Что значит соединить накоротко

Режим короткого замыкания (электроника)

Режим коро́ткого замыка́ния в электротехнике — состояние двухполюсника, при котором его выводы соединены проводником с нулевым сопротивлением (то есть, другими словами, замкнуты, закорочены, соединены накоротко, соединены коротким соединением).

Часто вместо термина Режим короткого замыкания используется аббревиатура: Режим КЗ или просто КЗ

Применение

Рассмотрение режима короткого замыкания применяется при анализе электрических цепей (смотри, например, внутреннее сопротивление).

Опасность короткого замыкания

Как правило, термин короткое замыкание несет негативный смысл, поскольку для реальных устройств короткое замыкание может быть нежелательным или даже опасным. Короткое замыкание может привести к катастрофическим последствиям для большинства источников электропитания: силовой сети, аккумуляторов, генераторов и т. д. Однако для электрических схем ничто не мешает рассмотреть короткое замыкание, нарисованное на бумаге — схема от этого ничуть не пострадает.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Режим короткого замыкания (электроника)» в других словарях:

Режим короткого замыкания — Для улучшения этой статьи желательно?: Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Режим короткого замыкания в электротехнике  сост … Википедия

Режим холостого хода (электроника) — Режим холостого хода в электронике состояние двухполюсника, при котором к его выводам не подключено никакой нагрузки (то есть, другими словами, сопротивление нагрузки бесконечно). Часто вместо термина Режим холостого хода используется… … Википедия

Короткое замыкание — Возникновение пожара вследствие замкнутых электрических проводов У этого термина существуют и другие значения, см. Короткое замыкание (значения). Короткое замыкание (КЗ)  электрическое соединение двух точе … Википедия

RS-485 — Стандарт EIA RS 485 Физическая среда Витая пара Сетевая топология Точка точка, Multi dropped, Multi point Максимальное количество устройств 32 256 устройств (32 нагруженных) Максимальное расстояние 1200 метров Режим передачи Дифференциальный … Википедия

трехфазный источник бесперебойного питания (ИБП) — трехфазный ИБП [Интент] Глава 7. Трехфазные ИБП . ИБП большой мощности (начиная примерно с 10 кВА) как правило предназначены для подключения к трехфазной электрической сети. Диапазон мощностей 8 25 кВА – переходный. Для такой мощности… … Справочник технического переводчика

Стабилитрон — У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилитрон (значения) … Википедия

Высоковольтная линия постоянного тока — (HVDC) используется для передачи больших электрических мощностей по сравнению с системами переменного тока. При передаче электроэнергии на большие расстояния устройства системы HVDC менее дороги и имеют более низкие электрические потери. Даже при … Википедия

Чернобыльская АЭС — имени В. И. Ленина … Википедия

Блок питания — Промышленные БП Siemens SITOP Power 24 В постоянного тока в качестве вторичного источника электропитания средств автоматизации технологических процессов. Блок питания (БП) устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого… … Википедия

Как найти силу тока при коротком замыкании формула

Под данным термином принято называть состояние сети, в которой имеет место непредусмотренный нормальной эксплуатацией электрический контакт между точками электроцепи с различными потенциалами. Низкое сопротивление в зоне контакта вызывает резкое увеличение силы тока, превышающее допустимое значение.

Для понимания процесса приведем наглядный пример. Допустим, имеется лампа накаливания мощностью 100 Вт, подключенная к бытовой сети 220 В. Применив Закон Ома, рассчитаем величину тока для нормального режима и короткого замыкания, игнорируя сопротивление источника и электрической проводки.

Электрическая схема нормального режима работы (а) и короткого замыкания (b)

При нормальном режиме работы приведенной выше цепи, электрический ток будет равен 0,45 А (I = P/U = 100/220 ≈ 0,45), а сопротивление нагрузки составит 489 Ом (R = U/A = 220/0,45 ≈ 489).

Теперь рассмотрим изменение параметров цепи при возникновении КЗ. Для этого замкнем цепь между точками А и В выполним соединение при помощи провода с сопротивлением 0,01 Ом. Учитывая свойства электрического тока, он выберет путь с наименьшим сопротивлением, соответственно, Iкз увеличится до 22000 А (I=U/R). Собственно, по этой причине замыкание называется коротким.

Данный пример сильно упрощен, в реальности ток замыкания не поднимется до 2,2 кА, поскольку произойдет падение напряжения на потребителе, согласно второму закону Киргофа: E = I * r + I * R , где I*r — напряжение на источнике питания, а I * R, соответственно, на потребителе. Поскольку R при замыкании стремится к нулю, то вольтметр в изображенной выше схеме покажет падение напряжения.

Почему короткое замыкание так называется

Подключая какую-то нагрузку к сети, например, утюг, телевизор или любой другой электроприбор, мы создаём сопротивление для протекания электрического тока.

Если же мы умышленно или случайно соединим, например, фазу и ноль напрямую, без нагрузки, мы, в каком-то смысле, укорачиваем путь, делаем его коротким.

Поэтому, короткое замыкание и называют коротким, подразумевая движение электронов по кротчайшему пути, без сопротивления.

Виды КЗ

Согласно ГОСТ 52735-2007, в энергосетях короткие замыкания принято разделять на несколько видов. Для наглядности ниже представлены схемы различных видов КЗ.

Различные виды КЗ

Обозначения с кратким описанием:

1. 3-х фазное, принятое обозначение – К(З). То есть, происходит электрический контакт между тремя фазами. Это единственный вид замыкания не вызывающий «перекос» фаз, процесс протекает симметрично, что упрощает расчет силы тока КЗ. В тоже время 3-х фазное замыкание представляет наибольшую опасность по факторам тепловых и электродинамических воздействий. В связи с этим, когда производится расчет тока КЗ для трехфазной цепи, как правило, рассматривается данный вид замыкания. Характерно, что при К(З) наличие контакта с землей не отражается на параметрах процесса.
2. 2-х фазное (K(2)). Данный вид замыкания, как все последующие, относится к несимметричным процессам, вызывающим перекос напряжений в системе. В кабельных линиях электропередач довольно велика вероятность перехода процесса K(2) в К(З), поскольку температура в месте замыкания разрушает изоляцию токоведущих частей.
3. 2-х фазное с землей (K(1,1)). Данный процесс можно наблюдать в системах с заземленной нейтралью.
4. 1-о фазное с землей (K(1)). Этот вид замыкания на практике встречается чаще всего. Характерно, что процесс может возникнуть как в бытовых или промышленных электросетях, так и в запитанном от них оборудовании.
5. Двойное на землю (K(1+1)). То есть, две фазы замыкаются через землю, не имея электрического контакта между собой. Такой вид замыкания возможен в системах с заземленной нейтралью.

Мы привели только пять видов замыканий, которые чаще всего встречаются на практике. С полным списком возможных вариантов и поясняющими схемами можно ознакомиться в приложении 2 к ГОСТу 26522 85.

Вероятность возникновения каждого из рассмотренных выше вариантов приведена в таблице. Как видно из нее чаще всего наблюдаются однофазные короткие замыкания.

Таблица 1. Распределение, составленное по аварийной статистике.

Обозначение КЗ	Процентное соотношение к общему числу (%)
К(З)	5,0
K(2)	10,0
K(1)	65,0
K(1,1) и K(1+1)	20,0

Разобравшись с видами замыканий, рассмотрим, в каких ситуациях они могут возникнуть.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за 8 класс, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:

I – сила тока в цепи, А

U – напряжение, В

R – сопротивление, Ом

Давайте рассмотрим вот такую схему

Если мы подключим настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнем ключ SA, то вольфрамовая нить лампы начнет разогреваться под тепловым воздействием тока. В этом случае значительная часть электрической энергии преобразуется в световую и тепловую.

А теперь покончим с лирическими отступлениями и замкнем два провода, которые идут на лампочку, через толстый провод AВ

Что будет дальше, если мы замкнем контакты ключа SA?

В результате ток пойдет по укороченному пути, минуя нагрузку. Короткий путь в данном случае и есть провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема преобразуется в делитель тока. Согласно правилу делителя тока, если нагрузки соединены параллельно, то через нагрузку с меньшим сопротивлением побежит большая сила тока, а через нагрузку с большим значением сопротивления – меньшая сила тока. Так как провод АВ обладает почти нулевым сопротивлением, то через него потечет большая сила тока, согласно опять же закону Ома:

Как я уже сказал, в режиме КЗ сила тока достигает критических значений, превышающих допустимые для данной цепи.

Причины возникновения короткого замыкания

Коротит проводка — причины и способы устранения проблемы

Несмотря на то, что этот нежелательный аварийный процесс считается случайным, на его создание могут влиять следующие причины, связанные с некачественным монтажом или неправильной эксплуатацией электрического оборудования (цепей). Вот основные причины появления короткого замыкания:

• Снижение качества изоляции токоведущих проводников. Это одна из самых распространенных причин перехода сети в режим КЗ, который возникает вследствие пересыхания, механического повреждения или разрушения изоляции между проводниками с разным потенциалом. Чаще всего все перечисленные причины снижения сопротивления изоляции и её разрушения связаны с воздействием на неё вредных факторов, на которые она не рассчитана. Например, при длительном воздействии солнечных лучей на изоляцию, которая боится ультрафиолетового излучения, происходят пересыхание, потрескивание и, как следствие, короткое замыкание.

Нужно отметить! У любой изоляции есть свой срок использования, старение её приводит к аварийным режимам.

• Изменение физических параметров электрической сети, например, перенапряжение. Такое явление возможно во время грозы, а именно попадания молнии в проводник с током.
• Неправильная коммутация, ошибки монтажа или укладки кабеля, с несоответствием техническим условиям, заявленным заводом производителем.

Любой электромонтажник или электромонтер не застрахован от ошибочных, неправильных действий при монтаже электропроводки или при выполнении оперативных переключений. В низковольтных цепях такие ошибки менее опасны, чем в высоковольтных цепях с мощными источниками энергии, например, на высоковольтных силовых подстанциях электроснабжения. Даже с современными элементами и устройствами защиты от превышения нагрузок процесс КЗ в силовых высоковольтных цепях опасен не только для оборудования, но и для обслуживающего персонала, из-за появления мощной электрической дуги.

Длительная эксплуатация электрического оборудования и линий в режиме перегрузок или в условиях с завышенными температурами окружающей среды. Это приводит к перегреву изоляции между обмотками электрооборудования, значит, происходит снижение сопротивления изоляции, которое в какой-то момент достигает критического значения.

Выполнение монтажа качественными материалами, правильная организация работ в электроустановках, а также своевременное обслуживание, с заменой повреждённых участков линии, снизят риск появления короткого замыкания.

Скачок сетевого напряжения

Стандартное сетевое напряжение для стран СНГ составляет 220-230 вольт. Редко эта норма превышается. В розетке оказывается напряжение 380 вольт и выше. В этом случае должны сработать устройства защиты на подстанции или непосредственно у потребителя. Однако не всегда они находятся в исправном состоянии и по проводам «гуляет» перенапряжение.

Большая разность потенциалов приводит к электрическому пробою изоляции. Процесс начинается с небольшого тока утечки. Впоследствии он возрастает. Место пробоя греется. Затем изоляция в точке повреждения окончательно теряет диэлектрические свойства и происходит полноценное короткое замыкание с образованием электрической дуги.

Перегрев и износ изоляции

Происходит с течением времени и вследствие даже незначительных, но регулярных перепадов температур.

Обычно в таком случае изоляция постепенно из гибкой становится хрупкой – на ней появляются трещины в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может спровоцировать возникновение КЗ через микродугу, причем это самый тяжелый случай с точки зрения поиска неисправности.

При этом внешне вся проводка выглядит целой, но когда на нее подается напряжение, то со временем выбивает автомат защиты.

Поиск подавляющего большинства неисправностей в электроцепи происходит по принципу проверки «слабых звеньев» — это любые контакты, переходы – все те места, где при монтаже вскрывается наружная изоляция кабеля. Поэтому в скрытой проводке поиск неисправности всегда надо начинать в розетках, коробах и щитках.

Как итог – в этом случае проводится внимательный осмотр проводки – если уже выбивает автомат защиты, то возможно место повреждения изоляции будет подгоревшим и его станет видно. В некоторых случаях приходится устаивать проводке «стресс-тест» – подавая на нее повышенное напряжение. Это достаточно экстремальный способ, ведь по сути приходится провоцировать полноценное короткое замыкание электропроводки, после которого место неисправности видно «невооруженным глазом.

Для скрытой проводки и нахождения микротрещин в изоляции также можно воспользоваться и мегаомметром, но он только покажет наличие КЗ на локализованном участке электроцепи, а место его возникновения определить не сможет.

После того, как находим неисправность, то уже в зависимости от общего состояния проводки надо решать, менять кабель или обойтись восстановлением изоляции посредством изоленты.

Пример работы мегаомметра – на видео:

Проникновение пыли, грязи и влаги из воздуха

Такой вид короткого замыкания распространен в квартирных щитках и распределительных устройствах. На этих участках сети проводка имеет открытые неизолированные части. С течением времени на них осаждается пыль из воздуха. В сухом виде она плохо проводит ток. Однако в воздухе имеется некоторый процент влаги.

Пыль осаживается на клеммные колодки, вводные автоматы и прочие узлы электрического щита. Когда слой грязи становится достаточно толстым, его сопротивление резко снижается и происходит электрический пробой. Многократно усугубить ситуацию способно попадание в электрощиток воды. Например, в случае прорыва трубы или если щит находится под открытым небом, и подвержен влиянию осадков.

Повреждение изоляции грызунами

Это достаточно частое явление в сельской местности, да и в промышленных условиях такие поломки далеко не редкость – мыши прогрызают наружную изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают собой фазу с нолем.

Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно где мышь могла облюбовать себе место для «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо заметно, поэтому достаточно поверхностного осмотра провода, хоть и по всей его длине.

Надо учитывать, что здесь не всегда происходит полноценное замыкание – иногда мышь может частично повредить изоляцию и замкнуть провода не напрямую, а через себя. В таком случае велика вероятность найти место повреждения провода по погибшему животному, которого судорога от электрического тока приковывает к перегрызенному проводу. Хотя иногда бывает и такое, что мышь отбрасывает от кабеля, особенно если у нее получается замкнуть провода напрямую и произойдет полноценное короткое замыкание погрызенной проводки.

Электросети без заземления или зануления — нет эксплуатации

Наличие заземления и зануления само по себе не предупреждает короткое замыкание. Однако оно защищает любое оборудование в ситуации, когда происходит короткое замыкание. Сила тока мгновенно уменьшается до безопасного для человека уровня.

например в многоквартирных и частных домах заземление реализовано таким образом, чтобы при коротком замыкании срабатывали автоматы защиты. Надежные предохранители в бытовом потреблении значительно снижают риск КЗ.

Схема электропроводки в здании и на участке под час ремонта

Если в вашей квартире проводится ремонт, или земельные работы в частном доме, то крайне важно не повредить проводку. Чтобы этого не случилось, при сверлении или штроблении стен, необходимо проверить этот участок с помощью тестера скрытой проводки. А перед выполнением земляных работ важно изучить схему проводки на участке.

Какие могут быть последствия?

Во время замыканий наблюдается резкое увеличение силы тока, что приводит к расплавлению металлов. «Брызги» могут разноситься во все стороны, приводя к воспламенению предметов вокруг и пожарам. Это особенно опасно для домашних условий, так как КЗ может стать причиной потери имущества и жилья. Последствиями на предприятиях является аварийная ситуация, повреждение техники и риск того, что могут пострадать люди.

Замыкание, в зависимости от места его образования, может привести к системой аварии, последствиями которой станет экономический и технический урон. Оборудование, которое находилось под действием усиленной силы тока, выходит из стоя или получает серьезные повреждения.

Еще одним последствием замыкания является ухудшение условий работы персонала и потребителей – резкое понижение давления приводит к остановке производственных мощностей и экономическому ущербу. Наибольший урон наносится тому месту, в котором непосредственно возникло замыкание.

Способы защиты

Наиболее надежным и действенным способом предотвращения КЗ является установка автоматических выключателей. Альтернативой служат плавкие предохранители. Автомат своевременно улавливает возникновение замыкания и отключает питание, благодаря чему возникновение аварийной ситуации является невозможным.

Прочие меры предосторожности:

• регулярная ревизия электропроводных каналов – визуальное определение слабых мест кабеля, где изнашивается изоляция и своевременное устранение проблемы;
• использование электрических реакторов, которые регулируют подачу тока;
• использование специальных электроцепей, которые в случае необходимости отключают секционные выключатели;
• использование понижающих трансформаторов, которые оснащены расщепляемой обмоткой низкого напряжения.

Совет: для домашнего использования рекомендуется устанавливать автоматические выключатели. Они рассчитаны на определенный ток, после превышения величины которого, разрывается цепь. Прочие меры в основном указаны для промышленного использования.

В чем заключается угроза КЗ?

Замыкание в первую очередь представляет угрозу здоровью и жизни человека. Это связано с пожарной опасностью: возгорание изоляции проводов, воспламенение окружающих предметов, способность изоляции распространять горение. Так же изменение силы тока может быть губительным для используемых устройств и приборов, приводя к катастрофическим последствиям. КЗ может стать причиной экономического убытка Поэтому важно использовать меры профилактики возникновения явления и прибегать к установке методов защиты.

Зачем нужно знать значения тока КЗ и сопротивления петли “Фаза-ноль”?

Я уже много чего рассказал в статье. Но какой нам толк от знания этих параметров электросети?

Знание тока КЗ (или сопротивления петли “Фаза-ноль”) и мощности нагрузки позволяет нам правильно и оптимально (по соотношениям безопасность/функциональность/надежность/цена) выбрать основные элементы энергосистемы – аппараты защиты и сечение кабелей. Далее немного подробнее.

Безопасность

Об этом я уже говорил, но повторю. Электрические сети должны быть безопасными на всех участках и во всех режимах. Для этого, кроме изоляции, применяют автоматические выключатели и устройства, управляемые дифференциальным током (УЗО). Вкупе с защитным заземлением, эти устройства защищают оборудование от КЗ и перегрузок, а человека – от опасности прямого или косвенного прикосновения.

Функциональность

Зная ток КЗ, можно выдать заключение о необходимости установки стабилизатора, или замены кабельной линии на новую. Кроме того, можно сделать вывод о селективности – можно ли её обеспечить хотя бы частично?

Надежность

В случае высокого тока КЗ необходимо применить выключатели с высокой отключающей способностью для надежного функционирования в момент КЗ. Кроме того, должны быть предъявлены высокие требования к качеству монтажа и комплектующих.

Тут понятно – выполнение предыдущих пунктов значительно влияет на цену всей электросети.

Варианты защиты от КЗ

В качестве защиты от возникновения короткого замыкания можно использовать:

• реакторы электрического типа, которые будут ограничивать ток;
• распараллеливание электрической цепи;
• отключение секционных выключателей;
• трансформаторы понижающего типа с расщепленной обмоткой с низким уровнем напряжения;
• быстродействующие коммутационные аппараты, в которых есть опция ограничения поступления тока;
• плавкие предохранительные элементы;
• установку автоматических выключателей;
• своевременную замену изоляционного покрытия проводов и регулярный осмотр проводки на наличие дефектов;
• устройства релейной защиты, которые будут отключать поврежденные участки цепи.

Автоматы можно устанавливать только на всю систему, а не на отдельные фазы и цепь нуля. В противном случае во время замыкания выйдет из строя нулевой автомат, а вся электросеть окажется под напряжением, т.к. фазный автомат будет включен. По этой же причине не рекомендуется устанавливать провод меньшего сечения, чем может позволить автомат.

Высокий ток КЗ – это хорошо или плохо?

Как я показал на графике ранее, чем дальше место замыкания от источника питания, тем меньше будет ток короткого замыкания, поскольку сопротивление линии будет больше. Высокий ток КЗ обычно бывает в тех местах электросети, которые расположены наиболее близко к подстанции, а кабельные линии имеют большое сечение проводов.

В питающих сетях с напряжением 0,4 кВ относительно высокими считаются токи КЗ более 6кА, а токи КЗ выше 15 кА практически не встречаются. Итак, что мы имеем:

Минусы низкого тока КЗ

• большое падение напряжения при достаточно мощной нагрузке;
• как правило, низкое напряжение на электроприборах. При этом стабилизатор поможет не всегда;
• нестабильность напряжения на электроприборах в зависимости от времени суток или времени года. По нормам на напряжение и его допуски я провёл расследование;
• высокое (вплоть до бесконечности) время срабатывания автоматических выключателей при КЗ на землю (работает только тепловой расцепитель);
• необходимость установки автоматических выключателей с характеристикой отключения “В” с целью более вероятного срабатывания электромагнитного расцепителя при КЗ. Этот спорный вопрос обсуждается в моей статье на Дзене Зачем ставить автоматы с характеристикой “В”;
• обязательная установка УЗО – при этом, кроме своих “основных” обязанностей (отключение питания при высоком токе утечки, а также для защиты человека при прямом и косвенном прикосновении), УЗО выполняет функцию защиты от КЗ на землю (ПУЭ 1.7.59, 7.1.72).

Плюсы низкого тока КЗ

• можно устанавливать дешевые автоматические выключатели с низкой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 4500 А);
• сравнительно легко можно обеспечить селективность между вводным и нижестоящим автоматами. Но нужен расчет и измерение точного значения тока КЗ,
• низкий пусковой ток электродвигателей и другой инерционной нагрузки. Статья Что такое пусковой ток, как его измерить и посчитать.

Минусы высокого тока КЗ

• невозможность обеспечить селективность между вышестоящими и нижестоящими автоматами. Выход – установка рубильника либо селективного по времени автоматического выключателя;
• необходимость установки АВ с высокой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 6000, 10000 А и т.д.). Отключающая способность должна быть выше, чем ток КЗ в начале защищаемого участка (ПУЭ п. 3.1.3);
• большие негативные последствия при возникновении КЗ.

Плюсы высокого тока КЗ

• легко гарантировать стабильное напряжение на нагрузке и вообще качество электроэнергии;
• имеется перспектива подключения новых потребителей и увеличения нагрузки;
• гарантированное отключение линии при КЗ.

Селективность автоматических выключателей и УЗО – отдельная большая тема, в планах есть.

Резюмируя плюсы и минусы, можно сказать, что значение тока КЗ – палка о двух концах. В бытовом секторе ток КЗ часто бывает низким, и его стараются увеличить, прокладывая новые линии с высоким сечением проводов и устанавливая новые трансформаторные подстанции. В серьезной энергетике наоборот, применяют методы по уменьшению тока КЗ.

Использование этого явления

Данное явление нашло свое применение в дуговой сварке, принцип работы которой построен на взаимодействии стержня с металлической поверхностью. Поверхность нагревается до температуры плавки, благодаря чему появляется новое прочное соединение, т.е. сварочный электрод замыкается с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания действуют непродолжительный промежуток времени. В момент сварки в месте соединения стержня и поверхности возникает нестандартный заряд тока, из-за чего выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно для плавки металла и создания сварочного шва.

Также короткое замыкание используется в сфере промышленной автоматики, с его помощью создаются информационные системы, которые отражают параметры передачи токового сигнала.

Полезное КЗ применяется в электродинамических датчиках. Например, в индукционных виброметрах, сейсмических приемниках. Короткое замыкание дает возможность дополнительно уменьшить количество колебаний подвижной системы.

Режим КЗ может использоваться при объединении каскадов в электронике, когда выход первого активного компонента работает в режиме КЗ.

Токи короткого замыкания: необходим точный расчет

Отсюда возникает необходимость расчета тока короткого замыкания — тока КЗ. Величина токов КЗ может меняться, если к сети электроснабжения вашего дома присоединяются другие электроприемники в более удаленных местах. В таких случаях снова производится расчет тока КЗ в месте установки новых электроприемников. Токи КЗ производят также электродинамическое действие на аппараты и проводники, когда их детали могут деформироваться под действием механических сил, возникающих при больших токах.

При коротком замыкании происходит перегрев аппаратов и проводов. Термическое действие токов КЗ заключается в перегреве аппаратов и проводов. Поэтому при выборе аппаратов их нужно проверять по условиям КЗ, с тем чтобы они выдержали токи КЗ в месте их установки. Как известно, наряду с сетями с глухозаземленной нейтралью существуют сети с изолированной нейтралью. Рассмотрим характерные отличия этих сетей при КЗ.

Это интересно! Все о полупроводниковых диодах.

Однофазные короткие замыкания

На практике в большинстве случаев происходят однофазные короткие замыкания. В сетях с изолированной нейтралью при соединении одной фазы с землей режим не является коротким замыканием и бесперебойность электроснабжения не нарушается, но он должен быть отключен, так как соответствует аварийному состоянию. При замыкании одной фазы на землю в данной сети напряжения на двух других фазах повышаются в 1,73 раза, а напряжение на нулевой точке становится равным фазному напряжению относительно земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью при соединении провода с землей сгорает предохранитель или срабатывает автоматический выключатель, при этом электроснабжение нарушается, а при сгорании предохранителя могут повредиться обмотки двигателей при работе на двух фазах.

Если в любой части электропроводки или электроприбора (лампочки, утюга и т. д.) нарушится изоляция и фазный провод коснется нулевого, произойдет короткое замыкание.

Поскольку между замкнувшимися проводами нет никакой нагрузки, иначе говоря, электрическое сопротивление места контакта практически равно нулю, ток через контакт начнет расти до тех пор, пока не расплавятся провода, что, в частности, может привести к пожару. Для защиты от короткого замыкания и служат предохранители.

Простой (в виде «пробки») предохранитель — это включенная в фазный провод легкоплавкая вставка, которая при росте тока сгорит и разомкнет цепь задолго до того, как произойдут более серьезные неприятности. Конструктивно предохранитель выполнен так, что эта микрокатастрофа не приводит к порче предохранительной колодки. Пожертвовавшую собой маленькую героиню выбрасывают и заменяют следующей.

Чем КЗ отличается от перегрузки

Если фазу и ноль электрической сети соединить под напряжением друг с другом не через потребитель, а напрямую, то возникнет короткое замыкание, сокращенно КЗ. Коротким замыканием называется соединение проводников отдельных фаз между собой или с землей через относительно малое сопротивление, принимаемое равным нулю при глухом металлическом коротком замыкании.

Никакая сеть не предназначена для длительной работы в таком режиме. Однако данный аварийный режим иногда возникает. Так, короткое замыкание может случиться из-за нарушения изоляции электропроводки или из-за случайного замыкания разноименных проводников проводящими частями электрооборудования. Нормальная работа электрической сети будет нарушена. Чтобы это нежелательное явление предотвратить, электрики используют клеммники либо просто изолируют соединения.

Проблема режима КЗ заключается в том, что в момент его возникновения в сети многократно увеличивается ток (до 20 раз превышает номинал), что приводит к выделению огромного количества джоулева тепла (до 400 раз превышает норму), поскольку количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату тока и сопротивлению потребителя.

Теперь представьте: сопротивление потребителя здесь — доли ома проводки, а ток, как известно, тем выше, чем меньше сопротивление. В итоге, если мгновенно не сработает защитное устройство, произойдет чрезмерный перегрев проводки, провода расплавятся, изоляция воспламенится, и может случиться пожар в помещении. В соседних помещениях, питаемых этой же сетью, упадет напряжение, и некоторые электроприборы могут выйти из строя.

Типичный вид короткого замыкания для жилых квартир — однофазное короткое замыкание, когда фаза смыкается с нулем. Для сетей трехфазных, например в цеху или в гараже, возможно трехфазное или двухфазное короткое замыкание (две фазы между собой, три фазы между собой, или несколько фаз на ноль). Для трехфазного оборудования, такого как асинхронный двигатель или трехфазный трансформатор, характерно межвитковое замыкание, когда витки замыкаются накоротко внутри обмотки статора или внутри обмотки трансформатора, шунтируя остальные рабочие витки и выводя таким образом прибор из строя.

Или замыкание может случиться через проводящий корпус прибора. Вообще проводящие корпуса следует заземлять, дабы защитить персонал от случайного поражения током, а провода в квартирах использовать те, что в негорючей изоляции. Есть еще один вид аварийного режима нагрузки электрической сети, связанный с превышением нормального тока.

Это так называемая перегрузка. Перегрузки иногда возникают в квартирах, в домах, на предприятиях. Это опасный режим, порой более опасный, чем короткое замыкание. Ведь короткое замыкание в квартире может быть на корню остановлено мгновенно сработавшим автоматическим выключателем в щитке. А вот токовая перегрузка — случай более хитрый.

Выключатели для защиты от короткого замыкания.

Представьте себе, что в одну единственную розетку вы решили понавтыкать множество электроприборов через тройник да через удлинители. Что нежелательного может в этом случае произойти? Если жила проводки, подведенный к розетке, не рассчитана на ток более 16 ампер, то при включении в такую розетку нагрузки более 3500 ватт начнется перегрев электропроводки чреватый пожаром.

Вообще тепловое воздействие на изоляцию проводов резко снижает ее механические и диэлектрические свойства. Например, если проводимость электрокартона (как изоляционного материала) при 20°С принять за единицу, то при температурах 30, 40 и 50°С она увеличится в 4, 13 и 37 раз соответственно.

И тепловое старение изоляции наиболее часто возникает именно из-за перегрузки электросетей токами, превышающими длительно допустимые для данного вида и сечений проводников. Также нельзя в розетку, на которой указано 250 В 10 А, включать потребителей более чем на 2500 Вт, ибо может начаться перегрев контактов, ведущий к их ускоренному окислению. Для защиты от перегрузок в квартире, а также для мгновенного купирования режима КЗ, используйте автоматические выключатели.

Фаза и ноль: как их определить и что может произойти, если их соединить

Для правильной работы бытовых приборов, подключенных к электрической сети, обеспечения их безопасной эксплуатации, все соединения необходимо выполнить в соответствии с ПУЭ. В электрике ошибки не допустимы, в случае неверного присоединения оборудования существует риск того, что они просто выйдут из строя раньше срока, что может вызвать сбой в работе всей системы целиком.

В данной статье рассмотрим последствия некорректного подключения и правильный порядок действий во избежание непредвиденных ситуаций.

Фаза и ноль: их значение в сети питания

Электрическая сеть переменного тока состоит из рабочей фазы и пустого нуля. Термин «ноль», применяемый в электрике, обычно подразумевается, как «рабочий нуль». Наименование «фаза – это фазные проводники». Понятие «заземление» имеет непосредственное отношение к «защитному нулю».

Ноль предназначен для постоянного образования электросети при подсоединении бытовых приборов и создания заземления. По фазному проводу проходит рабочее напряжение. Для работы бытового прибора нет никакой разницы, где что находится, это учитывается только при подключении устройств.

В отличии от 2-х жильного кабеля, в котором только фаза и ноль, в 3-х фазном проводе третий провод – земля. Перед проведением монтажных работ надо разобраться с их выводами.

Что будет если замкнуть ноль и фазу

Если соединить фазный и нулевой провод, получится короткое замыкание (КЗ). В случае присоединения проводника через нагрузку, например, осветительный прибор, образуется «длинное замыкание».

При таком способе подключения ток проходит через лампу, являющуюся одновременно сопротивлением. Тот, в свою очередь, забирает некоторую часть нагрузки и преобразует электрическую энергию в тепловую.

Если соединить проводники без нагрузки (лампы), сопротивление отсутствует. Сила тока при этом увеличивается во много раз. Он старается скорее убежать, пока нет сопротивления. По этой причине:

• провода электрической сети;
• люди;
• имущество не способны выдержать подобного потока мощнейшей энергии.

Электрическая мощность обладает разрушительной силой, поэтому всё горит и плавится.

Ток КЗ многократно превышает значение при стандартной, безаварийной работе сети. Резкое повышение токовой величины объясняется законом Ома. Согласно ему, ток равняется напряжению, поделённому на сопротивление:

Из данной формулы можно легко понять, что, если убрать из выражения сопротивление и свести его к самому минимальному значению, сила тока резко возрастает. Электрическая проводка не способна выдержать подобное количество энергии. Току куда-то надо деваться. При КЗ провода быстро нагреваются, начинают плавиться. В результате защитная изоляция кабеля от перегрева воспламеняется.

Есть несколько способов установления проводников:

• Рабочий фазный провод определяется с помощью отвертки, оснащенной индикатором.

Надо задеть кончиком инструмента жилу, находящуюся под напряжением. Одновременно касаемся жалом индикаторной отвертки место соединения проводов. При нажатии кнопки, расположенной на обратной стороне прибора, загорится индикатор, встроенный внутрь. Лампочка показывает присутствие потенциала, значит найдена фаза.

Существенный недостаток – вероятность некорректного срабатывания. Иногда индикаторная отвертка может среагировать на наводки в электросети. За счет этого инструмент показывает напряжение в том месте, где его не существует. Установить ноль с помощью индикаторной отвертки не получится.

• Использование контрольной лампы.

Этот метод действенный, но неоднозначный, при работе с ней требуется осторожность.

Для начала нужно собрать контрольную лампу. Самый простой вариант – взять электрический патрон с лампочкой. К его клеммам присоединяются провода со снятой изоляционной оболочкой на концах. Если не окажется под рукой патрона или не будет времени, чтобы смастерить, можно взять простую настольную лампу с вилкой для подключения в розетку.

Видео описание

Фаза перепутана с нолём, чем опасно.

Как и чем определить фазу и ноль

Для установления в 2-х фазной сети, где фаза, где ноль по очереди соединяется проводник лампочки к проводу, который нужно определить. Так делается поочередно каждый с каждой жилой. Для 2-х проводной сети, если при проверке загорится лампочка при соприкосновении концов, значит провод фазный, а второй – ноль. В случае, когда лампа не горит, то скорее это означает, что фазы здесь не обнаружено или нет нуля.

Такой вариант исключать не стоит. Аналогичным способом устанавливается работающая электрическая система, определяется насколько правильно проложена электропроводка.

Существует еще один метод определения фазного провода. Для этого кабель, проложенный к лампочке (контрольной), присоединяется к какой-то конструкции, как точно установленному нулю. Это может быть клемма в электрическом щитке. В случае соприкосновения другим окончанием к фазе, загорится лампочка, значит другой проводник нулевой.

В 3-х проводной электросети с помощью контрольной лампы можно установить, какой из 3-х проводников ноль, земля, фаза.

Для этого соединяется конец провода, присоединенного к контрольному прибору с лампой, по очереди к проверяемому кабелю. Здесь придется действовать принципом, когда последовательно исключаем одно за другим. Сначала найдем позиции, при которых лампочка загорается, это означает, что один из проверяемых жил является фазным, другой получается нулевым.

Затем переставляем один из контактов контрольной лампы. Тут можно фиксировать 3 разных варианта:

• Контрольная лампа не загорается.

Если испытуемая электросеть оснащена УЗО или автоматическим выключателем, эти устройства сработают. Такое положение означает только одно: свободный провод – это рабочий фазный, а подключенные к лампе – нейтраль и заземляющий проводник.

• После изменения положения контрольная лампа вспыхнула.

В такой позиции тут же отреагирует защитное устройство или автомат, это будет означать, что свободный кабель – это рабочая нейтраль, проверяемые – фазный провод и заземление.

• На электрической цепи не предусмотрено никакой защиты.

На электрической цепи не предусмотрено никакой защиты.

Контрольная лампа будет загораться в 2-х положениях. Для того чтобы установить предназначение каждого из 3-х проводов, надо отключить в электрощите кабель на вводе, присоединенный к заземляющему контуру. Затем, с помощью того же измерителя с лампой проверяются все провода, также последовательно исключая один за другим. Если не загорается лампа, значит найден заземляющий кабель.

Для того, чтобы прозвонить 3 проводника, выходящие из стены, понадобятся приборы электромонтажника: индикаторная отвертка и мультиметр. Последовательность действий:

• Определите фазу на месте любым доступным способом.
• Найдите фазный провод в электрощите или автомате, установленным на линию электроплиты плиты или всей кухни.
• Отключите защиту, отключив автоматический выключатель.

На всякий случай перед работой убедитесь в отсутствии напряжения на отключенной линии сети.

• Повторите процедуру с нейтральным проводом и с защитным заземлением.
• Соедините фазный проводник автоматического выключателя с нулем, чтобы образовался устойчивый контакт.
• Проверьте с помощью мультиметра, настроенного на соответствующий режим.

Видео описание

Что будет, если перепутать фазу и ноль.

Здесь нужно прозвонить линию в месте присоединения электроплиты к сети. Для этого по очереди проверяется фазный провод с каждым из оставшихся жил. Тот, на котором фиксируется электрическая цепь, является нейтралью.

Точно также используется и заземляющий проводник. Надо его прозвонить, чтобы убедиться, что это точно земля. Для этого нужно соединить в электрощите заземляющий провод накоротко с фазой, а потом проверить цепь с помощью мультиметра на кухне.

Данная процедура поможет подключить электрическую плиту правильно и обезопасит по максимуму всех жильцов.

Что будет, если соединить фазу и ноль

Если перепутаны фазный и нулевой проводники при соединении в сеть может появиться короткое замыкание. Потому важно установить истинную картину перед началом ремонтных работ в квартире. Для проверки заземления соединяются приходящие к прибору 2 провода и устанавливается насколько корректно сделаны монтажные работы.

При ремонте приходится частично менять электропроводку, поэтому электрику нужно определить фазу, ноль и землю в коробках распайки сети. Установить фазный проводник несложно, достаточно применить индикаторную отвертку (подробно описано выше).

Если электропроводка 2-х жильная, заземления нет, значит один провод фазный, другой — нулевой. При ремонте электросети с 3-мя токоведущими кабелями, часто появляется вопрос: где ноль, а где земля. По своим характеристикам оба проводника абсолютно идентичны. Если подключить мощный электроприбор к паре фаза-земля, можно даже не увидеть разницы. При проведении замеров напряжения с помощью мультиметра, между фаза-ноль и фаза-земля будут зафиксированы почти равные напряжения.

Некоторые ошибочно думают, что можно проверить этим прибором или контрольной лампой 2 провода из 3-х. Неверная трактовка, что, там, где появится напряжение, то это и есть фазный провод с нулем. Это не так, между фазой и землей или нулем потенциал также 220 В.

В современных сетях, имеющих цветную маркировку кабелей, ситуация упрощается. В основном фаза обозначается белым или коричневым проводами, ноль – синим, иногда белым с темно-синей полоской. Заземление обычно имеет желтую защитную изоляцию с дополнительной зеленой полосой. Есть 2 НО:

• Не факт, что все электромонтажники в курсе стандартов, касающихся цветовой маркировки.
• Применены провода для 3-х фазной электросети именно с коричневым, черным, синим (желтым или белым) кабелями.

Поэтому профессионалу в электрике не нужно беспрекословно брать за основу лишь цвета кабелей, которые смонтированы другими монтажниками.

При подсоединении прибора учета

Подключением приборов учёта электроэнергии должны заниматься специализированные компании, сотрудники которых имеют допуски. Счётчик должен быть смонтирован правильно, в соответствии с требованиями производителя.

Порядок подключения прибора учета, как следует располагать контакты нулевого и фазного проводников узнать легко. Обычно схема показана:

• на крышке прибора или клеммной коробки;
• в паспорте электросчётчика;
• можно найти в интернете.

Собственник обязан иметь паспорт прибора учета. Без его наличия не будет возможности счетчик:

• установить;
• запустить в работу;
• провести очередную проверку на предмет правильных показаний.

К паспорту прибора производитель прикладывает схему подключения. Такое же обозначение присутствует на крышке коробки контактных элементов прибора учета. По этим документам собственнику будет несложно выяснить порядок подключения проводов. К тому же, достоверная информация есть в интернете.

Во время подсоединения в сеть выключателя

Установлены ПУЭ правила, по которому выключатель должен обрывать фазный провод, не ноль. Фаза – это проводник, по которому постоянно протекает электричество. На нуле его не должно быть, именно по этой причине размыкается фазный провод.

При подсоединении электрической плиты

При подсоединении электрической духовки к однофазной сети не стоит опасаться ошибок в подключении фазы и нейтрали, поскольку ничего не произойдет, система будет функционировать. Но, нежелательно путать фазу с землей, так как возникнет ситуация, когда постоянно будут выбиваться «пробки». Это чревато тем, что существует риск спалить электрощит или автомат.

Видео описание

Переменный ток. Фаза и ноль.

В клемме розетки

Ничего страшного не произойдет, поскольку нет разницы, к какому из имеющихся в розетке контактов будет приходить фаза и ноль. Розеточный элемент сети – это не USB-порт, у которого только в одном положении возможно подключение.

Во вновь построенных квартирах электромонтажник должен выполнять разводку электросети согласно ПУЭ, включая установки розеток. Когда все сделано по установленным нормам, не нужно голову ломать над проблемой. Обязательно перед включением приборов в сеть нужно проверить розетку индикаторной отверткой и определить расположение фазного провода и нуля.

Частые проблемы и их решения

При обрыве нулевого провода возникает аварийный режим работы 3-х фазной сети. Из-за сгорания рабочего нуля, в случае неодинаковой нагрузки, на однофазных приборах, подключенных к этой сети, создается очень низкое или наоборот высокое напряжение, которое превышает номинальное значение, характерное для однофазной цепи.

В результате электрическое оборудование выходит из строя. В первую очередь это касается дорогостоящих электронных приборов:

• компьютеры;
• телевизоры;
• стиральные машины.

Такая бытовая техника наиболее чувствительна к колебаниям напряжения электросети, особенно к его повышению.

Запутаны фазный и нулевой провода в клемме розетки

Две одинаковые фазы в розетке – это одна из распространенных неисправностей, когда вместо нуля в обоих гнездах 220 В. Причин появления той ситуации бывает 3:

• Повреждаются контакты на вводе в дом или квартиру.

Такая ситуация характерна для частных зданий старой постройки.

• Обрывается ноль в распределительной коробке или за ней.

Подобная ситуация часто возникает из-за ослабления контакта в местах соединения проводников. Иногда в распределительной коробке переламываются провода, особенно алюминиевые, из-за частого сгибания.

• Возникает замыкание фазы и нуля в случае пробоя защитной изоляции.

Тогда в розеточном блоке обрывается нулевой провод. Такая ситуация может возникнуть в любом месте проводки, но чаще бывает на тех участках, где электромонтажник производил коммутацию проводов в:

• распределительном квартирном щитке квартиры;
• коробе для распайки жил;
• розетке.

Иногда разрушается изоляция кабеля и возникает обрыв нулевой жилы, из-за которого на фазе возникает контакт. Это проверяется с помощью мультиметра.

В 2-х проводной сети установить какой из проводов фазный, какой нулевой достаточно просто. Проверка производится самым простым методом.

Для этого надо найти только фазу, так как 2-й будет точно нулевым. С этой целью используется индикаторная отвертка. Последовательность действий описан выше.

В 3-х проводной сети все чуть сложнее, поскольку существует заземление.

Фаза находится с помощью отвертки-индикатора. Это универсальный прибор, нужный инструмент каждого владельца квартиры.

Рекомендуется пройтись по всей схеме, начиная со входа в электрощит, подтянуть ослабленные контакты, проверить обрыв нулевого провода в распределительной коробке, особенно внимательно алюминиевые проводки.

Обрыв нулевого проводника с замыканием на фазу

При такой ситуации в розетке определяются индикаторной отверткой «две фазы». Если отключить все приборы, напряжение не пропадает. Подобное случается, когда сверлятся стены и забиваются гвозди. Сверло попадает в 2-х жильный провод, который называют «лапшой», острый крепеж его деформирует так, что в месте разрыва нуля плавится и он касается фазы.

Иногда дюбеля, попадая в провода, создают КЗ. Тогда отгорает нулевая жила, гвоздь контактирует с фазой. Для нахождения подобных неисправностей, лучше начать с касания индикаторной отверткой всех металлических крепежей, забитых в стену. При обнаружении на них напряжения, надо именно «здесь копать».

Как сделать, чтобы выключатель разрывал фазу, а не ноль

Для обеспечения работы осветительных приборов нужно 2 провода: фазный и нейтральный. По классическому варианту в схеме присоединения к сети источника освещения нулевой провод подключается напрямую, а фаза приходит на выключатель и разрывается. Может показаться, что, если поменять жилы между собой, светильник нормально будет работать, выключаться и включаться. Однако этот способ неправильный. Согласно пункту 6.6.28 ПУЭ, разрываться должен исключительно фазный провод.

Когда фаза идет напрямую, а ноль разрывается на выключателе, то при отключении светильника патрон остается под напряжением. В случае необходимости замены лампы, при соприкосновении с ним ударит током.

Есть другая проблема: свечение или мигание светодиодных ламп, если сделать так, что постоянно подается фаза на патрон. За счет этого существенно сокращает срок службы приборов.

Установить выключатель дома можно своими силами. Для этого надо разбираться в схеме подключения, знать последовательность действий.

Установка одноклавишного выключателя

Схема достаточно простая: от щитка нулевой провод (N) прямо приходит на прибор освещения, а фазный (L) идет к выключателю. Фаза должна разрываться (писали об этом раньше).

В данном примере выключатель подключается без распределительной коробки.

• Вначале надо выбрать место для установки коробки под прибор.

При помощи перфоратора и коронки высверливается отверстие нужного диаметра. Выключатель должен стоять ровно.

• Убеждаемся в том, что напряжение на проводе, протянутом от электрощита, отсутствует.

В коробке 2 кабеля: первый от щитка, второй уходит на источник освещения.

• Разделываем защитную изоляцию провода.

Оставляем приблизительно по 15 см, лишнее надо откусить пассатижами. Желто-зеленая жила – заземляющий проводник, идет на светильник. Бело-синий – ноль, уходит к нему же. А белый – фазный провод, его подключаем через выключатель.

• Надо бело-синий и желто-зеленый жили очистить по 5 см, затем скрутить друг с другом, поскольку нулевой и заземляющий провода идут непосредственно на светильник.
• Соединяем их между собой пайкой, затем обматываем изоляционной лентой.

Надо отвести по разным сторонам для удобства.

• Белые проводники зачищаем изолентой около 1 см.

Провод, приходящий от электрощита, подключается к верхней точке, имеющий маркировку L, идущий на источник освещения – к нижней, обозначенному стрелкой. Присоединенные кабеля осторожно размещаем внутри коробки, затем надеваем клавишу. При надавливании она сама защелкивается, потом надо вставить выключатель. Остается прикрепить с помощью саморезов, используя шуруповерт или простую отвертку. В конце работ подаем напряжение, чтобы проверить работоспособность выключателя.

Заключение

Определение фазного провода, нуля и заземления – важные и ответственные действия при подключении бытовых приборов. От правильности зависит безопасность при эксплуатации устройств.

Что значит «замкнуть накоротко»?

Выражение «замкнуть накоротко» означает соединение двух проводников электро-цепи с противоположными электрическими потенциалами. В сети переменного тока накоротко можно замкнуть «ноль» и «фазу». В случае с постоянным током накоротко замыкается «плюс» и «минус». Замыкание проводников накоротко обозначается техническим термином «короткое замыкание».

Таковое может приключиться в случае нарушения целостности изоляции, либо при механическом контакте разноимённых неизолированных проводников, которые во избежание КЗ изначально разнесены на безопасное расстояние. Так же короткое замыкание возникает в нагрузке обладающей меньшим сопротивлением по отношению к внутреннему сопротивлению источника электропитания.

Вы можете войти или зарегистрироваться, чтобы добавить ответ и получить бонус.