелях и соединениях
КЗ возникает по следующим причинам:
- физический износ изоляции;
- повреждение изоляции грызунами;
- значительный перегрев изоляции кабелей;
- прямое соединение фазного и нулевого проводов.
Физический износ изоляции
Скрытая проводка это удобно и экономно!
Изоляционные оболочки для проводов изготавливают в основном из поливинилхлорида. Виниловый материал может сохранять свои эксплуатационные качества на протяжении не одного десятка лет. Но агрессивная среда может значительно укоротить срок службы защитного слоя проводов. Этому же фактору подвержены все виды изоляционных лент.
Устранение короткого замыкания вследствие физического износа кабелей и проводов заключается в постоянном контроле состояния проводников и своевременной заменой на новую электротехническую продукцию.
Важно! Когда пропадает звук в правом или левом канале наушников или колонок, следует проверить состояние токоподводящих проводов. Плохая пайка, низкокачественная изоляция могут вызвать КЗ, и звуковоспроизводящие приборы выходят из строя
Это часто встречается в дешёвой китайской продукции, где используются тонкие быстроизнашиваемые проводки.
Повреждение изоляции грызунами
Мыши и крысы нередко становятся виновниками короткого замыкания. Кабели, проложенные в подвальных помещениях и под землёй, зачастую подвергаются риску повреждения грызунами. Прогрызая защитную оболочку силовых проводников, мелкие животные провоцируют замыкание оголённых проводов между собой и на землю.
Устранить такие негативные явления прокладки подземных коммуникаций можно, используя бронировку поверхностного слоя изоляции кабельной продукции. Бронированные кабели обладают повышенной защитой от внешнего физического воздействия, в том числе от грызунов. При этом необходимо сделать санацию в местах обитания мелких вредителей.
Обратите внимание! В гаражах нередко появляются грызуны. Питаясь запасами продовольствия в подвалах боксов, мыши и крысы не брезгуют изоляцией проводки автомобиля
Они могут повредить провода, идущие от аккумулятора, стартера или генератора. В результате происходит замыкание силовых проводов, что может садить АКБ и при движении привести к пожару в машине.
Значительный перегрев изоляции кабелей
В результате большого нагрева изоляция разрушается, что ещё хуже – она может загореться. Перегрев происходит в результате резкого возрастания количества ампер силы тока. Обычно причиной тому являются скачки напряжения в розетках централизованной электросети.
Какой делать защиту от резкого возрастания напряжения и силы тока, решает сам хозяин жилища. Иногда лучше обращаться к специалистам, чтобы они предложили наилучший вариант исключения перегрева кабелей и проводов. Эффективным средством предотвращения негативного фактора является установка автоматических предохранительных блоков.
Электрическую сеть дома или квартиры разделяют на отдельные ветви, которые запитывают от определённого автомата. Назначение каждого прибора маркируют.
Для того чтобы избежать перегрева материнской платы ПК, компьютер подключают к розетке через стабилизатор напряжения. Также подсоединяют стабилизаторы к другим электрическим и электронным приборам. В некоторых случаях устанавливают единый стабилизатор на входе сети электроснабжения.
Прямое соединение фазного и нулевого проводов
В результате прямого контакта между фазным и нулевым проводами мгновенно происходит короткое замыкание. Самое опасное – это то, что может возникнуть электрическая дуга, которая может привести к пожару и произвести значительные разрушения окружающего пространства.
Следствие замыкания в электрощитовой
Какие бывают виды
Короткое замыкание. Каждый слышал это словосочетание. Многие видели надпись «Не закорачивать!» Часто, когда ломается какой-нибудь электроприбор, говорят: «Коротнуло!» И несмотря на негативный оттенок этих слов, профессионалы знают, что короткое замыкание – не печальный приговор. Иногда с коротким замыканием (КЗ) бороться бессмысленно, а порой и принципиально невозможно. В этой статье будут даны ответы на самые важные вопросы: что такое короткое замыкание и какие виды КЗ встречаются в технике.
Начнем рассматривать эти вопросы под необычным углом – узнаем, в каких случаях короткие замыкания неизбежны и где они не играют роль повреждений. Возьмем за оба конца обыкновенный металлический провод. Соединим концы вместе. Провод замкнулся накоротко – произошло КЗ. Но так как в цепи отсутствуют источники электрической энергии и нагрузка, такое короткое замыкание никакого вреда не несет. В некоторых областях электротехники КЗ, которое мы рассмотрели, играет на руку, например, в электрических аппаратах и электрических машинах.
Взглянем на однофазное реле или пускатель, в конструкции которых есть магнитная система с подвижными частями – электромагнит, притягивающий якорь. Из-за постоянно меняющейся полярности тока, текущего в обмотках электромагнита, его магнитный поток периодически становится равен нулю, что вызывает дребезжание якоря, появляются вибрации и характерное, знакомое всем электрикам гудение. Чтобы избавиться от этого явления, на торец сердечника электромагнита или якоря прикрепляют короткозамкнутый виток – кольцо или прямоугольник из меди или алюминия.
Из-за явления электромагнитной индукции в витке создается ток, создающий свой магнитный поток, компенсирующий пропадание основного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, что приводит к уменьшению или исчезновению вибраций, разрушающих конструкцию.
Так же на руку играет короткое замыкание и в роторе асинхронного электродвигателя. Благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого обмотками статора, с короткозамкнутым ротором, в роторе по уже упомянутому закону появляются свои токи, создающие свое поле, что приводит ротор во вращение
Конечно, важно грамотное проектирование электродвигателя или электрического аппарата, чтобы токи, протекающие в короткозамкнутых элементах, не приводили к перегреву и порче изоляции основных обмоток
Возгорание розетки
Подобным образом понятие «короткое замыкание» используется применительно к трансформаторам. Люди, так или иначе связанные с энергетикой, знают, что одна из важнейших характеристик трансформатора – это напряжение короткого замыкания, UКЗ, измеряемое в процентах. Возьмем трансформатор. Одну из его обмоток, скажем, низшего напряжения (НН) закоротим амперметром, сопротивление которого, как известно, принимается равным нулю. Обмотку высшего напряжения (ВН) подключаем к источнику напряжения. Повышаем напряжение на обмотке ВН до тех пор, пока ток в обмотке НН не станет равным номинальному, фиксируем это напряжение.
Делим его на номинальное напряжение высшей стороны, умножаем на 100%, получаем UКЗ. Эта величина характеризует потери мощности в трансформаторе и его сопротивление, от которого зависит ток короткого замыкания, ведущий к повреждениям. Поговорим наконец о коротких замыканиях, несущих негативные последствия. Такие короткие замыкания появляются, когда ток от источника питания протекает не через нагрузку, а только через провода, обладающие ничтожно маленьким сопротивлением. Например, трехфазный кабель питается от трансформатора, и одним неосторожным движением ковша экскаватора происходит его повреждение – две фазы закорачиваются через ковш. Такое КЗ называют двухфазным. Аналогично по количеству замкнутых фаз называют другие КЗ.
Однофазное замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью не является коротким, но может представлять угрозу жизни живых существ. Металлическим называют КЗ, в котором переходное сопротивление равно нулю – например, при болтовом или сварочном соединении. Токи КЗ в зависимости от напряжения и вида повреждения могут достигать тысяч и сотен тысяч ампер, приводить к пожарам и колоссальным электродинамическим усилиям, «выворачивающим» шины и провода. Защита от КЗ может осуществляться автоматическими выключателями или предохранителями, а в высоковольтных сетях – средствами релейной защиты и автоматики.
Защита блока питания от короткого замыкания.
Автоматические выключатели
Они разрывают электрические цепи при коротком замыкании или повышенной нагрузке на электропроводку.
Автоматические выключатели устанавливаются в распределительном щите. Они группируют бытовые приборы по мощности и месту расположения в доме. Например, группа из десяти ламп накаливания по 100 Вт каждая потребляет суммарный ток мощностью 1000 Вт и силой 4,5 А (сила тока тоже суммируется). Значит, для этой группы нужно использовать защитный автомат с номинальным током не больше 6 А. Если при аварии нагрузка вырастет выше 6 А, автомат отключит повреждённый участок.
Для каждой группы электропотребления рекомендуется ставить отдельный автомат. Например, для группы верхнего освещения на кухне, для посудомоечной или стиральной машины, для кухонных розеток и т. д. Это удобно: если случится проблема на одном из участков сети — отключится именно он, а не вся квартира.
Ниже в таблице приведён пример подбора автоматических выключателей и УЗО от Schneider electric серии Easy9, исходя из мощности потребителей, номинального тока и типа отключения.
