Hvordan beskytte ledninger mot overbelastning og kortslutning

Hovedoppgaven til en elektriker er å gjøre ledninger pålitelige og trygge. Ulykker kan føre til brann eller elektrisk støt. Ulykker skjer på grunn av økt strøm og kortslutning. Som et resultat strømmer det for mye strøm gjennom lederne, de varmes opp og isolasjon smelter på dem, gnist eller det oppstår en lysbue. I denne artikkelen vil jeg snakke om hvordan du beskytter ledninger mot overbelastning og kortslutning.

Hvorfor overbelastning kortslutning er farlig - teori

For å forstå faren for at høy strøm strømmer gjennom ledninger, må man huske på to viktige fysiske lover fra kurset “elektrisitet og magnetisme”. Den første er Ohms lov:

Strømmen i kretsen er direkte proporsjonal med spenningen og omvendt proporsjonal med motstanden.

Dette betyr at hvis kretsen har lav motstand, vil strømmen være stor, og hvis den er stor, så liten, og også med økende spenning, øker strømmen med den. Dette virker åpenbart, men for nybegynnere oppstår ofte spørsmålet "hvorfor kalles en kortslutning kortslutning?" Og hva som skjer er lenge? ” Det er bare fordi med en kortslutning, er motstanden til den lukkede kretsen omtrent lik:

R_KZ= R_LINES+ r + R_KONTAKT,

hvor R LINES er motstanden til lederne, avhenger av deres tverrsnitt og lengde (R = po * L / S).

r er strømkildens indre motstand. Enkelt sagt avhenger det av utformingen om det er en galvanisk celle, eller på tverrsnittet av ledningen i transformatorviklingen. Rkontakt - overgangs- eller kontaktmotstand - dens verdi avhenger av kontaktområdet til to lukkede ledere.

Det er også verdt å vurdere reaktiv induktiv og kapasitiv motstand, men i husholdningskabler kan du utelate dette problemet.

Som et resultat, når kretsen er lukket, begrenses strømmen bare av de ovennevnte motstandene, og i de fleste tilfeller er de ubetydelige (brøkdeler av Ohms, i det hjemlige elektriske nettverket), selv med en motstand på 1 Ohm ved en spenning på 220V, vil en strøm på 220V strømme i kretsen, vanligvis beregnet mot kablingen din ved 16-40A. Men i praksis er kortslutningsstrømmen hundre og tusenvis av ampere!

Den andre loven som må sies er Joule-Lenz-loven, lærebøkene sier om den:

Mengden varme som frigjøres per tidsenhet i den vurderte delen av kretsen, er proporsjonal med produktet av kvadratet med strømstyrken i denne seksjonen og motstanden til seksjonen.

Hva betyr dette? At, jo større motstand fra lederen eller strømmen gjennom den, jo mer varme vil det bli frigjort på den. Det vil si at når strømmen strømmer gjennom ledningene, varmes de opp. Hver leder har en spesifikk motstand.

For at lederen ikke overopphetes, velger de ønsket seksjon for en viss strøm. For at kjernen ikke skal varme opp, må varmen ledes ut i miljøet, den blir spredd jo raskere, jo større område det spres med.

I denne forbindelse begynner tynne ledninger under høy belastning å varme seg opp og bli varme, og tykke ledninger klarer å overføre varme til utsiden, og temperaturen deres forblir nesten uendret. Hvis temperaturen på lederen er for høy, opp til rødhet i kjernen - vil isolasjonen smelte.

Ledertverrsnitt - første skritt mot overbelastningsbeskyttelse

Du vet sannsynligvis at for hver last en ledning eller kabel med kjerner med et bestemt tverrsnitt er valgt, for eksempel for å vurdere riktig valg av tverrsnittet til kjernene til en populær kabel av VVG-NG-ls merke, bruk tabell 1.3.4 fra PUE. Den beskriver kravene til ledninger og kabler med gummi eller polyvinylklorid (PVC) isolasjon. Den tar også hensyn til leggemetoden og antall ledere.

Siden lederne er valgt med en margin, blir elektrikerne styrt av en enkel regel: for uttak er ledningen 2,5 mm², og for belysning - 1,5 mm². I de fleste tilfeller er dette nok.

I følge denne tabellen sjekker du de beregnede verdiene til tverrsnittet og om kjernene tåler en slik strømtetthet uten overoppheting og andre problemer.

For mer informasjon om dette problemet, se denne artikkelen:Tverrsnittsareal av ledninger og kabler, avhengig av strømstyrke, beregning av ønsket kabeltverrsnitt

Så det første trinnet mot beskyttelse mot overbelastning er å legge god ledning fra en kobberkabel av typen VVG-NG-ls eller NYM. Vær oppmerksom på at når du kjøper kabelprodukter "på markedet", kan produkter som produseres ikke i samsvar med GOST vente på deg, noe som betyr at det virkelige tverrsnittet sannsynligvis vil være mindre enn det som er angitt. Resultatet er at det ser ut til at kabelen ble lagt "det du trenger", men som et resultat av tilkoblingen de brenner av, blir ledningene oppvarmet, og isolasjonen smelter.

Verneutstyr

Bryter - Dette er hovedbryterenheten for å beskytte ledninger mot overbelastning og kortslutning. Folk kaller dem maskingevær og feilaktig “pakker” (noe som er grunnleggende galt). Vi snakket om hvordan det fungerer i artikkelen Enheten og prinsippet for drift av effektbryteren

Det viktigste å huske er at effektbryteren beskytter kabelen, ledningen eller ledningen mot brann eller utbrenthet, men ikke utstyr eller personer.

Kort sagt er det to utgivelser i effektbryteren - elektromagnetisk og termisk. Elektromagnetisk utløp når det er et sterkt overskudd av strøm (enheter og titalls ganger større enn nominell strøm), for eksempel med en kortslutning, og termisk med en liten overbelastning, for eksempel med 20-50%.

Så hvis du slår på mange elektriske apparater - vil den termiske utløsningen varme opp, dette er en bimetalplate, som bøyes når den varmes opp. Ved å bøye vil den sette i gang kretsbryterens utløsningsmekanisme, og dermed blir kretsen strømløs.

Elektromagnetisk frigjøring - Dette er en magnet magnet som det er en kjerne i. Når en stor strøm flyter, skyver magnetventilen kjernen og driver avstengningsmekanismen. Dette er et slags nåværende stafett.

Sikkerheten ved bruken avhenger av riktig valg av rangering og type tidsstrøm, egenskaper.

Strømbryter nominell strøm velg basert på gjennomstrømningen til det svakeste punktet i ledningene. Uansett hvilken kabel du legger på uttakene, kan du se på hva som står på det; i de fleste husholdningsuttak vil du se 16 ampere, og noen ganger 10 ampere.

Derfor blir graden av effektbryteren valgt ved 16A. Hvis du for eksempel bestemmer deg for å sette en automatisk maskin med en nominell strøm på 32A, på bakgrunn av betraktningene “det er flere stikkontakter, og kabelen tåler den, er den 2,5-4 mm²”, så når den kobles til en enkelt stikkontakt gjennom en varmeutvidelse og en hårføner, vil den gå gjennom den strømmen er større enn 16A, som et resultat begynner kontaktene å varme seg opp, og saken smelter.

Hvis du ikke kobler fra enhetene i tide, blir kontaktene dekket med sot, når de er oppvarmet, kroppens deler smelter, og metallstengene som holder pluggen vil utvide seg og kontakten svekkes. På grunn av hvilken kontaktmotstand som vil øke og oppvarmingen vil skje enda mer intenst, vil utløpet begynne å gnistre og røyke til veggpapiret eller veggene det er installert antennes.

TidsstrømskarakteristikkEnkelt sagt er dette en egenskap som viser hvor raskt maskinen vil slå seg av i tilfelle overbelastning. I et hjemmelektrisk panel bruker de ofte klasse B og C maskiner.

Den andre regelen er å installere effektbrytere med en nominell strøm som ikke overskrider den svakeste ledningen i ledningene.Hvis du trenger flere forbrukere for å kunne jobbe samtidig - del stikkontaktene i grupper i hvert rom og legg en separat kabel for dem (radielt koblingsskjema).

Differensiell lekkasjebeskyttelse

Og frem til i dag tror byfolk, etter å ha installert en RCD, av en eller annen grunn at det vil beskytte mot overbelastning eller kortslutning, dette er også en feil.

RCD - beskyttende avstengningsanordning, designet for å beskytte mot strømlekkasje. Dette er nødvendig for: å beskytte en person mot utilsiktet berøring av strømførende deler (bare ledninger, saken om et skadet elektrisk apparat), samt strømlekkasje til jordede hus, rørledninger, elementer i bygningskonstruksjoner og mer.

RCD overvåker hvor mye strøm som har gått gjennom fasen og hvor mye langs den nøytrale lederen, hvis det er en forskjell mellom ledningene, så har det oppstått en lekkasje og strømkontaktene åpnes.

Dette sikrer sikkerheten til mennesker, samt reduserer risikoen for ytterligere lekkasje til en kortslutning, hvis isolasjon er skadet, noe som er spesielt viktig i et trehus, for eksempel.

En annen type sikkerhetsinnretning er Emergency effektbrytere, kombinerer funksjonene til en RCD og en effektbryter. I figuren under ser du hvordan du kan skille en difavtomat (til venstre) fra en RCD (høyre), forskjellene i diagrammet og i markeringen.

RCD-er og difiltomata utføres alltid i en bipolar eller firpolet form av henholdsvis enfase- og trefasekretsløp. I følge PUE s. 1.7.80, bør bare brukes hvis det er jording, det vil si at i et to-ledningsnett har de ikke lov til å brukes. Imidlertid er dette et kontroversielt spørsmål i denne artikkelen vil ikke bli vurdert.

Strømbegrenser

Den neste enheten kobler fra lasten i tilfelle overskytende kraft. Dette er et kraftbegrensende relé. Et eksempel på en slik enhet er en enfase OM-110 eller trefas OM-310, det er andre modeller - dette er bare for eksempel.

Selv om denne enheten ikke i seg selv er beskyttende, og den brukes i større grad av strømforsyning eller nettverksbedrifter for å kontrollere og begrense forbruket av strøm som er høyere enn normalt eller for å redusere denne verdien i en nødsituasjon. Produktet overvåker strømforbruket og slår av forbrukeren hvis det overskrides.

Likevel tillater ikke enheten overbelastning av ledningene hvis du angir parametrene for dens drift korrekt. Hvis du er interessert i å lære mer om slike enheter, skriv kommentarene, så forteller vi deg om dem.

Konklusjon - 3 regler slik at det ikke er kortslutning og overbelastning

Sikkerhet og holdbarhet ved elektriske ledninger ligger på tre søyler:

1. Riktig valg av tverrsnitt av kabelprodukter.

2. Montering av effektbrytere og andre beskyttelsesinnretninger med ønsket karakter. Kjøp dem bare i sertifiserte butikker for ikke å bli forfalsket, gi preferanser til merker som ABB, Schneider Electric og fra billigere - innenlandske KEAZ (Kursk).

3. Riktig drift av elektrisk utstyr.

Med "riktig drift" mener jeg:

1. Rettidig utskifting og broaching av terminalblokker med kabletilbehør - automatiske enheter, RCD-er, lysbrytere, stikkontakter.

2. Den rasjonelle fordelingen av belastningen på uttakene - ikke sett kraftige elektriske apparater i tees og skjøteledninger, slik at du kan overbelaste uttaket eller kabelen som leverer det (se - Hvorfor det er farlig å bruke teiger og skjøteledninger).

3. Forsiktig håndtering av elektriske apparater - ikke la vann eller metallgjenstander komme inn i husholdningsapparater slik at det ikke oppstår kortslutning. Selv om effektbryterne og kabelen er installert, må du huske at strømbryterne noen ganger fester seg eller fungerer sakte, som et resultat av at tilkoblingene i de elektriske kassene er utbrent.

4. Når du reparerer enheter og installerer eller vedlikeholder ledninger, bruk høy kvalitet isolasjon som fester godt eller varmekrympeslange. Unngå vridning - koble ledningene ved lodding, sveising, hylse eller klemmeblokker. På denne måten unngår du kortslutninger på grunn av dårlig isolasjon eller oppvarming av tilkoblingene i koblingsboksene.