Kratki stiki, preobremenitve, prehodni upori. Ukrepi požarne varnosti

Kaj je kratek stik in kaj povzroča kratek stik

Kratki stiki v ožičenju se najpogosteje pojavijo zaradi kršitve izolacije prevodnih delov zaradi mehanskih poškodb, staranja, izpostavljenosti vlagi in korozivnim okoljem ter nepravilnih človeških dejanj. Ko pride do kratkega stika, se poveča amperaža, in znano je, da je količina sproščene toplote sorazmerna s kvadratom toka. Torej, če se v kratkem stiku tok poveča 20-krat, se bo količina sproščene toplote povečala približno 400-krat.

Toplotni učinek na izolacijo žic močno zmanjša njene mehanske in dielektrične lastnosti. Če na primer prevodnost električnega kartona (kot izolacijskega materiala) pri 20 ° C vzamemo kot enoto, se bo pri temperaturah 30, 40 in 50 ° C povečala za 4, 13 oziroma 37-krat. Toplotno staranje izolacije se najpogosteje pojavi zaradi preobremenitve električnih omrežij s tokovi, ki presegajo dolgoročno dopustne za dano vrsto in prerez vodnikov.Na primer, za kable s papirno izolacijo se lahko njihova življenjska doba določi v skladu z dobro znanim "pravilom osmih stopinj": zvišanje temperature za vsakih 8 ° C zmanjša življenjsko dobo izolacije za 2-krat. Tudi polimerni izolacijski materiali so podvrženi toplotni razgradnji.

Vpliv vlage in korozivnega okolja na izolacijo žic znatno poslabša njeno stanje zaradi pojava površinskega puščanja. Nastala toplota izhlapi tekočino, na izolaciji pa ostanejo sledi soli. Ko se izhlapevanje ustavi, tok uhajanja izgine. Pri večkratni izpostavljenosti vlagi se proces ponovi, vendar se zaradi povečanja koncentracije soli prevodnost toliko poveča, da uhajalni tok ne preneha niti po končanem izhlapevanju. Poleg tega se pojavijo majhne iskre. Nato se pod vplivom uhajalnega toka izolacija karbonizira, izgubi trdnost, kar lahko privede do pojava lokalne površinske razelektritve obloka, ki lahko vžge izolacijo.

Za nevarnost kratkega stika v električnih žicah so značilne naslednje možne manifestacije električnega toka: vžig izolacije žic in okoliških gorljivih predmetov in snovi; sposobnost izolacije žic za širjenje izgorevanja ob vžigu zunanjih virov vžiga; nastanek delcev staljene kovine med kratkim stikom, ki vžgejo okoliške gorljive materiale (hitrost raztezanja delcev staljene kovine lahko doseže 11 m / s, njihova temperatura pa je 2050-2700 ° C).

Zasilni način se pojavi tudi, ko so električne žice preobremenjene.Zaradi nepravilne izbire, vklopa ali izpada porabnikov skupni tok, ki teče skozi žice, preseže nazivno vrednost, kar pomeni, da pride do povečanja gostote toka (preobremenitve). Na primer, ko tok 40 A teče skozi tri zaporedno povezane kose žice enake dolžine, vendar različnega preseka - 10; 4 in 1 mm2, njegova gostota bo drugačna: 4, 10 in 40 A / mm2. Zadnji kos ima največjo gostoto toka in s tem največje izgube moči.Žica s prerezom 10 mm2 se bo nekoliko segrela, temperatura žice s prerezom 4 mm2 bo dosegla dovoljeno raven in izolacija žice s presekom 1 mm2 bo samo zgorela.

Kako se tok kratkega stika razlikuje od toka preobremenitve

Glavna razlika med kratkim stikom in preobremenitvijo je v tem, da je pri kratkem stiku kršitev izolacije vzrok za zasilni način, pri preobremenitvi pa njegova posledica. V določenih okoliščinah je preobremenitev žic in kablov zaradi daljšega trajanja zasilnega načina bolj nevarna za požar kot kratek stik.

Osnovni material žic ima pomemben vpliv na karakteristike vžiga v primeru preobremenitve. Primerjava indikatorjev požarne nevarnosti žic znamk APV in PV, pridobljenih med preskusi v načinu preobremenitve, kaže, da je verjetnost vžiga izolacije v žicah z bakrenimi prevodnimi žicami večja kot pri aluminijastih žicah.

Pri kratkem stiku opazimo enak vzorec. Moč gorenja obločnih razelektritev v tokokrogih z bakrenimi žicami je večja kot pri aluminijevih žicah.Na primer, sežge se jeklena cev z debelino stene 2,8 mm (ali se vžge vnetljiv material na njeni površini) s prerezom aluminijaste žice 16 mm2 in z bakreno žico s prerezom 6 mm2. .

Večkratnost toka je določena z razmerjem med tokom kratkega stika ali preobremenitve in trajnim dovoljenim tokom za dani presek prevodnika.

Žice in kabli s polietilenskim plaščem ter polietilenske cevi pri polaganju žic in kablov vanje predstavljajo največjo nevarnost požara. Ožičenje v polietilenskih ceveh je z vidika požara večja nevarnost kot ožičenje v vinil plastičnih ceveh, zato je področje uporabe polietilenskih cevi veliko ožje. Preobremenitev je še posebej nevarna v zasebnih stanovanjskih stavbah, kjer se praviloma vsi porabniki napajajo iz enega omrežja, zaščitne naprave pa so pogosto odsotne ali so zasnovane samo za tok kratkega stika. Tudi v visokih stanovanjskih stavbah stanovalcem nič ne preprečuje uporabe močnejših svetilk ali vklopa gospodinjskih električnih aparatov s skupno močjo, večjo od tiste, za katero je omrežje zasnovano.

Na kabelskih napravah (kontakti, stikala, vtičnice itd.) So navedene mejne vrednosti tokov, napetosti, moči, na sponkah, konektorjih in drugih izdelkih pa tudi največji preseki priključenih žic. Za varno uporabo teh naprav morate biti sposobni dešifrirati te oznake.

Na primer, stikalo ima oznako «6,3 A; 250 V «, na vložku -» 4 A; 250 V; 300 W «, in na podaljšku - razdelilnik -» 250 V; 6,3 A «,» 220 V. 1300 W «,» 127 V, 700 W «.«6,3 A» opozarja, da tok, ki teče skozi stikalo, ne sme preseči 6,3 A, sicer se stikalo pregreje. Za vsak manjši tok je stikalo primerno, saj nižji kot je tok, manj se kontakt segreva. Napis "250 V" pomeni, da se stikalo lahko uporablja v omrežjih z napetostjo, ki ne presega 250 V.

Če pomnožite 4 A z 250 V, dobite 1000, ne 300 vatov. Kako povežem izračunano vrednost z oznako? Začeti moramo pri moči. Pri napetosti 220 V je dovoljeni tok 1,3 A (300: 220); pri napetosti 127 V - 2,3 A (300-127). Tok 4 A ustreza napetosti 75 V (300: 4). Napis "250 V; 6,3 A «označuje, da je naprava zasnovana za omrežja z napetostjo največ 250 V in tokom največ 6,3 A. Če pomnožimo 6,3 A z 220 V, dobimo 1386 W (1300 W, zaokroženo). Če pomnožimo 6,3 A s 127 V, dobimo 799 W (700 W zaokroženo). Postavlja se vprašanje: ali ni nevarno zaokrožiti na ta način? Ni nevarno, ker po zaokroževanju dobite nižje vrednosti moči. Če je moč manjša, se kontakti manj segrejejo.

Ko skozi kontaktno povezavo teče električni tok zaradi prehodnega upora kontaktne zveze, napetost pade, sprosti se moč in energija, zaradi česar se kontakti segrejejo. Prekomerno povečanje toka v tokokrogu ali povečanje upora povzroči dodatno povišanje temperature kontaktnih in vodilnih vodnikov, kar lahko povzroči požar.

V električnih inštalacijah se uporabljajo trajni kontaktni priključki (spajkanje, varjenje) in ločljivi (z vijakom, vtičem, vzmetjo itd.) In kontakti stikalnih naprav - magnetni zaganjalniki, releji, stikala in druge naprave, posebej zasnovane za zapiranje in odpiranje električnih tokokrogov, torej za njihovo komutacijo. V notranjih električnih omrežjih od vhoda do sprejemnika električne energije elektrika obremenitev teče skozi veliko število kontaktnih povezav.

V nobenem primeru se kontaktne povezave ne smejo prekiniti... Študije, opravljene pred časom o opremi notranjih omrežij, kažejo, da od vseh pregledanih stikov le 50% izpolnjuje zahteve GOST. Ko bremenski tok teče v nekakovostnem kontaktnem priključku, se na časovno enoto sprosti znatna količina toplote, sorazmerna s kvadratom toka (tokovne gostote) in uporom dejanskih kontaktnih točk kontakta.

Če pridejo vroči kontakti v stik z gorljivimi materiali, se lahko vnamejo ali zoglenijo, izolacija žic pa se lahko vname.

Vrednost kontaktnega upora je odvisna od gostote toka, sile stiskanja kontaktov (velikosti uporovne površine), materiala, iz katerega so izdelani, stopnje oksidacije kontaktnih površin itd.

Da bi zmanjšali gostoto toka v kontaktu (in s tem temperaturo), je potrebno povečati dejansko kontaktno površino kontaktov. Če stične ploskve z določeno silo pritisnete eno proti drugi, se majhni tuberkuli na stičnih točkah rahlo zmečkajo.Zaradi tega se bodo povečale velikosti kontaktnih elementarnih površin in pojavile se bodo dodatne kontaktne površine, gostota toka, kontaktni upor in kontaktno ogrevanje pa se bodo zmanjšali. Eksperimentalne študije so pokazale, da obstaja obratno razmerje med kontaktnim uporom in količino navora (kompresijska sila). Z dvakratnim zmanjšanjem navora se odpornost kontaktne povezave žice APV s presekom 4 mm2 ali dveh žic s presekom 2,5 mm2 poveča za 4-5 krat.

Za odvzem toplote kontaktom in njeno odvajanje v okolje so izdelani kontakti z določeno maso in hladilne površine. Posebna pozornost je namenjena krajem priključitve žic in njihovi povezavi s kontakti vhodnih naprav električnih sprejemnikov. Na premičnih koncih žic se uporabljajo ušesa različnih oblik in posebne spone. Zanesljivost stika je zagotovljena z običajnimi podložkami, vzmetnimi in s prirobnicami. Po 3–3,5 letih se kontaktni upor poveča približno 2-krat. Odpornost kontaktov se znatno poveča tudi med kratkim stikom zaradi kratkega periodičnega učinka toka na kontakt. Testi kažejo, da imajo kontaktni spoji z elastičnimi vzmetnimi podložkami največjo stabilnost pri izpostavljenosti neugodnim dejavnikom.

Na žalost je "varčevanje s ploščki" precej pogosto. Podložka mora biti izdelana iz neželeznih kovin, kot je medenina. Jeklena podložka je zaščitena z antikorozijskim premazom.