So schützen Sie die Verkabelung vor Überlastung und Kurzschluss

Die Hauptaufgabe eines Elektrikers ist es, die Verkabelung zuverlässig und sicher zu machen. Unfälle können zu Feuer oder Stromschlag führen. Unfälle entstehen durch erhöhten Strom und Kurzschlüsse. Infolgedessen fließt zu viel Strom durch die Leiter, sie erwärmen sich und die Isolierung schmilzt auf ihnen, Funkenbildung oder Lichtbogenbildung. In diesem Artikel werde ich darüber sprechen, wie die Verkabelung vor Überlastung und Kurzschluss geschützt werden kann.

Warum Überlastkurzschlüsse gefährlich sind - Theorie

Um die Gefahr eines hohen Stroms durch Drähte zu verstehen, muss man zwei wichtige physikalische Gesetze aus dem Kurs „Elektrizität und Magnetismus“ in Erinnerung rufen. Das erste ist das Ohmsche Gesetz:

Der Strom in der Schaltung ist direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand.

Dies bedeutet, dass wenn die Schaltung einen niedrigen Widerstand hat, der Strom groß ist und wenn er groß ist, klein ist und auch mit zunehmender Spannung der Strom mit ihm zunimmt. Dies scheint offensichtlich, aber für Anfänger stellt sich häufig die Frage, warum ein Kurzschluss als Kurzschluss bezeichnet wird. Und was passiert, ist lang? " Das liegt nur daran, dass bei einem Kurzschluss der Widerstand des geschlossenen Stromkreises ungefähr gleich ist:

R._KZ= R._LINIEN+ r + R._KONTAKT,

wobei R LINES der Widerstand der Leiter ist, hängt von ihrem Querschnitt und ihrer Länge ab (R = po * L / S).

r ist der Innenwiderstand der Stromquelle. In einfachen Worten, es hängt von der Konstruktion ab, ob es sich um eine galvanische Zelle handelt, oder vom Querschnitt des Drahtes in der Transformatorwicklung. Kontakt - Übergang oder Kontaktwiderstand - sein Wert hängt von der Kontaktfläche zweier geschlossener Leiter ab.

Es lohnt sich auch, reaktive induktive und kapazitive Widerstände in Betracht zu ziehen, aber bei der Haushaltsverkabelung können Sie dieses Problem auslassen.

Wenn der Stromkreis geschlossen ist, wird der Strom daher nur durch die oben genannten Widerstände begrenzt, und in den meisten Fällen sind sie vernachlässigbar (Bruchteile von Ohm im Stromnetz), selbst bei einem Widerstand von 1 Ohm bei einer Spannung von 220 V fließt ein Strom von 220 V im Stromkreis, der normalerweise anhand Ihrer Verkabelung berechnet wird 16-40A. In der Praxis beträgt der Kurzschlussstrom jedoch Hunderte und Tausende von Ampere!

Das zweite Gesetz, das gesagt werden muss, ist das Joule-Lenz-Gesetz, die Lehrbücher sagen darüber:

Die pro Zeiteinheit in dem betrachteten Abschnitt des Stromkreises freigesetzte Wärmemenge ist proportional zum Produkt aus dem Quadrat der Stromstärke in diesem Abschnitt und dem Widerstand des Abschnitts.

Was bedeutet das? Je größer der Widerstand des Leiters oder der Strom durch ihn ist, desto mehr Wärme wird auf ihn abgegeben. Das heißt, wenn Strom durch die Drähte fließt, erwärmen sie sich. Jeder Leiter hat einen bestimmten Widerstand.

Damit der Leiter nicht überhitzt, wählen sie den notwendigen Abschnitt für einen bestimmten Strom. Damit sich der Kern nicht erwärmt - die Wärme muss an die Umgebung abgegeben werden. Je schneller sie gestreut wird, desto größer ist die Fläche, mit der sie gestreut wird.

In dieser Hinsicht beginnen sich dünne Drähte unter hoher Last zu erwärmen und heiß zu werden, und dicke Drähte können Wärme nach außen übertragen, und ihre Temperatur bleibt nahezu unverändert. Wenn die Temperatur des Leiters bis zur Rötung des Kerns zu hoch ist, schmilzt die Isolierung.

Leiterquerschnitt - erster Schritt zum Überlastschutz

Sie wissen wahrscheinlich, dass für jede Last ein Draht oder Kabel mit Adern eines bestimmten Querschnitts ausgewählt wird, um beispielsweise die richtige Auswahl des Querschnitts der Adern eines beliebten Kabels der Marke VVG-NG-ls anhand von Tabelle 1.3.4 aus dem PUE zu beurteilen. Es beschreibt die Anforderungen für Drähte und Kabel mit Gummi- oder Polyvinylchlorid (PVC) -Isolierung. Dabei werden auch die Verlegemethode und die Anzahl der Leiter berücksichtigt.

Da die Leiter mit einem Rand gewählt werden, orientieren sich die Elektriker an einer einfachen Regel: Bei Steckdosen beträgt der Draht 2,5 mm² und bei Beleuchtung 1,5 mm². In den meisten Fällen reicht dies aus.

Nach dieser Tabelle prüfen Sie die berechneten Werte des Querschnitts und ob die Kerne einer solchen Stromdichte ohne Überhitzung und andere Probleme standhalten können.

Weitere Informationen zu diesem Problem finden Sie in diesem Artikel:Querschnittsfläche von Drähten und Kabeln, abhängig von der Stromstärke, Berechnung des erforderlichen Kabelquerschnitts

Der erste Schritt zum Schutz vor Überlast besteht darin, eine gute Verkabelung von einem Kupferkabel vom Typ VVG-NG-ls oder NYM zu verlegen. Bitte beachten Sie, dass beim Kauf von Kabelprodukten „auf dem Markt“ möglicherweise Produkte auf Sie warten, die nicht gemäß GOST hergestellt wurden. Dies bedeutet, dass der tatsächliche Querschnitt wahrscheinlich geringer ist als der angegebene. Das Ergebnis ist, dass das Kabel anscheinend „so verlegt wurde, wie Sie es brauchen“, aber aufgrund der Verbindung brennen sie ab, die Drähte werden erwärmt und die Isolierung schmilzt.

Schutzausrüstung

Leistungsschalter - Dies ist das Hauptschaltgerät zum Schutz der Verkabelung vor Überlastung und Kurzschlüssen. Die Leute nennen sie Maschinengewehre und fälschlicherweise "Packer" (was grundsätzlich falsch ist). Wir haben in dem Artikel darüber gesprochen, wie es funktioniert Das Gerät und Funktionsprinzip des Leistungsschalters

Das Wichtigste ist, dass der Leistungsschalter das KABEL, das KABEL oder den DRAHT vor Feuer oder Burnout schützt, jedoch nicht vor Geräten oder Personen.

Kurz gesagt, es gibt zwei Auslöser im Leistungsschalter - elektromagnetisch und thermisch. Elektromagnetische Auslösungen bei starkem Stromüberschuss (Einheiten und zehnmal höher als der Nennstrom), z. B. mit einem Kurzschluss, und thermische Auslösungen mit einer leichten Überlastung, beispielsweise um 20-50%.

Wenn Sie also viele Elektrogeräte einschalten - die Wärmeabgabe erwärmt sich -, handelt es sich um eine Bimetallplatte, die sich beim Erhitzen verbiegt. Durch Biegen wird der Auslösemechanismus des Leistungsschalters in Gang gesetzt, wodurch der Stromkreis abgeschaltet wird.

Elektromagnetische Freisetzung - Dies ist ein Magnet, in dem sich ein Kern befindet. Wenn ein großer Strom fließt, drückt der Magnet auf den Kern und treibt den Abschaltmechanismus an. Dies ist eine Art Stromrelais.

Die Sicherheit seiner Verwendung hängt von der richtigen Wahl der Nennleistung und der Art der Zeit-Strom-Eigenschaften ab.

Nennstrom des Leistungsschalters Wählen Sie basierend auf dem Durchsatz des schwächsten Punkts in der Verkabelung. Unabhängig davon, welches Kabel Sie an den Steckdosen verlegen, sehen Sie sich beispielsweise an, was darauf geschrieben steht. In den meisten Haushaltssteckdosen werden 16 Ampere und manchmal 10 Ampere angezeigt.

Daher wird die Nennleistung des Leistungsschalters bei 16A gewählt. Wenn Sie sich beispielsweise für eine automatische Maschine mit einem Nennstrom von 32 A entscheiden, basierend auf den Überlegungen "Es gibt mehrere Steckdosen, und das Kabel hält es aus, es ist 2,5 bis 4 mm² groß", wird es durch Anschließen an eine einzelne Steckdose über eine Heizungsverlängerung und einen Haartrockner durchlaufen Der Strom ist größer als 16A, wodurch sich seine Kontakte erwärmen und das Gehäuse schmilzt.

Wenn Sie die Geräte nicht rechtzeitig trennen, werden die Kontakte beim Erhitzen mit Ruß bedeckt, die Körperteile schmelzen und die Metallstangen, die den Stecker halten, dehnen sich aus und der Kontakt wird schwächer. Aufgrund dessen steigt der Kontaktwiderstand und die Erwärmung tritt noch intensiver auf. Der Auslass beginnt zu funkeln und zu rauchen, bis sich das oder die Tapeten oder Wände, in denen er installiert ist, entzünden.

Zeit-Strom-KennlinieIn einfachen Worten ist dies eine Eigenschaft, die zeigt, wie schnell sich die Maschine bei Überlastung ausschaltet. In einer elektrischen Schalttafel zu Hause werden sie häufig verwendet Maschinen der Klassen B und C..

Die zweite Regel besteht darin, Leistungsschalter mit einem Nennstrom zu installieren, der das schwächste Glied in der Verkabelung nicht überschreitet.Wenn Sie mehr Verbraucher benötigen, um gleichzeitig arbeiten zu können, teilen Sie die Steckdosen in jedem Raum in Gruppen ein und verlegen Sie ein separates Kabel (radialer Schaltplan).

Differentialer Leckschutz

Und bis heute glauben die Stadtbewohner, die einen FI installiert haben, aus irgendeinem Grund, dass er vor Überlastung oder Kurzschluss schützen wird. Dies ist auch ein Fehler.

RCD - Schutzabschaltung zum Schutz vor Stromleckagen. Dies ist erforderlich, um: eine Person vor versehentlichem Berühren unter Spannung stehender Teile (blanke Drähte, Fall eines beschädigten Elektrogeräts) sowie vor Stromverlusten in geerdeten Gehäusen, Rohrleitungen, Elementen von Gebäudestrukturen und mehr zu schützen.

Der RCD überwacht, wie viel Strom durch die Phase und wie viel entlang des Neutralleiters geflossen ist. Wenn zwischen den Drähten ein Unterschied besteht, ist ein Leck aufgetreten und die Leistungskontakte sind offen.

Dies gewährleistet die Sicherheit von Personen und verringert das Risiko einer weiteren Leckage durch einen Kurzschluss, wenn die Isolierung beschädigt ist, was beispielsweise in einem Holzhaus besonders wichtig ist.

Eine andere Art von Sicherheitsvorrichtung ist Difavtomatkombiniert die Funktionen eines FI-Schutzschalters und eines Leistungsschalters. In der folgenden Abbildung sehen Sie, wie Sie einen Difavtomat (links) von einem RCD (rechts) unterscheiden, die Unterschiede im Diagramm und in der Markierung.

RCDs und Difiltome werden immer in einer bipolaren oder vierpoligen Form von einphasigen bzw. dreiphasigen Schaltungen durchgeführt. Laut PUE S. 1.7.80 sollte nur verwendet werden, wenn es welche gibt ErdungDas heißt, in einem Zweidrahtnetz dürfen sie nicht verwendet werden. Dies ist jedoch ein kontroverses Thema, das in diesem Artikel nicht berücksichtigt wird.

Leistungsbegrenzer

Das nächste Gerät trennt die Last bei Überstrom. Dies ist ein Leistungsbegrenzungsrelais. Ein Beispiel für ein solches Gerät ist ein einphasiger OM-110 oder ein dreiphasiger OM-310, es gibt andere Modelle - dies sind nur Beispiele.

Obwohl dieses Gerät nicht von Natur aus schützend ist und in größerem Umfang von Stromversorgungs- oder Netzwerkunternehmen verwendet wird, um den Stromverbrauch zu kontrollieren und zu begrenzen, der höher als normal ist, oder um diesen Wert im Notfall zu verringern. Das Produkt überwacht den Stromverbrauch und schaltet den Verbraucher bei Überschreitung aus.

Trotzdem erlaubt das Gerät keine Überlastung der Verkabelung, wenn Sie die Betriebsparameter richtig eingestellt haben. Wenn Sie mehr über solche Geräte erfahren möchten, schreiben Sie in die Kommentare und wir werden Sie darüber informieren.

Fazit - 3 Regeln, damit es nicht zu Kurzschlüssen und Überlastungen kommt

Sicherheit und Haltbarkeit der elektrischen Verkabelung liegen auf drei Säulen:

1. Die richtige Wahl des Querschnitts der Kabelprodukte.

2. Installation von Leistungsschaltern und anderen Schutzeinrichtungen mit den gewünschten Nennwerten. Kaufen Sie sie nur in zertifizierten Geschäften, um nicht auf Fälschungen zu stoßen. Bevorzugen Sie Marken wie ABB, Schneider Electric und billigere - inländische KEAZ (Kursk).

3. Der ordnungsgemäße Betrieb elektrischer Geräte.

Mit "ordnungsgemäßem Betrieb" meine ich:

1. Rechtzeitiges Ersetzen und Räumen von Klemmenblöcken für Verkabelungszubehör - automatische Geräte, FI-Schutzschalter, Lichtschalter, Steckdosen.

2. Die rationelle Verteilung der Last auf Steckdosen - Führen Sie keine leistungsstarken Elektrogeräte in T-Stücke und Verlängerungskabel ein, damit Sie die Steckdose oder das Kabel, das sie versorgt, überlasten können (siehe - Warum es gefährlich ist, T-Shirts und Verlängerungskabel zu verwenden).

3. Sorgfältiger Umgang mit Elektrogeräten - Lassen Sie kein Wasser oder Metallgegenstände in Haushaltsgeräte eindringen, damit kein Kurzschluss auftritt. Selbst wenn die Leistungsschalter und das Kabel installiert sind, müssen Sie bedenken, dass die Leistungsschalter manchmal hängen bleiben oder langsam arbeiten, wodurch die Anschlüsse in den Schaltkästen durchgebrannt sind.

4. Verwenden Sie bei der Reparatur von Geräten und der Installation oder Wartung von Kabeln eine hochwertige Isolierung, die gut haftet oder Schrumpfschlauch. Verdrehen vermeiden - die Drähte durch Löten, Schweißen, Hülsen oder Klemmenblöcke verbinden. Auf diese Weise vermeiden Sie Kurzschlüsse aufgrund schlechter Isolierung oder Erwärmung der Anschlüsse in den Anschlusskästen.