Кратки спојеви, преоптерећења, пролазни отпори. Мере заштите од пожара
Шта је кратак спој и шта узрокује кратак спој
Кратки спојеви у ожичењу најчешће настају због кршења изолације проводних делова као последица механичких оштећења, старења, излагања влази и корозивним срединама, као и неправилних људских радњи. Када дође до кратког споја, повећава се ампеража, а познато је да је количина ослобођене топлоте пропорционална квадрату струје. Дакле, ако се у кратком споју струја повећа 20 пута, онда ће се количина ослобођене топлоте повећати око 400 пута.
Топлотни ефекат на изолацију жица нагло смањује њене механичке и диелектричне особине. На пример, ако се проводљивост електричног картона (као изолационог материјала) на 20 ° Ц узме као јединица, онда ће се на температурама од 30, 40 и 50 ° Ц повећати за 4, 13 и 37 пута, респективно. Топлотно старење изолације најчешће настаје услед преоптерећења електричних мрежа струјама које прелазе дугорочно дозвољене за дату врсту и пресек жица.На пример, за каблове са папирном изолацијом, њихов радни век се може одредити према добро познатом "правилу осам степени": повећање температуре за сваких 8 ° Ц смањује радни век изолације за 2 пута. Полимерни изолациони материјали су такође подложни топлотној деградацији.
Утицај влаге и корозивне средине на изолацију жица значајно погоршава њено стање због појаве површинског цурења. Настала топлота испарава течност, остављајући трагове соли на изолацији. Када се испаравање заустави, струја цурења нестаје. При поновљеном излагању влази процес се понавља, али због повећања концентрације соли, проводљивост се повећава толико да струја цурења не престаје ни по завршетку испаравања. Поред тога, појављују се мале варнице. Након тога, под утицајем струје цурења, изолација се карбонизира, губи снагу, што може довести до појаве локалног лучног површинског пражњења које може запалити изолацију.
Опасност од кратког споја у електричним жицама карактеришу следеће могуће манифестације електричне струје: паљење изолације жица и околних запаљивих предмета и материја; способност изолације жица да шири сагоревање када се запали од спољних извора паљења; формирање честица растопљеног метала током кратког споја, паљење околних запаљивих материјала (брзина експанзије честица растопљеног метала може да достигне 11 м / с, а њихова температура је 2050-2700 ° Ц).
Режим за хитне случајеве се такође јавља када су електричне жице преоптерећене.Услед погрешног избора, укључивања или квара потрошача, укупна струја која тече кроз жице прелази номиналну вредност, односно долази до повећања густине струје (преоптерећења). На пример, када струја од 40 А тече кроз три серијски спојена комада жице исте дужине, али различитог пресека-10; 4 и 1 мм2, његова густина ће бити различита: 4, 10 и 40 А / мм2. Последњи комад има највећу густину струје и, сходно томе, највеће губитке снаге.Жица са попречним пресеком од 10 мм2 ће се мало загрејати, температура жице пресека од 4 мм2 ће достићи дозвољени ниво, а изолација жице са попречним пресеком од 1 мм2 ће само изгорети.
Како се струја кратког споја разликује од струје преоптерећења
Главна разлика између кратког споја и преоптерећења лежи у чињеници да је код кратког споја кршење изолације узрок хитног режима, а када је преоптерећење - његова последица. Под одређеним околностима, преоптерећење жица и каблова због дужег трајања хитног режима је опасније за пожар од кратког споја.
Основни материјал жица има значајан утицај на карактеристике паљења у случају преоптерећења. Поређење индикатора опасности од пожара жица АПВ и ПВ марки, добијених током испитивања у режиму преоптерећења, показује да је вероватноћа паљења изолације код жица са бакарним проводним жицама већа него код алуминијумских жица.
Уочен је исти образац кратког споја. Капацитет сагоревања лучних пражњења у колима са бакарним жицама је већи него код алуминијумских жица.На пример, челична цев дебљине зида од 2,8 мм се спаљује (или се запаљује запаљиви материјал на њеној површини) са попречним пресеком алуминијумске жице од 16 мм2 и са бакарном жицом попречног пресека од 6 мм2. .
Вишеструкост струје је одређена односом струје кратког споја или преоптерећења и континуиране дозвољене струје за дати попречни пресек проводника.
Највећу опасност од пожара имају жице и каблови са полиетиленским омотачем, као и полиетиленске цеви приликом полагања жица и каблова у њима. Ожичење у полиетиленским цевима са становишта пожара је већа опасност од ожичења у цевима од винил пластике, стога је поље примене полиетиленских цеви много уже. Преоптерећење је посебно опасно у приватним стамбеним зградама, где се, по правилу, сви потрошачи напајају из једне мреже, а заштитни уређаји су често одсутни или су дизајнирани само за струју кратког споја. У високим стамбеним зградама такође ништа не спречава становнике да користе моћније лампе или укључе кућне електричне уређаје укупне снаге веће од оне за коју је мрежа пројектована.
На кабловским уређајима (контакти, прекидачи, утичнице итд.) назначене су граничне вредности струја, напона, снаге, а на стезаљкама, конекторима и другим производима, поред тога, највећи попречни пресеци прикључених жица. Да бисте безбедно користили ове уређаје, морате бити у стању да дешифрујете ове ознаке.
На пример, прекидач има ознаку «6,3 А; 250 В «, на кертриџу -» 4 А; 250 В; 300 В «, а на продужетку -раздјелник -» 250 В; 6,3 А «,» 220 В. 1300 В «,» 127 В, 700 В «.«6,3 А» упозорава да струја која пролази кроз прекидач не би требало да пређе 6,3 А, иначе ће се прекидач прегрејати. За било коју нижу струју, прекидач је погодан, јер што је нижа струја, то се мање загрева контакт. Натпис «250 В» означава да се прекидач може користити у мрежама са напоном који не прелази 250 В.
Ако помножите 4 А са 250 В, добићете 1000, а не 300 вати. Како да повежем израчунату вредност са ознаком? Морамо кренути од моћи. На напону од 220 В, дозвољена струја је 1,3 А (300: 220); на напону од 127 В — 2,3 А (300-127). Струја од 4 А одговара напону од 75 В (300: 4). Натпис „250 В; 6,3 А «означава да је уређај дизајниран за мреже са напоном не већим од 250 В и струјом не већом од 6,3 А. Множењем 6,3 А са 220 В добијамо 1386 В (1300 В, заокружено). Помноживши 6,3А са 127В, добијамо 799В (700В заокружено). Поставља се питање: није ли опасно заокруживање на овај начин? Није опасно јер након заокруживања добијате ниже вредности снаге. Ако је снага мања, онда се контакти мање загревају.
Када електрична струја протиче кроз контактни прикључак због пролазног отпора контактне везе, напон опада, снага и енергија се ослобађају, што доводи до загревања контаката. Прекомерно повећање струје у колу или повећање отпора доводи до додатног повећања температуре контактних и оловних жица, што може изазвати пожар.
У електричним инсталацијама користе се трајни контактни прикључци (лемљење, заваривање) и одвојиви (са шрафом, утикачем, опругом и сл.) и контакти склопних уређаја - магнетних стартера, релеја, прекидача и других уређаја специјално пројектованих за затварање и отварање електричних уређаја. кола, односно за њихову комутацију. У интерним електроенергетским мрежама од улаза до пријемника електричне енергије електрична енергија оптерећење тече кроз велики број контактних веза.
Ни у ком случају не би требало прекидати контакт везе... Студије спроведене пре извесног времена о опреми интерних мрежа показују да од свих испитаних контаката само 50% испуњава захтеве ГОСТ-а. Када струја оптерећења тече у неквалитетном контактном споју, у јединици времена се ослобађа значајна количина топлоте, пропорционална квадрату струје (густине струје) и отпору стварних контактних тачака контакта.
Ако врући контакти дођу у контакт са запаљивим материјалима, могу се запалити или угљенисати, а изолација жица се може запалити.
Вредност контактног отпора зависи од густине струје, силе компресије контаката (величине отпорне површине), материјала од којег су направљени, степена оксидације контактних површина итд.
Да бисте смањили густину струје у контакту (а самим тим и температуру), потребно је повећати стварну контактну површину контаката. Ако су контактне равни притиснуте једна на другу са одређеном силом, мале туберкуле на тачкама контакта ће бити благо згњечене.Због тога ће се повећати величине контактних елементарних површина и појавити ће се додатне контактне површине, а густина струје, контактни отпор и загревање контакта ће се смањити. Експерименталне студије су показале да постоји инверзна веза између контактног отпора и количине обртног момента (силе компресије). Са двоструким смањењем обртног момента, отпор контактне везе АПВ жице са попречним пресеком од 4 мм2 или две жице са попречним пресеком од 2,5 мм2 повећава се за 4-5 пута.
За одвођење топлоте са контаката и њено одвођење у околину изводе се контакти са одређеном масом и расхладним површинама. Посебна пажња посвећена је местима спајања жица и њиховом повезивању са контактима улазних уређаја електричних пријемника. На покретним крајевима жица користе се уши разних облика и специјалне стезаљке. Поузданост контакта обезбеђују конвенционалне подлошке, опружне и са прирубницама. После 3-3,5 године, отпор контакта се повећава око 2 пута. Отпор контаката се такође значајно повећава током кратког споја као резултат кратког периодичног дејства струје на контакт. Испитивања показују да контактни спојеви са еластичним опружним подлошкама имају највећу стабилност када су изложени неповољним факторима.
Нажалост, „чување пакова“ је прилично уобичајено. Машина за прање треба да буде направљена од обојених метала као што је месинг. Челична подлошка је заштићена антикорозивним премазом.