Sådan beskyttes ledninger mod overbelastning og kortslutning

En elektriker har som hovedopgave at gøre ledninger pålidelige og sikre. Ulykker kan resultere i brand eller elektrisk stød. Ulykker opstår på grund af øget strøm og kortslutning. Som et resultat strømmer der for meget strøm gennem lederne, de varmes op og isolering smelter på dem, gnister eller der opstår en bue. I denne artikel vil jeg tale om, hvordan man beskytter ledninger mod overbelastning og kortslutning.

Hvorfor overbelastning kortslutninger er farlige - teori

For at forstå faren for, at høj strøm strømmer gennem ledninger, skal man huske to vigtige fysiske love fra kurset “elektricitet og magnetisme”. Den første er Ohms lov:

Strømmen i kredsløbet er direkte proportional med spændingen og omvendt proportional med modstanden.

Dette betyder, at hvis kredsløbet har lav modstand, vil strømmen være stor, og hvis den er stor, derefter lille, og også med stigende spænding, stiger strømmen med det. Dette virker indlysende, men for begyndere opstår spørgsmålet ofte "hvorfor kaldes en kortslutning kortslutning?" Og hvad der sker er lang? ” Det er bare fordi med en kortslutning er modstanden for det lukkede kredsløb omtrent lige:

R_KZ= R_LINES+ r + R_KONTAKT,

hvor R LINES er modstanden for lederne, afhænger af deres tværsnit og længde (R = po * L / S).

r er strømkildens interne modstand. Enkelt sagt afhænger det af designet, om det er en galvanisk celle, eller af ledningens tværsnit i transformatorviklingen. Rcontact - overgangs- eller kontaktmodstand - dens værdi afhænger af kontaktområdet for to lukkede ledere.

Det er også værd at overveje reaktiv induktiv og kapacitiv modstand, men i husholdningsforbindelser kan du udelade dette problem.

Som et resultat, når kredsløbet er lukket, er strømmen kun begrænset af de ovennævnte modstande, og i de fleste tilfælde er de ubetydelige (fraktioner af Ohms, i det hjemlige elektriske netværk), selv med en modstand på 1 Ohm ved en spænding på 220V, vil en strøm på 220V strømme i kredsløbet, normalt beregnet ud fra din ledning ved 16-40A. Men i praksis er kortslutningsstrømmen hundreder og tusinder af ampere!

Den anden lov, der skal siges, er Joule-Lenz-loven, lærebøgerne siger om den:

Mængden af ​​frigivet varme pr. Tidsenhed i det betragtede afsnit af kredsløbet er proportional med produktet af kvadratet af strømstyrken i dette afsnit og sektionens modstand.

Hvad betyder dette? At jo større lederens modstand eller strømmen derved er, jo mere frigøres der på den. Det vil sige, at når strømmen strømmer gennem ledningerne, bliver de varme. Hver leder har en specifik modstand.

Så at lederen ikke overophedes, vælger de det ønskede afsnit for en bestemt strøm. For at kernen ikke opvarmes, skal varmen bortledes i miljøet, den spredes jo hurtigere, jo større er det område, det spredes med.

I denne henseende begynder tynde ledninger under høj belastning at varme op og blive varme, og tykke ledninger formår at overføre varme til ydersiden, og deres temperatur forbliver næsten uændret. Hvis temperaturen på lederen er for høj, op til rødmen af ​​kernen, vil isoleringen smelte.

Ledertværsnit - første skridt mod overbelastningsbeskyttelse

Du ved sandsynligvis, at for hver belastning vælges en ledning eller kabel med ledninger i et bestemt tværsnit, for eksempel for at evaluere det rigtige valg af tværsnittet af ledningerne i det populære VVG-NG-ls mærket kabel, brug tabel 1.3.4 fra PUE. Den beskriver kravene til ledninger og kabler med gummi- eller polyvinylchlorid (PVC) isolering. Den tager også højde for lægningsmetoden og antallet af ledere.

Da lederne vælges med en margen, styres elektrikerne af en simpel regel: for stikkontakter er ledningen 2,5 mm² og til belysning - 1,5 mm². I de fleste tilfælde er dette nok.

I henhold til denne tabel kontrollerer du de beregnede værdier for tværsnittet, og om kernerne kan modstå en sådan strømtæthed uden overophedning og andre problemer.

Se denne artikel for at få flere oplysninger om dette spørgsmål:Tværsnit af ledninger og kabler afhængigt af strømstyrken, beregning af det krævede kabeltværsnit

Så det første skridt til beskyttelse mod overbelastning er at lægge god ledning fra et kobberkabel af typen VVG-NG-ls eller NYM. Bemærk, at når du køber kabelprodukter "på markedet", kan produkter, der er fremstillet ikke i overensstemmelse med GOST, muligvis vente på dig, hvilket betyder, at det virkelige tværsnit sandsynligvis vil være mindre end det specificerede. Resultatet er, at det ser ud til, at kablet blev lagt ”hvad der er nødvendigt”, men som et resultat af forbindelsen, de brænder ud, opvarmes ledningerne, og isoleringen smelter.

Beskyttelsesudstyr

Afbryder - Dette er den vigtigste omskifter til beskyttelse af ledninger mod overbelastning og kortslutninger. Folk kalder dem maskingevær og fejlagtigt "pakker" (hvilket er grundlæggende forkert). Vi talte om, hvordan det fungerer i artiklen Apparatets og princippet for betjening af afbryderen

Den vigtigste ting at huske er, at afbryderen beskytter kablet, ledningen eller ledningen mod brand eller udbrændthed, men ikke udstyr eller mennesker.

Kort sagt er der to udgivelser i afbryderen - elektromagnetisk og termisk. Elektromagnetisk udløser, når der er et stærkt overskud af strøm (enheder og titalls gange større end den nominelle strøm), for eksempel med en kortslutning, og termisk med en let overbelastning, for eksempel, med 20-50%.

Så hvis du tænder for en masse elektriske apparater - den termiske frigivelse bliver varm, er dette en bimetalplade, der bøjes, når den opvarmes. Ved at bøje vil den sætte i gang afbrydermekanismen for afbryder, således at kredsløbet afbrydes.

Elektromagnetisk frigørelse - Dette er en magnet magnet inde i, der er en kerne. Når en stor strøm flyder, skubber magnetventilen kernen og driver nedlukningsmekanismen. Dette er en slags aktuelle relæ.

Sikkerheden ved dets anvendelse afhænger af det korrekte valg af klassificering og typen af ​​tidsstrøm, egenskaber.

Afbryder nominel strøm vælg baseret på gennemløbet af det svageste punkt i ledningen. Uanset hvilket kabel du lægger på stikkontakterne, skal du f.eks. Se på, hvad der er skrevet på det; i de fleste husholdningsudløb ser du 16 ampere og nogle gange 10 ampere.

Derfor er graden af ​​afbryder valgt ved 16A. Hvis du for eksempel beslutter at anbringe en automatisk maskine med en nominel strøm på 32A på baggrund af overvejelserne "der er flere stikkontakter, og kablet kan modstå det, er det 2,5-4 mm²", så når det tilsluttes en enkelt stikkontakt gennem en varmeudvidelse og en hårtørrer, vil det gå igennem det strømmen er større end 16A, som et resultat begynder dens kontakter at varme op, og sagen smelter.

Hvis du ikke kobler enhederne ud i tide, vil kontakterne, når de opvarmes, dækkes med sod, kroppens dele smelter, og metalstængerne, der holder stikket, udvides, og kontakten svækkes. På grund af hvilken kontaktmodstand øges, og opvarmning vil forekomme endnu mere intenst, begynder udløbet at gnistre og ryge, indtil vægpapiret eller væggene, hvori det er installeret, antændes.

TidsstrømskarakteristikKort sagt er dette en egenskab, der viser, hvor hurtigt maskinen slukker i tilfælde af overbelastning. I et elektrisk hjemmepanel bruger de ofte klasse B og C maskiner.

Den anden regel er at installere effektafbrydere med en nominel strøm, der ikke overskrider det svageste led i ledningerne.Hvis du har brug for flere forbrugere for at kunne arbejde samtidig - opdel stikkene i grupper i hvert rum og læg et separat kabel til dem (radialt ledningsdiagram).

Differentiel lækage beskyttelse

Og indtil i dag tror byfolk, der har installeret en RCD, af en eller anden grund, at det vil beskytte mod overbelastning eller kortslutning, dette er også en fejl.

RCD - beskyttende nedlukningsanordning, designet til at beskytte mod aktuelle lækage. Dette er nødvendigt for: at beskytte en person mod utilsigtet berøring af strømførende dele (bare ledninger, tilfældet med et beskadiget elektrisk apparat), samt strømlækage til jordede huse, rørledninger, elementer i bygningskonstruktioner med mere.

RCD overvåger, hvor meget strøm der er gået gennem fasen, og hvor meget langs den neutrale leder, hvis der er forskel mellem ledningerne, er der opstået en lækage og strømkontakterne åbnes.

Dette sikrer menneskers sikkerhed såvel som mindsker risikoen for yderligere lækage til en kortslutning, hvis isolering er beskadiget, hvilket især er vigtigt i et træhus.

En anden type sikkerhedsanordning er Nødafbrydere, kombinerer funktionerne af en RCD og en afbryder. I figuren herunder kan du se, hvordan man kan skelne en difavtomat (venstre) fra en RCD (højre), forskellene i diagrammet og i markeringen.

RCD'er og difiltomata udføres altid i en bipolær eller firpolet form af henholdsvis enfase- og trefasekredsløb. I henhold til PUE s. 1.7.80, bør det kun bruges, hvis der er jordforbindelse, det vil sige, i et to-tråders netværk må de ikke bruges. Dette er imidlertid et kontroversielt spørgsmål i denne artikel vil ikke blive taget i betragtning.

Strømbegrænser

Den næste enhed afbryder belastningen i tilfælde af overskydende strøm. Dette er et effektbegrænsende relæ. Et eksempel på en sådan enhed er en enfaset OM-110 eller trefaset OM-310, der er andre modeller - disse er bare for eksempel.

Selvom denne enhed ikke i sig selv er beskyttende, og den bruges i større grad af strømforsyning eller netværksfirmaer til at kontrollere og begrænse forbruget af elektricitet, der er højere end normalt, eller til at reducere denne værdi i en nødsituation. Produktet overvåger strømforbruget og slukker forbrugeren, hvis det overskrides.

Ikke desto mindre tillader enheden ikke overbelastning af ledningerne, hvis du indstiller parametrene for dens funktion korrekt. Hvis du er interesseret i at lære mere om sådanne enheder, skriv i kommentarerne, så fortæller vi dig om dem.

Konklusion - 3 regler, så der ikke er kortslutning og overbelastning

Sikkerhed og holdbarhed ved elektriske ledninger ligger på tre søjler:

1. Det rigtige valg af tværsnit af kabelprodukter.

2. Installation af afbrydere og andre beskyttelsesanordninger med den ønskede klassificering. Køb dem kun i certificerede butikker for ikke at blive forfalsket, foretrækkes mærker som ABB, Schneider Electric og fra billigere - indenlandske KEAZ (Kursk).

3. Korrekt drift af elektrisk udstyr.

Med "korrekt drift" mener jeg:

1. Rettidig udskiftning og broaching af terminalblokke med ledningsudstyr - automatiske enheder, RCD'er, lysafbrydere, stikkontakter.

2. Den rationelle fordeling af belastningen på stikkontakter - indsæt ikke kraftfulde elektriske apparater i tees og forlængerledninger, så du kan overbelaste stikkontakten eller kablet, der leverer det (se - Hvorfor det er farligt at bruge tee og forlængerledninger).

3. Omhyggelig håndtering af elektriske apparater - lad ikke vand eller metalgenstande komme ind i husholdningsapparater, så der ikke opstår en kortslutning. Selv hvis afbryderne og kablet er installeret, skal du huske, at afbrydere undertiden klæber eller fungerer langsomt, hvilket resulterer i, at forbindelserne i de elektriske kasser er udbrændt.

4. Når du reparerer enheder og installerer eller vedligeholder ledninger, skal du bruge isolering af høj kvalitet, der klæber godt eller varmekrympeslange. Undgå vridning - tilslut ledningerne ved lodning, svejsning, muffe eller klemme. På denne måde undgår du kortslutninger på grund af dårlig isolering eller opvarmning af forbindelserne i koblingsbokse.