Hur man skyddar ledningar mot överbelastning och kortslutning

En elektriker är huvuduppgiften att göra kablarna pålitliga och säkra. Olyckor kan leda till brand eller elektrisk stöt. Olyckor inträffar på grund av ökad ström och kortslutning. Som ett resultat flyter för mycket ström genom ledarna, de värms upp och isoleringen smälter på dem, gnistrar eller en båge uppstår. I den här artikeln kommer jag att prata om hur man skyddar ledningar mot överbelastning och kortslutning.

Varför överbelastning kortslutningar är farliga - teori

För att förstå faran för hög ström som strömmar genom ledningar måste man komma ihåg två viktiga fysiklagar från kursen ”elektricitet och magnetism”. Den första är Ohms lag:

Strömmen i kretsen är direkt proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot motståndet.

Detta betyder att om kretsen har ett lågt motstånd kommer strömmen att bli stor, och om den är stor, den kommer att vara liten, och även med ökande spänning, ökar strömmen med den. Detta verkar uppenbart, men för nybörjare uppstår ofta frågan "varför kallas en kortslutning kortslutning?" Och vad som händer är länge? ” Det är bara för att med en kortslutning är den slutna kretsens motstånd ungefär lika:

R_KZ= R_RADER+ r + R_KONTAKT,

där R LINES är ledarnas motstånd beror på deras tvärsnitt och längd (R = po * L / S).

r är kraftkällans inre motstånd. Enkelt uttryck beror det på konstruktionen om det är en galvanisk cell, eller på trådens tvärsnitt i transformatorns lindning. Rcontact - övergångs- eller kontaktmotstånd - dess värde beror på kontaktområdet för två stängda ledare.

Det är också värt att överväga reaktiva induktiva och kapacitiva motstånd, men i hushållskablar kan du utelämna det här problemet.

Som ett resultat, när kretsen är stängd, begränsas strömmen endast av ovanstående motstånd, och i de flesta fall är de försumbara (fraktioner av Ohms, i det elektriska hemnätverket), även med ett motstånd på 1 Ohm vid en spänning på 220V, kommer en ström på 220V att flöda i kretsen, vanligtvis beräknat mot dina ledningar vid 16-40A. Men i praktiken är kortslutningsströmmen hundratusentals ampere!

Den andra lagen som måste sägas är Joule-Lenz-lagen, läroböckerna säger om den:

Mängden frisläppt per tidsenhet i kretsens betraktade del är proportionell mot produkten från kvadratet för strömstyrkan i detta avsnitt och sektionens motstånd.

Vad betyder detta? Att, ju större motståndet för ledaren eller strömmen genom den, desto mer värme kommer att släppas på den. Det vill säga när strömmen strömmar genom ledningarna värms de upp. Varje ledare har ett specifikt motstånd.

Så att ledaren inte överhettas väljer de önskad sektion för en viss ström. För att kärnan inte ska värmas upp måste värmen spridas i miljön, den sprids desto snabbare, desto större är det område med vilket det sprids.

I detta avseende börjar tunna trådar under hög belastning värmas upp och blir heta, och tjocka ledningar lyckas överföra värme till utsidan, och deras temperatur förblir nästan oförändrad. Om temperaturen på ledaren är för hög, upp till rödningen av kärnan, kommer isoleringen att smälta.

Ledarens tvärsnitt - första steget mot överbelastningsskydd

Du vet förmodligen att för varje last en tråd eller kabel med ledningar med ett visst tvärsnitt väljs, till exempel för att utvärdera det rätta valet av tvärsnittet på ledningarna i den populära VVG-NG-ls märkekabel, använd tabell 1.3.4 från PUE. Den beskriver kraven för ledningar och kablar med gummi- eller polyvinylklorid (PVC) isolering. Den tar också hänsyn till läggningsmetoden och antalet ledare.

Eftersom ledarna väljs med en marginal styrs elektrikerna av en enkel regel: för uttag är tråden 2,5 mm² och för belysning - 1,5 mm². I de flesta fall räcker det.

Enligt denna tabell kontrollerar du de beräknade värdena för tvärsnittet och om kärnorna tål en sådan strömtäthet utan överhettning och andra problem.

Mer information om det här problemet finns i denna artikel:Tvärsnittsarea hos ledningar och kablar beroende på strömstyrka, beräkning av önskat kabeltvärsnitt

Så det första steget mot skydd mot överbelastning är att lägga bra ledningar från en kopparkabel av typen VVG-NG-ls eller NYM. Observera att när du köper kabelprodukter "på marknaden" kan produkter som tillverkas i enlighet med GOST inte vänta på dig, vilket innebär att det verkliga tvärsnittet troligen kommer att vara mindre än det angivna. Resultatet är att det verkar som om kabeln läggs "vad som behövs", men som ett resultat av anslutningen de bränner ut, uppvärms ledningarna och isoleringen smälter.

Skyddsutrustning

Strömbrytare - Detta är huvudströmställaren för att skydda ledningar från överbelastning och kortslutningar. Människor kallar dem maskingevär och felaktigt ”packare” (vilket är i grunden fel). Vi pratade om hur det fungerar i artikeln Enheten och principen för strömbrytaren

Det viktigaste att komma ihåg är att brytaren skyddar kabeln, kabeln eller kabeln från brand eller utbrändhet, men inte utrustning eller människor.

Kort sagt finns det två utsläpp i brytaren - elektromagnetisk och termisk. Elektromagnetisk utlösning när det finns ett starkt överskott av ström (enheter och tiotals gånger större än nominell ström), till exempel med en kortslutning, och termisk med en liten överbelastning, till exempel, med 20-50%.

Således, om du slår på en hel del elektriska apparater - kommer den termiska frisättningen att värmas upp, detta är en bimetallplatta, som böjs när den värms upp. Genom att böja kommer den att sätta igång strömbrytarmens utlösningsmekanism, varigenom kretsen är strömlös.

Elektromagnetisk frigöring - Detta är en magnetventil som det finns en kärna i. När en stor ström flyter, skjuter magnetventilen kärnan och driver avstängningsmekanismen. Detta är ett slags aktuellt relä.

Säkerheten för dess användning beror på rätt val av klassificering och typ av tidsström, egenskaper.

Strömbrytare märkström välj baserat på genomströmningen av den svagaste punkten i ledningarna. Oavsett vilken kabel du lägger på uttagen, se till vad som står på det; i de flesta hushållsställen ser du 16 ampere och ibland 10 ampere.

Därför väljs strömbrytarens betyg vid 16A. Om du till exempel bestämmer dig för att sätta en automatisk maskin med en nominell ström på 32A, utifrån övervägandena "det finns flera uttag, och kabeln tål det, är den 2,5-4 mm²", då den ansluts till ett enda uttag via en värmare och hårtorkförlängning kommer den att gå igenom den strömmen är större än 16A, som ett resultat börjar dess kontakter att värmas upp och fallet smälter.

Om du inte kopplar bort enheterna i tid, kommer kontakterna att täckas med kol, när de värms upp, kommer kroppens delar att smälta, och metallstängerna som håller kontakten expanderar och kontakten försvagas. På grund av vilket kontaktmotstånd kommer att öka och uppvärmningen kommer att inträffa ännu mer intensivt kommer utloppet att gnista och röka tills tapeten eller väggarna där det är installerat antänds.

Tidströmskarakteristiki enkla termer är detta en egenskap som visar hur snabbt maskinen stängs av vid överbelastning. I en elektrisk hempanel använder de ofta maskiner i klass B och C.

Den andra regeln är att installera effektbrytare med en märkström som inte överskrider den svagaste länken i ledningarna.Om du behöver fler konsumenter för att kunna arbeta samtidigt - dela uttagen i grupper i varje rum och lägg en separat kabel för dem (radiellt kopplingsschema).

Differensiellt läckskydd

Och till idag tror städerna, som har installerat en RCD, av någon anledning att det kommer att skydda mot överbelastning eller kortslutning, detta är också ett misstag.

RCD - skyddsavstängningsanordning, utformad för att skydda mot strömläckage. Detta är nödvändigt för: skydda en person från oavsiktligt beröring av spänningsdelar (nakna ledningar, fallet med en skadad elektrisk apparat), samt strömläckage till jordade hus, rörledningar, element i byggnadskonstruktioner med mera.

RCD övervakar hur mycket ström som har passerat genom fasen och hur mycket längs den neutrala ledaren, om det är skillnad mellan ledningarna, då har en läcka inträffat och kraftkontakterna öppnas.

Detta säkerställer människors säkerhet, samt minskar risken för ytterligare läckage till en kortslutning, om isolering skadas, vilket är särskilt viktigt i till exempel ett trähus.

En annan typ av säkerhetsanordning är Akut brytare, kombinerar funktionerna hos en RCD och en brytare. I figuren nedan ser du hur man kan skilja en diffavomat (vänster) från en RCD (höger), skillnaderna i diagrammet och i markeringen.

RCD: er och difiltomata utförs alltid i en bipolär eller fyrpolig form av enfas respektive trefas kretsar. Enligt PUE s. 1.7.80, bör endast användas om det finns jordning, det vill säga, i ett tvåtrådsnät får de inte användas. Detta är emellertid en kontroversiell fråga i denna artikel kommer inte att beaktas.

Effektbegränsare

Nästa enhet kopplar bort lasten vid överskott. Detta är ett effektbegränsande relä. Ett exempel på en sådan anordning är en enfas OM-110 eller trefas OM-310, det finns andra modeller - dessa är bara till exempel.

Även om den här enheten inte i sig är skyddande och den används i större utsträckning av kraftförsörjning eller nätföretag för att kontrollera och begränsa förbrukningen av el som är högre än normalt eller för att minska detta värde i en nödsituation. Produkten övervakar strömförbrukningen och stängs av konsumenten om den överskrids.

Ändå tillåter enheten inte överbelastning av kablarna om du ställer in parametrarna för dess funktion. Om du är intresserad av att lära dig mer om sådana enheter, skriv i kommentarerna så berättar vi om dem.

Slutsats - 3 regler så att det inte finns någon kortslutning och överbelastning

Säkerhet och hållbarhet för elektriska ledningar ligger på tre pelare:

1. Rätt val av tvärsnitt av kabelprodukter.

2. Installation av brytare och andra skyddsanordningar med önskad klassificering. Köp dem bara i certifierade butiker för att inte bli förfalskade, föredra märken som ABB, Schneider Electric och från billigare - inhemska KEAZ (Kursk).

3. Rätt drift av elektrisk utrustning.

Med "korrekt drift" menar jag:

1. Snabbt utbyte och broaching av terminalblock av kabeltillbehör - automatiska enheter, RCD, ljusströmbrytare, uttag.

2. Den rationella fördelningen av belastningen på uttag - sätt inte in kraftfulla elektriska apparater i tee och förlängningssladdar, så att du kan överbelasta uttaget eller kabeln som levererar den (se - Varför det är farligt att använda tees och förlängningssladdar).

3. Försiktig hantering av elektriska apparater - låt inte vatten eller metallföremål komma in i hushållsapparater så att en kortslutning inte uppstår. Även om effektbrytare och kabel är installerade, måste du komma ihåg att effektbrytarna ibland sticker eller fungerar långsamt, vilket leder till att anslutningarna i kopplingsboxarna är utbrända.

4. När du reparerar enheter och installerar eller underhåller kablar, använd högkvalitativ isolering som fastnar bra eller värmekrymprör. Undvik vridning - anslut ledningarna genom lödning, svetsning, hylsa eller anslutningsblock. På detta sätt undviker du kortslutningar på grund av dålig isolering eller uppvärmning av anslutningarna i kopplingsboxarna.