Как да защитим окабеляването от претоварване и късо съединение

Основната задача на електротехника е да направи окабеляването надеждно и безопасно. Авариите могат да доведат до пожар или токов удар. Авариите възникват поради увеличен ток и късо съединение. В резултат на това през проводниците тече прекалено много ток, те се нагряват и изолация се топи върху тях, искри или се получава дъга. В тази статия ще говоря за това как да защитите окабеляването от претоварване и късо съединение.

Защо претоварването на късо съединение е опасно - теория

За да разберем опасността от висок ток, преминаващ през проводници, трябва да си припомним два важни закона на физиката от курса „електричество и магнетизъм”. Първият е законът на Ом:

Токът във веригата е пряко пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението.

Това означава, че ако веригата има ниско съпротивление, токът ще бъде голям, а ако голям, тогава малък, а също и с увеличаване на напрежението, токът се увеличава с него. Това изглежда очевидно, но за начинаещите често възниква въпросът "защо късо съединение се нарича късо?" И това, което се случва, е дълго? " Това е само защото при късо съединение съпротивлението на затворената верига е приблизително равно:

R_KZ= R_ЛИНИИ+ r + R_{КОНТАКТ},

където R LINES е съпротивлението на проводниците, зависи от тяхното напречно сечение и дължина (R = po * L / S).

r е вътрешното съпротивление на източника на енергия. Казано по-просто, зависи от дизайна дали е галванична клетка или от напречното сечение на проводника в намотката на трансформатора. Връзка - преход или контактно съпротивление - стойността му зависи от контактната площ на два затворени проводника.

Също така си струва да помислите за реактивните индуктивни и капацитивни съпротивления, но в домакинското окабеляване можете да пропуснете този проблем.

В резултат на това, когато веригата е затворена, токът е ограничен само от горните съпротивления и в повечето случаи те са незначителни (фракции на Ома, в електрическата мрежа на дома), дори със съпротивление от 1 Ohm при напрежение 220V, в веригата ще тече ток от 220V, обикновено изчисляван спрямо вашата кабелна връзка при 16-40A. Но на практика токът на късо съединение е стотици и хиляди ампера!

Вторият закон, който трябва да се каже, е законът на Жул-Ленц, учебниците казват за него:

Количеството топлина, отделено за единица време в разглеждания участък от веригата, е пропорционално на произведението на квадрата на текущата сила в тази секция и съпротивлението на секцията.

Какво означава това? Това, колкото по-голямо е съпротивлението на проводника или тока през него, толкова повече топлина ще се отделя върху него. Тоест, когато токът тече през проводниците, те се нагряват. Всеки проводник има специфично съпротивление.

Така че проводникът да не се прегрява, те избират желания участък за определен ток. За да не се нагрява сърцевината, топлината трябва да се разсейва в околната среда, тя се разсейва колкото по-бързо, толкова по-голяма е площта, с която се разпръсква.

В тази връзка тънките проводници под високо натоварване започват да се затоплят и да се нагряват, а дебелите проводници успяват да прехвърлят топлината навън, а температурата им остава почти непроменена. Ако температурата на проводника е твърде висока, до зачервяване на сърцевината, изолацията ще се стопи.

Сечение на проводника - първа стъпка към защита от претоварване

Вероятно знаете, че за всеки товар се избира проводник или кабел с проводници с определено напречно сечение, например, за да се оцени правилния избор на напречното сечение на проводниците на популярния кабел на марката VVG-NG-ls, използвайте таблица 1.3.4 от PUE. В него са описани изискванията за проводници и кабели с гумена или поливинилхлоридна (PVC) изолация. Той също така взема предвид метода на полагане и броя на проводниците.

Тъй като проводниците са избрани с марж, електротехниците се ръководят от обикновено правило: за изводи проводникът е 2,5 mm², а за осветлението - 1,5 mm². В повечето случаи това е достатъчно.

Според тази таблица проверявате изчислените стойности на напречното сечение и дали сърцевините могат да издържат на такава плътност на тока без прегряване и други проблеми.

За повече подробности по този въпрос вижте тази статия:Площ на напречното сечение на проводници и кабели, в зависимост от силата на тока, изчисляване на необходимото напречно сечение на кабела

И така, първата стъпка за защита от претоварвания е да се положи добро окабеляване от меден кабел от типа VVG-NG-ls или NYM. Моля, обърнете внимание, че при закупуване на кабелни продукти „на пазара“ може да ви чакат продукти, произведени не в съответствие с GOST, което означава, че действителното напречно сечение вероятно ще бъде по-малко от посоченото. Резултатът е, че изглежда, че кабелът е положен „това, от което се нуждаете“, но в резултат на връзката те изгарят, проводниците се нагряват и изолацията се стопява.

Защитно оборудване

Автоматичен прекъсвач - Това е основното превключващо устройство за защита на окабеляването от претоварване и късо съединение. Хората ги наричат ​​картечници и погрешно „опаковчици“ (което в основата е погрешно). Разказахме как работи в статията Устройството и принципът на работа на прекъсвача

Основното нещо, което трябва да запомните, е, че прекъсвачът защитава КАБЕЛЯ, CORD или WIRE от пожар или изгаряне, но не и оборудване или хора.

Накратко, в прекъсвача има две освобождавания - електромагнитни и термични. Електромагнитни разклонения, когато има силен излишък на ток (единици и десетки пъти по-голям от номиналния ток), например с късо съединение, и топлинни с леко претоварване, например с 20-50%.

По този начин, ако включите много електрически уреди - топлинното освобождаване ще се нагрее, това е биметална плоча, която се огъва при нагряване. Чрез огъване той ще задейства механизма за задействане на прекъсвача на прекъсвача, като по този начин веригата се изключва.

Електромагнитно освобождаване - Това е соленоид, вътре в който има ядро. Когато тече голям ток, соленоидът изтласква сърцевината и задвижва механизма за изключване. Това е един вид токово реле.

Безопасността на използването му зависи от правилния избор на класацията и вида на времевия ток, характеристики.

Номинален ток на прекъсвача изберете въз основа на пропускателната способност на най-слабата точка в окабеляването. Например, без значение какъв кабел полагате на изводите, погледнете какво пише на него; в повечето търговски обекти ще видите 16 ампера, а понякога и 10 ампера.

Следователно рейтингът на прекъсвача е избран на 16A. Ако например решите да поставите автоматична машина с номинален ток 32А, въз основа на съображения „има няколко гнезда и кабелът може да издържи, той е 2,5-4 мм²“, след това, когато е свързан към един гнездо чрез удължител и сешоар, той ще премине през него токът е по-голям от 16А, в резултат контактите му започват да се затоплят и случаят се стопява.

Ако не изключите устройствата навреме, тогава при нагряване контактите ще бъдат покрити със сажди, частите на тялото ще се стопят, а металните пръти, които държат щепсела, ще се разширят и контактът ще отслаби. Поради което контактното съпротивление ще се увеличи и нагряването ще се появи още по-интензивно, изходът ще започне да искри и пуши, до запалването на тапета или стените, в които е инсталиран.

Характеристика на времевия ток, най-просто казано, това е характеристика, която показва колко бързо ще се изключи машината в случай на претоварване. В домашен електрически панел те често използват машини от клас В и С.

Второто правило е да инсталирате прекъсвачи с номинален ток, който не надвишава най-слабата връзка в окабеляването.Ако имате нужда от повече потребители, за да можете да работите едновременно - разделете контактите на групи във всяка стая и поставете отделен кабел за тях (радиална схема на окабеляване).

Диференциална защита от течове

И до ден днешен жителите на града, като са инсталирали RCD, по някаква причина смятат, че той ще предпази от претоварване или късо съединение, това също е грешка.

RCD - защитно изключващо устройство, предназначено да предпазва от изтичане на ток. Това е необходимо за: защита на човек от случайно докосване на части за ток (голи проводници, случай на повреден електрически уред), както и текущ теч към заземени корпуси, тръбопроводи, елементи на строителни конструкции и други.

RCD следи колко ток е преминал през фазата и колко по дължината на неутралния проводник, ако има разлика между проводниците, тогава е възникнал теч и контактите на захранването се отварят.

Това гарантира безопасността на хората, както и намалява риска от по-нататъшно изтичане до късо съединение, ако изолацията е повредена, което е особено важно в дървена къща, например.

Друг вид предпазно устройство е Аварийно прекъсвачи, комбинира функциите на RCD и прекъсвач. На фигурата по-долу виждате как да различите дифавтомат (вляво) от RCD (вдясно), разликите в диаграмата и в маркировката.

RCD и дифилтомите винаги се изпълняват в двуполюсна или четириполюсна форма на еднофазни и трифазни вериги съответно. Според PUE стр. 1.7.80, трябва да се използва само ако има заземяване, тоест в двупроводна мрежа те не могат да се използват. Това обаче е спорен въпрос в тази статия няма да се разглежда.

Ограничител на мощността

Следващото устройство изключва товара в случай на излишна мощност. Това е реле за ограничаване на мощността. Пример за такова устройство е еднофазен OM-110 или трифазен OM-310, има и други модели - те са само например.

Въпреки че това устройство не е по своята същност защитно и се използва в по-голяма степен от захранващи или мрежови компании за контрол и ограничаване на консумацията на електроенергия, която е по-висока от нормалната, или за намаляване на тази стойност при спешни случаи. Продуктът следи консумацията на енергия и ако е надвишен, изключва потребителя.

Независимо от това, устройството няма да позволи претоварване на окабеляването, ако правилно зададете параметрите на неговата работа. Ако се интересувате да научите повече за подобни устройства, пишете в коментарите и ние ще ви разкажем за тях.

Заключение - 3 правила, така че да няма късо съединение и претоварвания

Безопасността и издръжливостта на електрическото окабеляване лежи на три стълба:

1. Правилният избор на напречно сечение на кабелни продукти.

2. Монтаж на прекъсвачи и други защитни устройства с желаните характеристики. Купувайте ги само в сертифицирани магазини, за да не се сблъскате с фалшиви, дайте предпочитание на марки като ABB, Schneider Electric, а от по-евтините - домашен KEAZ (Kursk).

3. Правилната работа на електрическото оборудване.

Под „правилна работа“ имам предвид:

1. Своевременна подмяна и разширяване на клемните блокове на аксесоарите за окабеляване - автоматични устройства, RCD, светлинни ключове, контакти.

2. Рационалното разпределение на натоварването на търговските обекти - не поставяйте мощни електрически уреди в тройници и удължителни кабели, така че можете да претоварите контакта или кабела, който го доставя (вижте - Защо е опасно да се използват тройници и удължители).

3. Внимателно боравене с електрически уреди - не позволявайте на вода или метални предмети да влязат вътре в домакинските уреди, за да не възникне късо съединение. Всъщност, дори ако прекъсвачите и кабелът са инсталирани, трябва да запомните, че прекъсвачите понякога се залепват или работят бавно, в резултат на което връзките в електрическите кутии се изгарят.

4. Когато ремонтирате устройства и инсталирате или поддържате окабеляване, използвайте висококачествена изолация, която залепва добре или термосвиваеми тръби, Избягвайте усукване - свържете проводниците чрез запояване, заваряване, ръкав или клемни блокове. По този начин избягвате късо съединение поради лоша изолация или нагряване на връзките в разклонителните кутии.