Узроци и последице кратког споја

Кратак спој — повезивање извора ЕМФ са оптерећењем, чији је отпор веома мали у поређењу са унутрашњим отпором извора.

Струја кратког споја одређена је само унутрашњим отпором извора р, тј. ик = Е / р, где је Е ЕМФ извора.

Обично Извори ЕМФ нису пројектовани за велику струју која се јавља током кратког споја, у извору се ствара веома велика количина топлоте, што може довести до уништења и смрти извора. Кратки спој је посебно опасан за изворе са малим унутрашњи отпор (батерије, електрични аутомобили итд.).

Дакле, до кратког споја долази када су две жице кола повезане, повезане на различите терминале (на пример, у ДЦ колима, то су «+» и «-«) извора кроз веома мали отпор, који је упоредив са отпор самих жица.

Струја кратког споја може много пута премашити називну струју у колу. У таквим случајевима, коло се мора прекинути пре него што температура жица достигне опасне вредности.

Да би се жице заштитиле од прегревања и да би се спречило паљење околних предмета, у коло су укључени заштитни уређаји — осигурачи или прекидачи кола.

Кратки спојеви могу настати и код пренапона као последица грмљавине, директних удара грома, механичких оштећења изолационих делова, погрешних радњи сервисера.

У случају кратког споја, струје кратког споја нагло расту и напон опада, што представља велику опасност за електричну опрему и може изазвати прекиде напајања потрошача.

Такође видети: Како функционише и функционише заштита од кратког споја

Кратки спојеви су:

• трофазна (симетрична), у којој су све три фазе кратко спојене;

• двофазни (небалансирани), у којима су само две фазе кратко спојене;

• двофазно уземљење у системима са чврсто уземљеним неутралима;

• једнофазни неуравнотежени уземљени неутрали.

Струја достиже максималну вредност са једнофазним кратким спојем. Као резултат употребе специјалних вештачких мера (на пример, уземљење неутралних делова реакторима, уземљење само дела неутралних делова), максимална вредност једнофазне струје кратког споја може се свести на вредност трофазне струје кратког споја, за коју се најчешће врше прорачуни.

Узроци кратког споја

Главни узрок кратког споја су сметње изолација електричне опреме.

Кварови изолације су узроковани:

1. Пренапон (посебно у мрежама са изолованим неутралима),

2. Директан удар грома,

3. Изолација старења,

4.механичко оштећење изолације, вожња испод линија превеликих механизама,

5. Неадекватно одржавање опреме.

Често узрок оштећења на електричном делу електричних инсталација је неквалификовано поступање сервисера.

Намерни кратки спој

Приликом примене поједностављених шема повезивања опадајућих подстаница користе се специјални уређаји — кратки спојевикоји стварају намерни кратак спој како би се брзо прекинуо настали квар. Тако, поред случајних кратких спојева у електроенергетским системима, постоје и намерни кратки спојеви изазвани дејством кратког споја.

Последице кратког споја

Услед кратког споја долази до значајног прегревања делова под напоном, што може довести до квара изолације, као и до појаве великих механичких сила које доприносе уништавању делова електричних инсталација.

У овом случају, нормално снабдевање потрошача у неоштећеним деловима мреже је поремећено, пошто хитни режим кратког споја у једној линији доводи до општег смањења напона. У тачки кратког споја коњугација постаје нула, а на свим тачкама до тачке кратког споја напон нагло опада и нормално напајање неоштећених водова постаје немогуће.

Када дође до кратких спојева у електроенергетском систему, његов укупни отпор се смањује, што доводи до повећања струја у његовим огранцима у односу на струје у нормалном режиму, а то изазива смањење напона на појединим тачкама електроенергетског система. што је посебно велико у близини тачке кратког споја.Степен смањења напона зависи од операције уређаји за аутоматску регулацију напона и удаљености од места оштећења.

У зависности од места настанка и трајања квара, његове последице могу бити локалне природе или утицати на цео систем напајања.

Са великим растојањем кратког споја, вредност струје кратког споја може бити само мали део називне струје генератора енергије, а појаву таквог кратког споја они доживљавају као благо повећање оптерећења. .

До јаког смањења напона долази само у близини тачке кратког споја, док је на осталим тачкама електроенергетског система ово смањење мање приметно. Дакле, под разматраним условима, опасне последице кратког споја се манифестују само у деловима електроенергетског система који су најближи месту удеса.

Струја кратког споја, иако мала у поређењу са називном струјом генератора, обично је вишеструко већа од називне струје гране у којој долази до кратког споја. Стога, чак и код краткотрајног протока струје кратког споја, може изазвати додатне загревање струјних елемената а жице изнад дозвољеног нивоа.

Струје кратког споја изазивају велике механичке силе између проводника, које су посебно велике на почетку процеса кратког споја, када струја достигне своју максималну вредност. Ако су чврстоћа жица и њихових причвршћивања недовољна, може доћи до механичког оштећења.

Изненадни дубоки пад напона кратког споја утиче на перформансе потрошача.Пре свега, ово се односи на моторе, јер чак и са краткотрајним падом напона од 30-40% могу да зауставе (мотори се преврћу).

Превртање мотора озбиљно утиче на рад индустријског постројења, јер је потребно много времена да се успостави нормалан производни процес, а неочекивано гашење мотора може изазвати квар на производу фабрике.

Са малим растојањем и довољним трајањем кратког споја, могуће је да паралелне станице испадну из синхронизације, тј. нарушавање нормалног рада целог електричног система, што је најопаснија последица кратког споја.

Неуравнотежени струјни системи који настају услед кварова на земљи су способни да створе магнетне флуксове довољне да индукују значајне ЕМФ у суседним колима (комуникациони водови, цевоводи) који су опасни за сервисно особље и опрему на тим колима.

Дакле, последице кратког споја су следеће:

1. Механичка и термичка оштећења електричне опреме.

2. Пожар у електричним инсталацијама.

3. Смањење нивоа напона у електричној мрежи, што доводи до смањења обртног момента електромотора, њиховог заустављања, смањења перформанси или чак до превртања.

4. Губитак синхроности појединачних генератора, електрана и делова електричног система и појава хаварија, укључујући системске хаварије.

5. Електромагнетни утицај на комуникационе линије, комуникације итд.

Чему служи прорачун струја кратког споја?

Кратки спој у колу изазива прелазни процес у њему, током којег се струја може посматрати као збир две компоненте: принудне хармонијске (периодичне, синусне) ип и слободне (апериодичне, експоненцијалне) иа. Слободна компонента опада са временском константом Тц = Лц / рц = кц /? Рц као пролазни распади. Максимална тренутна вредност иу укупне струје и назива се ударна струја, а однос ове последње и амплитуде Иπм назива се ударни коефицијент.

Прорачун струја кратког споја је неопходан за правилан избор електричне опреме, дизајн релејне заштите и аутоматике, избор средстава за ограничавање струја кратког споја.

Кратки спојеви (СЦ) обично настају кроз пролазне отпоре — електрични лукови, страни предмети на месту квара, ослонци и њихова уземљења, као и отпори између фазних проводника и земље (на пример, када проводници падну на земљу). Да би се поједноставили прорачуни, претпоставља се да су појединачни прелазни отпори, у зависности од врсте квара, једнаки једни другима или једнаки нули („метални“ или „тупи“ кратки спој).

Такође видети:Струја кратког споја, која одређује величину струје кратког споја