Skraty, preťaženia, prechodové odpory. Protipožiarne opatrenia

Čo je to skrat a čo spôsobuje skrat

Skrat v elektroinštalácii sa najčastejšie vyskytuje v dôsledku porušenia izolácie vodivých častí v dôsledku mechanického poškodenia, starnutia, vystavenia vlhkosti a korozívnemu prostrediu, ako aj nesprávneho ľudského konania. Keď dôjde ku skratu, zvýši sa prúda je známe, že množstvo uvoľneného tepla je úmerné druhej mocnine prúdu. Ak sa teda pri skrate prúd zvýši 20-krát, množstvo uvoľneného tepla sa zvýši asi 400-krát.

Tepelný vplyv na izoláciu vodičov výrazne znižuje jej mechanické a dielektrické vlastnosti. Napríklad, ak sa vodivosť elektrického kartónu (ako izolačného materiálu) pri 20 ° C berie ako jednotka, potom sa pri teplotách 30, 40 a 50 ° C zvýši 4, 13 a 37 krát. K tepelnému starnutiu izolácie najčastejšie dochádza v dôsledku preťažovania elektrických sietí prúdmi prekračujúcimi dlhodobo prípustné pre daný typ a prierez vodičov.Napríklad pri kábloch s papierovou izoláciou je možné ich životnosť určiť podľa známeho „pravidla ôsmich stupňov“: zvýšenie teploty o každých 8 °C znižuje životnosť izolácie 2-krát. Polymérne izolačné materiály tiež podliehajú tepelnej degradácii.

Vplyv vlhkosti a korozívneho prostredia na izoláciu drôtov výrazne zhoršuje jej stav v dôsledku vzhľadu povrchového úniku. Výsledné teplo odparuje kvapalinu a na izolácii zanecháva stopy soli. Keď sa odparovanie zastaví, zvodový prúd zmizne. Pri opakovanom vystavení vlhkosti sa proces opakuje, ale v dôsledku zvýšenia koncentrácie soli sa vodivosť zvýši natoľko, že zvodový prúd sa nezastaví ani po skončení odparovania. Okrem toho sa objavujú malé iskry. Následne pod vplyvom unikajúceho prúdu izolácia karbonizuje, stráca svoju pevnosť, čo môže viesť k vzniku lokálneho oblúkového povrchového výboja, ktorý môže izoláciu zapáliť.

Nebezpečenstvo skratu v elektrických vodičoch je charakterizované nasledujúcimi možnými prejavmi elektrického prúdu: vznietenie izolácie vodičov a okolitých horľavých predmetov a látok; schopnosť izolácie drôtov šíriť spaľovanie pri zapálení vonkajšími zdrojmi vznietenia; tvorba roztavených kovových častíc počas skratu, zapálenie okolitých horľavých materiálov (rýchlosť expanzie roztavených kovových častíc môže dosiahnuť 11 m / s a ​​ich teplota je 2050-2700 ° C).

Núdzový režim nastáva aj pri preťažení elektrických vodičov.V dôsledku nesprávneho výberu, zapnutia alebo zlyhania spotrebičov celkový prúd pretekajúci vodičmi prekročí nominálnu hodnotu, to znamená, že dôjde k zvýšeniu hustoty prúdu (preťaženiu). Napríklad, keď prúd 40 A preteká cez tri sériovo zapojené kusy drôtu rovnakej dĺžky, ale rôzneho prierezu-10; 4 a 1 mm2, jeho hustota bude iná: 4, 10 a 40 A / mm2. Posledný kus má najvyššiu prúdovú hustotu a tým aj najväčšie straty výkonu. Drôt s prierezom 10 mm2 sa mierne zahreje, teplota drôtu s prierezom 4 mm2 dosiahne prípustnú úroveň a izolácia drôtu s prierezom 1 mm2 bude len horieť.

Ako sa skratový prúd líši od prúdu preťaženia

Hlavný rozdiel medzi skratom a preťažením spočíva v tom, že pri skrate je porušenie izolácie príčinou núdzového režimu a pri preťažení je jeho dôsledkom. Preťaženie vodičov a káblov z dôvodu dlhšieho trvania núdzového režimu je za určitých okolností pre požiar nebezpečnejšie ako skrat.

Základný materiál vodičov má významný vplyv na zápalnú charakteristiku v prípade preťaženia. Porovnanie indikátorov nebezpečenstva požiaru drôtov značiek APV a PV získaných počas testov v režime preťaženia ukazuje, že pravdepodobnosť vznietenia izolácie v drôtoch s medenými vodivými drôtmi je vyššia ako u hliníkových drôtov.

Pozoruje sa skratovanie rovnakého vzoru. Kapacita horenia oblúkových výbojov v obvodoch s medenými drôtmi je vyššia ako pri hliníkových drôtoch.Napríklad sa spaľuje oceľová rúra s hrúbkou steny 2,8 mm (alebo sa zapáli horľavý materiál na jej povrchu) s prierezom hliníkového drôtu 16 mm2 a medeného drôtu s prierezom 6 mm2. .

Násobnosť prúdu je určená pomerom skratového alebo preťaženého prúdu k trvalému prípustnému prúdu pre daný prierez vodiča.

Najväčšie riziko požiaru majú drôty a káble s polyetylénovým plášťom, ako aj polyetylénové rúry pri ukladaní drôtov a káblov do nich. Rozvody v polyetylénových rúrach z hľadiska požiaru predstavujú väčšie nebezpečenstvo ako rozvody vo vinylových plastových rúrach, preto je oblasť použitia polyetylénových rúr oveľa užšia. Preťaženie je obzvlášť nebezpečné v súkromných obytných budovách, kde sú spravidla všetci spotrebitelia napájaní z jednej siete a ochranné zariadenia často chýbajú alebo sú určené len na skratový prúd. Vo výškových obytných budovách tiež obyvateľom nič nebráni používať výkonnejšie svietidlá alebo zapínať domáce elektrospotrebiče s celkovým výkonom väčším, než na aký je sieť určená.

Na káblových zariadeniach (kontakty, spínače, zásuvky atď.) sú uvedené hraničné hodnoty prúdov, napätí, výkonu a na svorkách, konektoroch a iných výrobkoch navyše najväčšie prierezy pripojených vodičov. Ak chcete tieto zariadenia bezpečne používať, musíte byť schopní tieto štítky rozlúštiť.

Napríklad prepínač je označený «6,3 A; 250 V «, na kazete -» 4 A; 250 V; 300 W «, a na predĺžení -rozbočovač -» 250 V; 6,3 A «,» 220 V. 1300 W «,» 127 V, 700 W «.«6,3 A» varuje, že prúd prechádzajúci spínačom by nemal prekročiť 6,3 A, inak sa spínač prehreje. Pre akýkoľvek nižší prúd je spínač vhodný, pretože čím nižší prúd, tým menej sa kontakt zahrieva. Nápis «250 V» znamená, že spínač môže byť použitý v sieťach s napätím nepresahujúcim 250 V.

Ak vynásobíte 4 A 250 V, dostanete 1000, nie 300 wattov. Ako priradím vypočítanú hodnotu k štítku? Musíme začať od sily. Pri napätí 220 V je prípustný prúd 1,3 A (300: 220); pri napätí 127 V — 2,3 A (300-127). Prúd 4 A zodpovedá napätiu 75 V (300:4). Nápis „250 V; 6,3 A «označuje, že zariadenie je určené pre siete s napätím maximálne 250 V a prúdom maximálne 6,3 A. Vynásobením 6,3 A 220 V dostaneme 1386 W (1300 W, zaokrúhlené). Vynásobením 6,3A 127V dostaneme 799W (700W zaokrúhlene). Vzniká otázka: nie je nebezpečné zaokrúhľovať sa týmto spôsobom? Nie je to nebezpečné, pretože po zaokrúhlení dostanete nižšie hodnoty výkonu. Ak je výkon menší, kontakty sa zahrievajú menej.

Keď kontaktným spojením preteká elektrický prúd v dôsledku prechodového odporu kontaktného spojenia, napätie klesá, uvoľňuje sa výkon a energia, čo spôsobuje zahrievanie kontaktov. Nadmerné zvýšenie prúdu v obvode alebo zvýšenie odporu vedie k dodatočnému zvýšeniu teploty kontaktných a prívodných vodičov, čo môže spôsobiť požiar.

V elektrických inštaláciách sa používajú trvalé kontaktné spojenia (spájkovanie, zváranie) a rozoberateľné (skrutkou, zástrčkou, pružinou atď.) a kontakty spínacích prístrojov - magnetické štartéry, relé, spínače a iné prístroje špeciálne určené na zapínanie a vypínanie el. obvodov, teda na ich komutáciu. Vo vnútorných energetických sieťach od vstupu až po prijímač elektriny elektriny záťaž prúdi cez veľký počet kontaktných spojení.

Za žiadnych okolností nesmú byť kontaktné odkazy prerušené…. Štúdie uskutočnené pred časom o vybavení interných sietí ukazujú, že zo všetkých skúmaných kontaktov iba 50% spĺňa požiadavky GOST. Keď prúd záťaže preteká nekvalitným kontaktným spojením, za jednotku času sa uvoľní značné množstvo tepla, úmerné štvorcu prúdu (prúdová hustota) a odporu skutočných kontaktných bodov kontaktu.

Ak sa horúce kontakty dostanú do kontaktu s horľavými materiálmi, môžu sa vznietiť alebo spáliť a izolácia vodičov sa môže vznietiť.

Hodnota prechodového odporu závisí od prúdovej hustoty, tlakovej sily kontaktov (veľkosti odporovej plochy), materiálu, z ktorého sú vyrobené, stupňa oxidácie kontaktných plôch atď.

Na zníženie prúdovej hustoty v kontakte (a tým aj teploty) je potrebné zväčšiť skutočnú kontaktnú plochu kontaktov. Ak sú kontaktné roviny stlačené proti sebe určitou silou, malé tuberkulózy v miestach kontaktu budú mierne rozdrvené.Z tohto dôvodu sa veľkosť kontaktných elementárnych plôch zväčší a objavia sa ďalšie kontaktné plochy a zníži sa prúdová hustota, kontaktný odpor a kontaktné zahrievanie. Experimentálne štúdie ukázali, že existuje inverzný vzťah medzi kontaktným odporom a veľkosťou krútiaceho momentu (kompresná sila). Pri dvojnásobnom znížení krútiaceho momentu sa odpor kontaktného spojenia drôtu APV s prierezom 4 mm2 alebo dvoch drôtov s prierezom 2,5 mm2 zvyšuje 4-5 krát.

Na odvádzanie tepla z kontaktov a jeho odvádzanie do okolia sa vytvárajú kontakty s určitou hmotou a chladiace plochy. Osobitná pozornosť sa venuje miestam pripojenia vodičov a ich pripojeniu ku kontaktom vstupných zariadení elektrických prijímačov. Na pohyblivých koncoch drôtov sa používajú uši rôznych tvarov a špeciálne svorky. Spoľahlivosť kontaktu je zabezpečená konvenčnými podložkami, odpruženými a s prírubami. Po 3–3,5 rokoch sa prechodový odpor zvýši asi dvakrát. Odpor kontaktov sa tiež výrazne zvyšuje pri skrate v dôsledku krátkeho periodického pôsobenia prúdu na kontakt. Testy ukazujú, že kontaktné spoje s pružnými pružnými podložkami majú najväčšiu stabilitu pri vystavení nepriaznivým faktorom.

Bohužiaľ, „šetrenie puku“ je celkom bežné. Podložka by mala byť vyrobená z neželezných kovov, ako je mosadz. Oceľová podložka je chránená antikoróznym náterom.