קצר חשמלי, עומס יתר, התנגדות חולפת. אמצעי בטיחות אש

מהו קצר חשמלי ומה גורם לקצר

קצר חשמלי בחיווט מתרחש לרוב עקב הפרה של הבידוד של חלקים מוליכים כתוצאה מנזק מכני, הזדקנות, חשיפה ללחות וסביבות קורוזיביות, כמו גם פעולות אנושיות לא ראויות. כאשר יש קצר חשמלי הוא מתגבר אמפר, וידוע שכמות החום המשתחררת פרופורציונלית לריבוע הזרם. אז אם בקצר הזרם יגדל פי 20, אזי כמות החום המשתחררת תגדל בערך פי 400.

השפעה תרמית על בידוד החוטים מפחיתה בחדות את התכונות המכניות והדיאלקטריות שלו. לדוגמה, אם המוליכות של קרטון חשמלי (כחומר מבודד) ב-20 מעלות צלזיוס נלקחת כיחידה, אז בטמפרטורות של 30, 40 ו-50 מעלות צלזיוס היא תגדל פי 4, 13 ו-37, בהתאמה. הזדקנות תרמית של הבידוד מתרחשת לרוב עקב עומס יתר של רשתות חשמל עם זרמים החורגים מהטווח הארוך המותר עבור סוג וחתך חוטים נתון.לדוגמה, עבור כבלים עם בידוד נייר, ניתן לקבוע את חיי השירות שלהם על פי "כלל שמונה מעלות" הידוע: עלייה בטמפרטורה עבור כל 8 מעלות צלזיוס מפחיתה את חיי השירות של הבידוד פי 2. חומרי בידוד פולימריים נתונים גם הם לפירוק תרמי.

השפעת הלחות והסביבה קורוזיבית על בידוד החוטים מחמירה משמעותית את מצבו עקב הופעת דליפת פני השטח. החום המתקבל מאדה את הנוזל, ומשאיר עקבות של מלח על הבידוד. כאשר האידוי מפסיק, זרם הדליפה נעלם. בחשיפה חוזרת ללחות התהליך חוזר על עצמו, אך עקב עלייה בריכוז המלחים, המוליכות עולה עד כדי כך שזרם הזליגה אינו מפסיק גם לאחר סיום האידוי. בנוסף, ניצוצות קטנים מופיעים. לאחר מכן, בהשפעת זרם הדליפה, הבידוד מתפחם, מאבד את כוחו, מה שעלול להוביל להופעת פריקת משטח קשתית מקומית שעלולה להצית את הבידוד.

הסכנה לקצר חשמלי בחוטי חשמל מאופיינת בביטויים האפשריים הבאים של זרם חשמלי: הצתה של בידוד החוטים וחפצים וחומרים דליקים שמסביב; יכולת הבידוד של החוטים להפיץ בעירה כאשר הוא נדלק על ידי מקורות הצתה חיצוניים; היווצרות חלקיקי מתכת מותכת במהלך קצר חשמלי, המצית את החומרים הדליקים שמסביב (מהירות ההתפשטות של חלקיקי מתכת מותכת יכולה להגיע ל-11 מ' לשנייה, והטמפרטורה שלהם היא 2050-2700 מעלות צלזיוס).

מצב חירום מתרחש גם כאשר חוטי חשמל עמוסים יתר על המידה.עקב בחירה שגויה, הפעלה או כשל של הצרכנים, הזרם הכולל הזורם דרך החוטים עולה על הערך הנומינלי, כלומר, מתרחשת עלייה בצפיפות הזרם (עומס יתר). לדוגמה, כאשר זרם של 40 A זורם דרך שלוש חתיכות חוט המחוברות בסדרה באורך זהה אך בחתך שונה-10; 4 ו-1 מ"מ, הצפיפות שלו תהיה שונה: 4, 10 ו-40 A/mm2. החתיכה האחרונה היא בעלת צפיפות הזרם הגבוהה ביותר, ובהתאם, הפסדי הספק הגדולים ביותר. חוט בחתך של 10 מ"מ יתחמם מעט, הטמפרטורה של חוט בחתך של 4 מ"מ תגיע לרמה המותרת, וכן הבידוד של חוט עם חתך רוחב של 1 מ"מ פשוט יישרף.

איך זרם קצר חשמלי שונה מזרם עומס יתר

ההבדל העיקרי בין קצר חשמלי לעומס יתר טמון בעובדה שעבור קצר חשמלי הפרת הבידוד היא הגורם למצב החירום, וכאשר עומס יתר - התוצאה שלו. בנסיבות מסוימות, עומס יתר של חוטים וכבלים עקב משך הזמן הארוך יותר של מצב החירום מסוכן יותר לשריפה מאשר קצר חשמלי.

לחומר הבסיס של החוטים יש השפעה משמעותית על מאפייני ההצתה במקרה של עומס יתר. השוואה של מדדי סכנת האש של חוטים של מותגי APV ו-PV, שהתקבלו במהלך בדיקות במצב עומס יתר, מראה כי ההסתברות להצתה של הבידוד בחוטים עם חוטי מוליכים נחושת גבוהה מזו של חוטי אלומיניום.

קצר חשמלי אותו דפוס הוא ציין. יכולת הצריבה של פריקות קשת במעגלים עם חוטי נחושת גבוהה יותר מאשר בחוטי אלומיניום.לדוגמה, צינור פלדה בעובי דופן של 2.8 מ"מ נשרף (או חומר בעירה על פניו מוצת) עם חתך של חוט אלומיניום של 16 מ"מ ועם חוט נחושת בחתך של 6 מ"מ .

ריבוי הזרם נקבע על ידי היחס בין זרם קצר חשמלי או עומס יתר לזרם המותר המתמשך עבור חתך נתון של המוליך.

חוטים וכבלים עם מעטפת פוליאתילן, כמו גם צינורות פוליאתילן בעת ​​הנחת חוטים וכבלים בהם, הם בעלי הסיכון הגדול ביותר לשריפה. חיווט בצינורות פוליאתילן מנקודת מבט של שריפה מהווה סכנה גדולה יותר מחיווט בצינורות פלסטיק ויניל, לכן תחום היישום של צינורות פוליאתילן צר הרבה יותר. עומס יתר מסוכן במיוחד בבנייני מגורים פרטיים, שבהם, ככלל, כל הצרכנים מוזנים מרשת אחת, ומכשירי הגנה לרוב נעדרים או מיועדים רק לזרם קצר חשמלי. גם בבנייני מגורים רבי קומות אין מה למנוע מהתושבים להשתמש במנורות חזקות יותר או להדליק מכשירי חשמל ביתיים עם הספק כולל גדול מזה שלשמו מיועדת הרשת.

במכשירי כבלים (מגעים, מתגים, שקעים וכו'), מצוינים ערכי הגבול של זרמים, מתחים, כוח, ובמסופים, מחברים ומוצרים אחרים, בנוסף, החתכים הגדולים ביותר של החוטים המחוברים. כדי להשתמש במכשירים אלה בבטחה, עליך להיות מסוגל לפענח את התוויות הללו.

לדוגמה, המתג מסומן «6.3 A; 250 V «, על המחסנית -» 4 A; 250 וולט; 300 W «, ועל הרחבה -מפצל -» 250 V; 6.3 A «,» 220 V. 1300 W «,» 127 V, 700 W «.«6.3 A» מזהיר שהזרם העובר דרך המתג לא יעלה על 6.3 A, אחרת המתג יתחמם יתר על המידה. לכל זרם נמוך יותר, המתג מתאים, כי ככל שהזרם נמוך יותר, כך המגע מתחמם פחות. הכיתוב «250 וולט» מציין שניתן להשתמש במתג ברשתות עם מתח שאינו עולה על 250 וולט.

אם מכפילים 4 A ב-250 V, תקבל 1000, לא 300 וואט. כיצד אוכל לשייך ערך מחושב לתווית? אנחנו חייבים להתחיל מהכוח. במתח של 220 וולט, הזרם המותר הוא 1.3 A (300: 220); במתח של 127 V - 2.3 A (300-127). זרם של 4 A מתאים למתח של 75 וולט (300: 4). כיתוב "250 V; 6.3 A «מציין כי המכשיר מיועד לרשתות עם מתח של לא יותר מ 250 V וזרם של לא יותר מ 6.3 A. הכפלה של 6.3 A על ידי 220 V, נקבל 1386 W (1300 W, מעוגל). מכפלת 6.3A ב-127V, נקבל 799W (700W מעוגל). נשאלת השאלה: האם לא מסוכן לעגל בצורה כזו? זה לא מסוכן כי לאחר עיגול מקבלים ערכי הספק נמוכים יותר. אם ההספק נמוך יותר, המגעים מתחממים פחות.

כאשר זרם חשמלי זורם דרך חיבור המגע עקב ההתנגדות החולפת של חיבור המגע, המתח יורד, מתח ואנרגיה משתחררים, מה שגורם להתחממות המגעים. עלייה מוגזמת בזרם במעגל או עלייה בהתנגדות מובילה לעלייה נוספת בטמפרטורה של חוטי המגע וההובלה, מה שעלול לגרום לשריפה.

במתקני חשמל משתמשים בחיבורי מגע קבועים (הלחמה, ריתוך) וניתנים להסרה (עם בורג, תקע, קפיץ וכו') ומגעים של מכשירי מיתוג - סטרטרים מגנטיים, ממסרים, מתגים והתקנים נוספים שתוכננו במיוחד לסגירה ופתיחה של חשמל מעגלים, כלומר, להעברה שלהם. ברשתות חשמל פנימיות מהכניסה למקלט החשמל חַשְׁמַל העומס זורם דרך מספר רב של חיבורי מגע.

בשום פנים ואופן אין לשבור את הקישורים ליצירת קשר... המחקרים שבוצעו לפני זמן מה על הציוד של רשתות פנימיות מראים שמכל אנשי הקשר שנבדקו, רק 50% עומדים בדרישות GOST. כאשר זרם העומס זורם בחיבור מגע לא איכותי, משתחררת כמות משמעותית של חום ליחידת זמן, פרופורציונלית לריבוע הזרם (צפיפות הזרם) ולהתנגדות של נקודות המגע בפועל של המגע.

אם המגעים החמים באים במגע עם חומרים דליקים, הם עלולים להתלקח או להיחרך, ובידוד החוטים עלול להתלקח.

ערך התנגדות המגע תלוי בצפיפות הזרם, כוח הדחיסה של המגעים (גודל אזור ההתנגדות), החומר ממנו הם עשויים, מידת החמצון של משטחי המגע וכו'.

כדי להפחית את צפיפות הזרם במגע (ומכאן את הטמפרטורה), יש צורך להגדיל את שטח המגע בפועל של המגעים. אם מטוסי המגע נלחצים זה אל זה בכוח מסוים, הפקעות הקטנות בנקודות המגע יימחצו מעט.בשל כך, הגדלים של אזורי אלמנט המגע יגדלו ויופיעו אזורי מגע נוספים, וצפיפות הזרם, התנגדות המגע וחימום המגע יפחתו. מחקרים ניסיוניים הראו שיש קשר הפוך בין התנגדות למגע לבין כמות המומנט (כוח הדחיסה). עם ירידה פי שניים במומנט, ההתנגדות של חיבור המגע של חוט APV עם חתך של 4 מ"מ או שני חוטים עם חתך של 2.5 מ"מ עולה פי 4-5.

כדי להסיר חום מהמגעים ולפזר אותו לסביבה, נוצרים מגעים עם מסה מסוימת ומשטחי קירור. תשומת לב מיוחדת מוקדשת למקומות החיבור של חוטים וחיבורם למגעים של התקני הקלט של המקלטים החשמליים. על הקצוות הנעים של החוטים משתמשים באוזניים בצורות שונות ומהדקים מיוחדים. אמינות המגע מובטחת על ידי דסקיות קונבנציונליות, עמוסות קפיצים ועם אוגנים. לאחר 3-3.5 שנים, ההתנגדות למגע עולה בערך פי 2. ההתנגדות של המגעים עולה משמעותית גם בזמן קצר חשמלי כתוצאה מהשפעה תקופתית קצרה של הזרם על המגע. בדיקות מראות שלחיבורי מגע עם מנקי קפיצים אלסטיים יש את היציבות הגדולה ביותר כאשר הם חשופים לגורמים שליליים.

למרבה הצער, "חיסכון בדיס" הוא די נפוץ. מכונת הכביסה צריכה להיות עשויה ממתכות לא ברזליות כגון פליז. מכונת הכביסה מפלדה מוגנת בציפוי אנטי קורוזיה.