Къси съединения, претоварвания, преходни съпротивления. Мерки за пожарна безопасност
Какво е късо съединение и какво причинява късо съединение
Къси съединения в окабеляването най -често възникват поради нарушение на изолацията на проводими части в резултат на механични повреди, стареене, излагане на влага и корозивни среди, както и неправилни действия на хора. Когато има късо съединение се увеличава ампераж, а количеството отделена топлина, както е известно, е пропорционално на квадрата на тока. Така че, ако при късо съединение токът ще се увеличи 20 пъти, след което количеството отделена топлина ще се увеличи около 400 пъти.
Топлинен ефект върху изолацията на проводници рязко намалява неговите механични и диелектрични свойства. Например, ако проводимостта на електрическия картон (като изолационен материал) при 20 ° C се вземе като единица, то при температури 30, 40 и 50 ° C тя ще се увеличи съответно с 4, 13 и 37 пъти. Топлинното стареене на изолацията най-често възниква поради претоварване на електрическите мрежи с токове, надвишаващи дългосрочно допустимите за даден тип и напречно сечение проводници. Например, за кабели с хартиена изолация, техният експлоатационен живот може да се определи съгласно добре познатото „правило на осем градуса“: повишаването на температурата на всеки 8 ° C намалява експлоатационния живот на изолацията 2 пъти. Полимерните изолационни материали също са обект на термично разрушаване.
Въздействието на влагата и корозивната среда върху изолацията на проводници значително влошава състоянието му поради появата на повърхностни течове на изтичане. Получената топлина изпарява течността, оставяйки следи от сол върху изолацията. Когато изпарението спре, токът на изтичане изчезва. При многократно излагане на влага процесът се повтаря, но поради увеличаване на концентрацията на сол, проводимостта се увеличава толкова много, че токът на изтичане не спира дори след края на изпарението. Освен това се появяват малки искри. Впоследствие, под въздействието на тока на изтичане, изолацията се карбонизира, губи своята якост, което може да доведе до появата на локален дъгов повърхностен разряд, който може да запали изолацията.
Опасност от късо съединение в електрически проводници характеризира се със следните възможни прояви на електрически ток: запалване на изолацията на проводници и околните горими предмети и вещества; способността на изолацията на проводниците да разпространява горенето при запалване от външни източници на запалване; образуването на разтопени метални частици по време на късо съединение, запалвайки околните горими материали (скоростта на разширяване на разтопените метални частици може да достигне 11 m / s, а температурата им е 2050-2700 ° C).
При претоварване на електрически проводници възниква и авариен режим. Поради грешен избор, включване или повреда на потребителите, общият ток, протичащ по проводниците, надвишава номиналната стойност, тоест настъпва увеличение на плътността на тока (претоварване). Например, когато ток от 40 А преминава през три последователно свързани парчета тел със същата дължина, но с различно напречно сечение-10; 4 и 1 mm2, плътността му ще бъде различна: 4, 10 и 40 A / mm2. Последното парче има най -висока плътност на тока и съответно най -големи загуби на мощност.Тел с напречно сечение 10 mm2 леко ще се нагрее, температурата на проводник с напречно сечение 4 mm2 ще достигне допустимото ниво, а изолацията на проводник с напречно сечение 1 mm2 просто ще изгори.
Как токът на късо съединение се различава от тока на претоварване
Основната разлика между късо съединение и претоварване се крие във факта, че за късо съединение нарушението на изолацията е причината за аварийния режим и кога претоварване — неговото последствие. При определени обстоятелства претоварването на проводници и кабели поради по -продължителната продължителност на аварийния режим е по -опасно за пожар, отколкото късо съединение.
Основният материал на проводниците оказва значително влияние върху запалителните характеристики в случай на претоварване. Сравнението на показателите за пожарна опасност на проводници от марки APV и PV, получени по време на изпитвания в режим на претоварване, показва, че вероятността от запалване на изолацията в проводници с медни проводящи проводници е по -висока от тази на алуминиевите проводници.
Късо съединение се наблюдава същия модел. Капацитетът на изгаряне на дъгови разряди във вериги с медни проводници е по -висок, отколкото при алуминиеви проводници. Например, стоманена тръба с дебелина на стената 2,8 mm се изгаря (или горим материал на повърхността й се възпламенява) с напречно сечение на алуминиев проводник 16 mm2 и с меден проводник — с напречно сечение 6 mm2.
Текуща множественост се определя от съотношението на тока на късо съединение или претоварване към непрекъснатия допустим ток за дадено напречно сечение на проводника.
Най -голяма опасност от пожар имат проводниците и кабелите с полиетиленова обвивка, както и полиетиленовите тръби при полагане на проводници и кабели в тях. Окабеляването в полиетиленови тръби от гледна точка на пожар е по -голяма опасност от окабеляването във винилови пластмасови тръби, поради което областта на приложение на полиетиленови тръби е много по -тясна. Претоварването е особено опасно в частни жилищни сгради, където по правило всички потребители се захранват от една мрежа, а защитните устройства често отсъстват или са предназначени само за ток на късо съединение. В многоетажни жилищни сгради също няма нищо, което да пречи на жителите да използват по-мощни лампи или да включват битови електрически уреди с обща мощност, по-голяма от тази, за която е проектирана мрежата.
На кабелни устройства (контакти, ключове, контакти и др.) са посочени граничните стойности на токове, напрежения, мощност, а на клемите, конекторите и други продукти, освен това, най-големите напречни сечения на свързаните проводници. За да използвате тези устройства безопасно, трябва да можете да дешифрирате тези етикети.
Например, превключвателят е маркиран с «6.3 A; 250 V «, на патрона -» 4 A; 250 V; 300 W «, а на удължителя -сплитер -» 250 V; 6.3 A «,» 220 V. 1300 W «,» 127 V, 700 W «. «6.3 A» предупреждава, че токът, преминаващ през превключвателя, не трябва да надвишава 6.3 A, в противен случай превключвателят ще прегрее. За всеки по -нисък ток превключвателят е подходящ, тъй като колкото по -малък е токът, толкова по -малко контактът се загрява. Надписът «250 V» показва, че превключвателят може да се използва в мрежи с напрежение, което не надвишава 250 V.
Ако умножите 4 A по 250 V, получавате 1000, а не 300 вата. Как да свържа изчислена стойност с етикет? Трябва да изхождаме от властта. При напрежение 220 V допустимият ток е 1,3 A (300: 220); при напрежение 127 V — 2.3 A (300-127). Ток от 4 A съответства на напрежение 75 V (300: 4). Надпис „250 V; 6.3 A «показва, че устройството е предназначено за мрежи с напрежение не повече от 250 V и за ток не повече от 6.3 A. Умножавайки 6.3 A на 220 V, получаваме 1386 W (1300 W, закръглено). Умножавайки 6.3A по 127V, получаваме 799W (700 W закръглено). Възниква въпросът: не е ли опасно да се закръгли по този начин? Не е опасно, защото след закръгляване получавате по -ниски стойности на мощността. Ако мощността е по -малка, тогава контактите се нагряват по -малко.
Когато през контактната връзка тече електрически ток поради преходното съпротивление на контактната връзка, напрежението пада, освобождава се мощност и енергия, което води до загряване на контактите. Прекомерното увеличаване на тока във веригата или увеличаване на съпротивлението води до допълнително повишаване на температурата на контактните и оловни проводници, което може да причини пожар.
В електрическите инсталации се използват постоянни контактни връзки (запояване, заваряване) и разглобяеми (с винт, щепсел, пружинен и т.н.) и контакти на превключващи устройства — магнитни стартери, релета, превключватели и други устройства, специално проектирани за затваряне и отваряне на електрически вериги, тоест за тяхната комутация. В мрежите за вътрешно захранване от входа до приемника на електричество електричество натоварването протича през голям брой контактни връзки.
В никакъв случай контактните връзки не трябва да се прекъсват…. Проведените преди време проучвания върху оборудването на вътрешни мрежи показват, че от всички изследвани контакти само 50% отговарят на изискванията на ГОСТ. Когато токът на натоварване тече в некачествена контактна връзка, за единица време се отделя значително количество топлина, пропорционална на квадрата на тока (плътност на тока) и съпротивлението на точките на действителен контакт на контакта.
Ако горещите контакти влязат в контакт с горими материали, те могат да се запалят или да овъглят, а изолацията на проводниците може да се запали.
VСтойност на контактното съпротивление зависи от плътността на тока, силата на компресия на контактите (величината на зоната на съпротивление), от материала, от който са направени, степента на окисляване на контактните повърхности и т.н.
За намаляване на плътността на тока в контакта (а оттам и температурата), е необходимо да се увеличи площта на действителния контакт на контактите. Ако контактните равнини се притиснат една към друга с известна сила, малките туберкули в местата на контакт ще бъдат леко смачкани. Поради това размерите на контактните елементарни зони ще се увеличат и ще се появят допълнителни контактни площи, а плътността на тока, съпротивлението на контакта и нагряването на контакта ще намалеят. Експерименталните проучвания показват, че има обратна връзка между контактното съпротивление и количеството на въртящия момент (сила на компресия). При двукратно намаляване на въртящия момент съпротивлението на контактната връзка на APV проводника със сечение 4 mm2 или два проводника с напречно сечение 2,5 mm2 се увеличава 4-5 пъти.
За да премахнете топлината от контактите и да я разсеете в околната среда се осъществяват контакти с определена маса и охлаждащи повърхности. Особено внимание се обръща на местата за свързване на проводници и тяхното свързване към контактите на входните устройства на електрическите приемници. На подвижните краища на проводниците се използват уши с различни форми и специални скоби. Надеждността на контакта се осигурява от конвенционалните шайби, пружинирани и с фланци. След 3–3,5 години контактното съпротивление се увеличава около 2 пъти. Съпротивлението на контактите също се увеличава значително по време на късо съединение в резултат на кратък периодичен ефект на тока върху контакта. Тестовете показват, че контактните съединения с еластични пружинни шайби имат най -голяма стабилност при излагане на неблагоприятни фактори.
За съжаление „спестяването на шайби“ е доста често срещано явление. Шайбата трябва да е от цветни метали като месинг. Стоманената шайба е защитена с антикорозионно покритие.