Πώς να προστατεύσετε την καλωδίωση από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα

Το κύριο καθήκον ενός ηλεκτρολόγου είναι να κάνει την καλωδίωση αξιόπιστη και ασφαλή. Τα ατυχήματα ενδέχεται να προκαλέσουν πυρκαγιά ή ηλεκτροπληξία. Τα ατυχήματα οφείλονται σε αυξημένο ρεύμα και βραχυκύκλωμα. Ως αποτέλεσμα, πολύ ρεύμα ρέει μέσα από τους αγωγούς, θερμαίνονται και η μόνωση λιώνει πάνω τους, προκαλώντας σπινθήρα ή τόξο. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσω για τον τρόπο προστασίας των καλωδιώσεων από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα.

Γιατί η υπερφόρτωση των βραχυκυκλωμάτων είναι επικίνδυνη - θεωρία

Για να κατανοήσουμε τον κίνδυνο υψηλού ρεύματος που διέρχεται από σύρματα, πρέπει να θυμηθούμε δύο σημαντικούς νόμους της φυσικής από την πορεία "ηλεκτρισμός και μαγνητισμό". Ο πρώτος είναι ο νόμος του Ohm:

Το ρεύμα στο κύκλωμα είναι άμεσα αναλογικό προς την τάση και αντιστρόφως ανάλογο προς την αντίσταση.

Αυτό σημαίνει ότι εάν το κύκλωμα έχει χαμηλή αντίσταση, το ρεύμα θα είναι μεγάλο, και αν είναι μεγάλο, θα είναι μικρό, αλλά και με αυξανόμενη τάση, το ρεύμα αυξάνεται με αυτό. Αυτό φαίνεται προφανές, αλλά για αρχάριους το ερώτημα συχνά ανακύπτει "γιατί είναι ένα βραχυκύκλωμα που λέγεται σύντομο;" Και τι συμβαίνει είναι πολύ; " Αυτό ακριβώς επειδή με ένα βραχυκύκλωμα, η αντίσταση του κλειστού κυκλώματος είναι περίπου ίση:

R_KZ= R_LINES+ r + R_{ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ},

όπου R LINES είναι η αντίσταση των αγωγών, εξαρτάται από την διατομή και το μήκος τους (R = po * L / S).

r είναι η εσωτερική αντίσταση της πηγής ενέργειας. Με απλά λόγια, εξαρτάται από το σχέδιο αν πρόκειται για ένα γαλβανικό στοιχείο ή στην εγκάρσια τομή του σύρματος στην περιέλιξη του μετασχηματιστή. Rcontact - αντίσταση μετάβασης ή επαφής - η τιμή της εξαρτάται από την περιοχή επαφής δύο κλειστών αγωγών.

Αξίζει επίσης να εξεταστεί η αντίδραση επαγωγικών και χωρητικών αντιστάσεων, αλλά στην οικιακή καλωδίωση μπορείτε να παραλείψετε αυτό το ζήτημα.

Ως αποτέλεσμα, όταν το κύκλωμα είναι κλειστό, το ρεύμα περιορίζεται μόνο από τις παραπάνω αντιστάσεις και στις περισσότερες περιπτώσεις είναι αμελητέο (κλάσματα των Ohms στο οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο), ακόμη και με αντίσταση 1 Ohm σε τάση 220V, ένα ρεύμα 220V θα ρεύσει στο κύκλωμα. 16-40Α. Αλλά στην πράξη, το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι εκατοντάδες και χιλιάδες αμπέρ!

Ο δεύτερος νόμος που πρέπει να ειπωθεί είναι ο νόμος Joule-Lenz, τα βιβλία λένε γι 'αυτό:

Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται ανά μονάδα χρόνου στο θεωρούμενο τμήμα του κυκλώματος είναι ανάλογη με το προϊόν του τετραγώνου της έντασης ρεύματος σε αυτό το τμήμα και την αντίσταση του τμήματος.

Τι σημαίνει αυτό; Αυτό, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του αγωγού ή του ρεύματος μέσω αυτού, τόσο περισσότερη θερμότητα θα απελευθερωθεί σε αυτό. Δηλαδή, όταν το ρεύμα ρέει μέσω των συρμάτων, θερμαίνονται. Κάθε αγωγός έχει ειδική αντίσταση.

Για να μην υπερθερμανθεί ο αγωγός, επιλέγουν την επιθυμητή ενότητα για ένα συγκεκριμένο ρεύμα. Για να μην ζεσταθεί ο πυρήνας - η θερμότητα πρέπει να διασκορπιστεί στο περιβάλλον, είναι διάσπαρτα τόσο πιο γρήγορα, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή με την οποία είναι διάσπαρτα.

Από αυτή την άποψη, τα λεπτά καλώδια υπό υψηλό φορτίο αρχίζουν να θερμαίνονται και να ζεσταίνονται, και τα παχιά καλώδια καταφέρνουν να μεταφέρουν τη θερμότητα προς τα έξω και η θερμοκρασία τους παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Εάν η θερμοκρασία του αγωγού είναι πολύ υψηλή, μέχρι το κοκκίνισμα του πυρήνα, η μόνωση θα λιώσει.

Διατομή αγωγού - πρώτο βήμα προς την προστασία από υπερφόρτωση

Ίσως γνωρίζετε ότι για κάθε φορτίο επιλέγεται καλώδιο ή καλώδιο με σύρματα ορισμένης διατομής, για παράδειγμα, για να αξιολογηθεί η σωστή επιλογή της διατομής των καλωδίων του δημοφιλούς καλωδίου VVG-NG-ls, χρησιμοποιήστε τον πίνακα 1.3.4 από το PUE. Περιγράφει τις απαιτήσεις για καλώδια και καλώδια με μόνωση από καουτσούκ ή πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC). Λαμβάνει επίσης υπόψη τη μέθοδο τοποθέτησης και τον αριθμό των αγωγών.

Δεδομένου ότι οι αγωγοί επιλέγονται με περιθώριο, οι ηλεκτρολόγοι καθοδηγούνται από έναν απλό κανόνα: για τις πρίζες, το καλώδιο είναι 2,5 mm², και για τον φωτισμό - 1,5 mm². Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό αρκεί.

Σύμφωνα με αυτόν τον πίνακα, ελέγχετε τις υπολογισμένες τιμές της διατομής και αν οι πυρήνες μπορούν να αντέξουν μια τέτοια πυκνότητα ρεύματος χωρίς υπερθέρμανση και άλλα προβλήματα.

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το ζήτημα, δείτε αυτό το άρθρο:Περιοχή διατομής καλωδίων και καλωδίων, ανάλογα με την ισχύ του ρεύματος, τον υπολογισμό της απαιτούμενης διατομής καλωδίου

Έτσι, το πρώτο βήμα για την προστασία από υπερφόρτωση είναι η καλή καλωδίωση από ένα καλώδιο χαλκού τύπου VVG-NG-ls ή NYM. Λάβετε υπόψη ότι κατά την αγορά καλωδιακών προϊόντων "στην αγορά" ενδέχεται να σας περιμένουν προϊόντα που κατασκευάζονται σύμφωνα με την GOST, πράγμα που σημαίνει ότι η πραγματική διατομή είναι πιθανόν να είναι μικρότερη από την καθορισμένη. Το αποτέλεσμα είναι ότι φαίνεται ότι το καλώδιο ήταν "αυτό που χρειάζεται", αλλά ως αποτέλεσμα της σύνδεσης που καίγονται, τα καλώδια θερμαίνονται και η μόνωση λιώνει.

Προστατευτικός εξοπλισμός

Διακόπτης - Αυτή είναι η κύρια συσκευή μεταγωγής για την προστασία καλωδίων από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα. Οι άνθρωποι τους αποκαλούν πολυβόλα και εσφαλμένα "συσκευαστές" (κάτι που είναι βασικά λανθασμένο). Μιλήσαμε για το πώς λειτουργεί στο άρθρο Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του διακόπτη

Το κύριο πράγμα που πρέπει να θυμάστε είναι ότι ο διακόπτης προστασίας προστατεύει το CABLE, CORD ή WIRE από πυρκαγιά ή καύση, αλλά όχι εξοπλισμό ή ανθρώπους.

Με λίγα λόγια, υπάρχουν δύο απελευθερώσεις στο διακόπτη - ηλεκτρομαγνητική και θερμική. Ηλεκτρομαγνητικά ταξίδια όταν υπάρχει έντονη υπέρταση (μονάδες και δεκάδες φορές μεγαλύτερες από το ονομαστικό ρεύμα), για παράδειγμα με βραχυκύκλωμα και θερμική με ελαφρά υπερφόρτιση, π.χ. κατά 20-50%.

Έτσι, αν ενεργοποιήσετε πολλές ηλεκτρικές συσκευές - η θερμική απελευθέρωση θα ζεσταθεί, αυτή είναι μια πλάκα διμεταλλικού, η οποία κάμπτεται όταν θερμαίνεται. Με κάμψη θα θέσει σε κίνηση τον μηχανισμό ενεργοποίησης του διακόπτη, έτσι το κύκλωμα απενεργοποιείται.

Ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση - Αυτό είναι ένα σωληνοειδές μέσα στο οποίο υπάρχει ένας πυρήνας. Όταν ένα μεγάλο ρεύμα ρέει, το σωληνοειδές σπρώχνει τον πυρήνα και οδηγεί τον μηχανισμό τερματισμού λειτουργίας. Αυτό είναι ένα είδος ρελέ ρεύματος.

Η ασφάλεια της χρήσης εξαρτάται από τη σωστή επιλογή της διαβάθμισης και τον τύπο του χρόνου ρεύματος, των χαρακτηριστικών.

Ονομαστικό ρεύμα κυκλώματος διακοπής επιλέξτε με βάση την απόδοση του ασθενέστερου σημείου στην καλωδίωση. Για παράδειγμα, ανεξάρτητα από το καλώδιο που βάζετε στα σημεία πώλησης, κοιτάξτε τι είναι γραμμένο σε αυτό · στις περισσότερες οικιακές πρίζες θα δείτε 16 αμπέρ και μερικές φορές 10 αμπέρ.

Συνεπώς, η ονομαστική τιμή του διακόπτη είναι επιλεγμένη στα 16Α. Εάν, για παράδειγμα, αποφασίσετε να τοποθετήσετε ένα αυτόματο μηχάνημα με ονομαστικό ρεύμα 32Α, με βάση τις σκέψεις «υπάρχουν αρκετές πρίζες και το καλώδιο μπορεί να αντέξει, είναι 2,5-4 mm²», τότε όταν συνδέεται σε μία υποδοχή μέσω μιας θέρμανσης και μιας επέκτασης στεγνωτήρα μαλλιών, το ρεύμα είναι μεγαλύτερο από 16Α, ως αποτέλεσμα, οι επαφές του αρχίζουν να ζεσταίνονται και η θήκη λιώνει.

Αν δεν αποσυνδέσετε τις συσκευές εγκαίρως, τότε όταν θερμαίνονται, οι επαφές θα καλυφθούν με άνθρακα, τα μέρη του σώματος θα λιώσουν και οι μεταλλικές ράβδοι που συγκρατούν το φις θα επεκταθούν και η επαφή θα εξασθενίσει. Λόγω της αύξησης της αντίστασης επαφής και της αύξησης της θέρμανσης ακόμη πιο έντονα, η έξοδος θα αρχίσει να λυγίζει και να καπνίζει, μέχρι να ανάψει η ταπετσαρία ή οι τοίχοι στους οποίους είναι εγκατεστημένος.

Χαρακτηριστικό ρεύματος ρεύματος, με απλά λόγια, αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό που δείχνει πόσο γρήγορα θα σβήσει η μηχανή σε περίπτωση υπερφόρτωσης. Σε ένα οικιακό ηλεκτρικό πίνακα, συχνά χρησιμοποιούν μηχανήματα κατηγορίας Β και C.

Ο δεύτερος κανόνας είναι να εγκατασταθούν διακόπτες κυκλώματος με ονομαστικό ρεύμα που δεν υπερβαίνει τον ασθενέστερο κρίκο των καλωδίων.Εάν χρειάζεστε περισσότερους καταναλωτές για να μπορείτε να εργάζεστε ταυτόχρονα - διαιρέστε τις υποδοχές σε ομάδες σε κάθε δωμάτιο και βάλτε ξεχωριστό καλώδιο για αυτά (διάγραμμα ηλεκτρικής καλωδίωσης).

Διαφορική προστασία διαρροής

Και μέχρι σήμερα, οι πολίτες, έχοντας εγκαταστήσει ένα RCD, για κάποιο λόγο πιστεύουν ότι θα προστατεύσουν από υπερφόρτωση ή βραχυκύκλωμα, αυτό είναι επίσης ένα λάθος.

RCD - προστατευτική διάταξη απενεργοποίησης, σχεδιασμένη για να προστατεύει από την τρέχουσα διαρροή. Αυτό είναι απαραίτητο για: την προστασία ενός ατόμου από τυχαία επαφή με τα ενεργά μέρη (γυμνά καλώδια, την περίπτωση μιας κατεστραμμένης ηλεκτρικής συσκευής), καθώς και την τρέχουσα διαρροή σε γειωμένα περιβλήματα, αγωγούς, στοιχεία κτιριακών κατασκευών και πολλά άλλα.

Το RCD παρακολουθεί πόσο ρεύμα έχει περάσει από τη φάση και πόσο κατά μήκος του ουδέτερου αγωγού, αν υπάρχει διαφορά μεταξύ των συρμάτων, τότε παρουσιάστηκε διαρροή και ανοίχτηκαν οι επαφές ισχύος.

Αυτό εξασφαλίζει την ασφάλεια των ανθρώπων, καθώς και μειώνει τον κίνδυνο περαιτέρω διαρροής σε βραχυκύκλωμα, σε περίπτωση βλάβης της μόνωσης, που είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε ένα ξύλινο σπίτι, για παράδειγμα.

Ένας άλλος τύπος συσκευής ασφαλείας είναι difavtomat, συνδυάζει τις λειτουργίες ενός RCD και ενός διακόπτη. Στο παρακάτω σχήμα βλέπετε πώς να διακρίνετε ένα difavtomat (αριστερά) από ένα RCD (δεξιά), τις διαφορές στο διάγραμμα και στη σήμανση.

Τα RCD και τα difiltomata εκτελούνται πάντα σε διπολική ή τετραπολική μορφή μονοφασικών και τριφασικών κυκλωμάτων, αντίστοιχα. Σύμφωνα με το PUE σελ. 1.7.80, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο αν υπάρχει γείωση, δηλαδή σε δίκτυα δύο συρμάτων δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν. Ωστόσο, αυτό είναι ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα σε αυτό το άρθρο δεν θα ληφθεί υπόψη.

Περιοριστής ισχύος

Η επόμενη συσκευή αποσυνδέει το φορτίο σε περίπτωση υπερβολικής ισχύος. Αυτό είναι ένα ρελέ που περιορίζει την ισχύ. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας συσκευής είναι ένα μονοφασικό OM-110 ή τριφασικό OM-310, υπάρχουν και άλλα μοντέλα - αυτά είναι για παράδειγμα.

Παρόλο που αυτή η συσκευή δεν είναι εγγενώς προστατευτική και χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερο βαθμό από εταιρείες παροχής ηλεκτρικού ρεύματος ή εταιρείες δικτύου για τον έλεγχο και τον περιορισμό της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας που είναι υψηλότερη από την κανονική ή για τη μείωση αυτής της τιμής σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Το προϊόν παρακολουθεί την κατανάλωση ενέργειας και, σε περίπτωση υπέρβασης, απενεργοποιεί τον καταναλωτή.

Παρόλα αυτά, η συσκευή δεν θα επιτρέψει την υπερφόρτωση της καλωδίωσης εάν ρυθμίσετε σωστά τις παραμέτρους της λειτουργίας της. Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τέτοιες συσκευές, γράψτε στα σχόλια και θα σας πούμε γι 'αυτά.

Συμπέρασμα - 3 κανόνες ώστε να μην υπάρχει βραχυκύκλωμα και υπερφόρτωση

Η ασφάλεια και η αντοχή των ηλεκτρικών καλωδίων βρίσκονται σε τρεις πυλώνες:

1. Η σωστή επιλογή διατομής καλωδίων.

2. Εγκατάσταση διακόπτη προστασίας και άλλες διατάξεις προστασίας των επιθυμητών τιμών. Αγοράστε τα μόνο σε πιστοποιημένα καταστήματα, ώστε να μην τρέχετε σε ψεύτικο, προτιμήστε μάρκες όπως η ABB, η Schneider Electric και από φθηνότερες - οικιακές KEAZ (Kursk).

3. Η σωστή λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού.

Με τον όρο "σωστή λειτουργία" εννοώ:

1. Η έγκαιρη αντικατάσταση και διάνοιξη τερματικών μπλοκ εξαρτημάτων καλωδίωσης - αυτόματων συσκευών, RCD, διακόπτες φωτισμού, πρίζες.

2. Η ορθολογική κατανομή φορτίου στις πρίζες - Μην τοποθετείτε ισχυρές ηλεκτρικές συσκευές σε τσάπες και καλώδια προέκτασης, ώστε να μπορείτε να υπερφορτώσετε την πρίζα ή το καλώδιο που την τροφοδοτεί (βλ. Γιατί είναι επικίνδυνο να χρησιμοποιείτε τσάι και κορδόνια επέκτασης).

3. Προσεκτικός χειρισμός ηλεκτρικών συσκευών - μην επιτρέπετε στο νερό ή τα μεταλλικά αντικείμενα να εισέλθουν στις οικιακές συσκευές, έτσι ώστε να μην υπάρχει βραχυκύκλωμα. Πράγματι, ακόμη και αν έχουν εγκατασταθεί οι διακόπτες κυκλώματος και το καλώδιο, πρέπει να θυμάστε ότι οι διακόπτες κυκλώματος μερικές φορές κολλάνε ή δουλεύουν αργά, με αποτέλεσμα να καούν οι συνδέσεις στα ηλεκτρικά κουτιά.

4. Κατά την επισκευή συσκευών και την εγκατάσταση ή συντήρηση καλωδίων, χρησιμοποιήστε υψηλής ποιότητας μόνωση που κολλάει καλά ή θερμοσυστελλόμενη σωλήνωση. Αποφύγετε τη συστροφή - συνδέστε τα καλώδια με συγκόλληση, συγκόλληση, μανίκι ή τερματικά. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγετε τα βραχυκυκλώματα λόγω κακής μόνωσης ή θέρμανσης των συνδέσεων στα κιβώτια διακλάδωσης.