Oikosulun syyt ja seuraukset

Oikosulku — EMF-lähteen kytkeminen kuormaan, jonka vastus on hyvin pieni verrattuna lähteen sisäiseen resistanssiin.

Oikosulkuvirran määrää vain lähteen r sisäinen resistanssi, ts. ik = E / r, missä E on lähteen EMF.

Yleensä EMF:n lähteet ei ole suunniteltu oikosulun aikana tapahtuvalle suurelle virralle, lähteeseen muodostuu erittäin suuri määrä lämpöä, mikä voi johtaa lähteen tuhoutumiseen ja kuolemaan. Oikosulku on erityisen vaarallinen pienille lähteille sisäinen vastus (akut, sähköautot jne.).

Joten oikosulku tapahtuu, kun piirin kaksi johtoa on kytketty, kytkettynä lähteen eri liittimiin (esimerkiksi DC-piireissä nämä ovat «+» ja «-«) hyvin pienellä resistanssilla, joka on verrattavissa itse johtojen vastus.

Oikosulkuvirta voi ylittää piirin nimellisvirran monta kertaa. Tällaisissa tapauksissa piiri on katkaistava ennen kuin johtojen lämpötila saavuttaa vaaralliset arvot.

Johtojen suojaamiseksi ylikuumenemiselta ja ympäröivien esineiden syttymisen estämiseksi piirissä on suojalaitteet — sulakkeet tai katkaisijat.

Oikosulkuja voi syntyä myös ylijännitteessä ukkosmyrskyjen, suorien salamaniskujen, eristysosien mekaanisten vaurioiden tai huoltohenkilöstön virheellisen toiminnan seurauksena.

Oikosulkutilanteessa oikosulkuvirrat kasvavat jyrkästi ja jännite laskee, mikä aiheuttaa suuren vaaran sähkölaitteille ja voi aiheuttaa sähkökatkoksia kuluttajille.

Katso myös: Kuinka oikosulkusuojaus toimii ja toimii

Oikosulkuja ovat:

• kolmivaiheinen (symmetrinen), jossa kaikki kolme vaihetta on oikosuljettu;

• kaksivaiheinen (epäsymmetrinen), jossa vain kaksi vaihetta on oikosuljettu;

• kaksivaiheinen maahan järjestelmissä, joissa on kiinteästi maadoitettu nolla;

• yksivaiheiset balansoimattomat maadoitetut neutraalit.

Virta saavuttaa maksimiarvonsa yksivaiheisella oikosulkulla. Erityisten keinotekoisten toimenpiteiden käytön seurauksena (esimerkiksi maadoittamalla neutraalit reaktoreita, maadoittaa vain osan nollajoista), yksivaiheisen oikosulkuvirran maksimiarvo voidaan pienentää kolmivaiheisen oikosulkuvirran arvoon, jolle laskelmat suoritetaan useimmiten.

Oikosulun syyt

Oikosulkujen pääasiallinen syy on häiriöt sähkölaitteiden eristys.

Eristyshäiriöt johtuvat:

1. Ylijännite (erityisesti verkoissa, joissa on eristetty nolla),

2. Suora salamanisku,

3. Ikääntymisen eristäminen,

4.Mekaaniset vauriot eristykseen, ajaminen ylimitoitettujen mekanismien rivien alle,

5. Laitteiden riittämätön huolto.

Usein sähköasennuksen sähköosan vaurioitumisen syynä on huoltohenkilöstön pätemätön toiminta.

Tahallinen oikosulku

Käytettäessä yksinkertaistettuja kytkentäkaavioita alaspäin laskeutuville sähköasemille käytetään erikoislaitteita — oikosulkujajotka aiheuttavat tahallisen oikosulun syntyneen vian nopeaksi katkaisemiseksi. Näin ollen sähköjärjestelmissä tapahtuu tahattomien oikosulkujen lisäksi myös tahallisia oikosulkujen aiheuttamia oikosulkuja.

Oikosulun seuraukset

Oikosulun seurauksena jännitteiset osat ylikuumenevat merkittävästi, mikä voi johtaa eristyksen rikkoutumiseen sekä suurten mekaanisten voimien esiintymiseen, jotka vaikuttavat sähköasennusten osien tuhoutumiseen.

Tässä tapauksessa kuluttajien normaali syöttö verkon vahingoittumattomissa osissa häiriintyy, koska yhden linjan oikosulun hätätila johtaa yleiseen jännitteen laskuun. Oikosulkupisteessä konjugaatiosta tulee nolla, ja kaikissa kohdissa oikosulkukohtaan asti jännite laskee jyrkästi ja normaali virransyöttö vahingoittumattomiin linjoihin tulee mahdottomaksi.

Kun sähköjärjestelmässä tapahtuu oikosulkuja, sen kokonaisvastus pienenee, mikä johtaa sen haarojen virtojen lisääntymiseen verrattuna normaalitilan virtoihin, mikä aiheuttaa jännitteen laskun sähköjärjestelmän yksittäisissä kohdissa, joka on erityisen suuri lähellä pisteoikosulkua.Jännitteen alenemisen aste riippuu toiminnasta laitteet automaattiseen jännitteensäätöön ja etäisyys vahinkopaikasta.

Vian esiintymispaikasta ja kestosta riippuen sen seuraukset voivat olla luonteeltaan paikallisia tai koskea koko sähkönsyöttöjärjestelmää.

Pitkällä oikosulun etäisyydellä oikosulkuvirran arvo voi olla vain pieni osa generaattoreiden nimellisvirrasta, ja he pitävät tällaisen oikosulun esiintymisen pienenä kuormituksen kasvuna. .

Voimakas jännitteen aleneminen tapahtuu vain lähellä oikosulkupistettä, kun taas muissa sähköjärjestelmän kohdissa tämä lasku on vähemmän havaittavissa. Siksi oikosulun vaaralliset seuraukset ilmenevät tarkasteluissa olosuhteissa vain onnettomuuspaikkaa lähimpänä olevissa virransyöttöjärjestelmän osissa.

Oikosulkuvirta, vaikkakin pieni verrattuna generaattoreiden nimellisvirtaan, on yleensä monta kertaa sen haaran nimellisvirta, jossa oikosulku tapahtuu. Siksi jopa lyhytaikaisessa oikosulkuvirtauksessa se voi aiheuttaa ylimääräisiä virtaa kuljettavien elementtien lämmitys ja johdot sallitun tason yläpuolelle.

Oikosulkuvirrat aiheuttavat suuria mekaanisia voimia johtimien välille, jotka ovat erityisen suuria oikosulkuprosessin alussa, kun virta saavuttaa maksimiarvonsa. Jos johtojen ja niiden kiinnitysten lujuus ei ole riittävä, voi tapahtua mekaanisia vaurioita.

Äkillinen syvä oikosulkujännitteen lasku vaikuttaa kuluttajien suorituskykyyn.Ensinnäkin tämä koskee moottoreita, koska jopa lyhytaikaisella 30-40 %:n jännitehäviöllä ne voivat pysähtyä (moottorit kääntyvät ympäri).

Moottorin kaatuminen vaikuttaa vakavasti teollisuuslaitoksen toimintaan, sillä normaalin tuotantoprosessin palautuminen kestää kauan ja moottoreiden odottamaton sammutus voi aiheuttaa vian tehtaan tuotteeseen.

Pienellä etäisyydellä ja riittävällä oikosulkukestolla on mahdollista, että rinnakkaiset asemat putoavat synkronista, ts. häiriö koko sähköjärjestelmän normaalissa toiminnassa, mikä on oikosulun vaarallisin seuraus.

Maasulkuista johtuvat epäsymmetriset virtajärjestelmät pystyvät luomaan magneettivuuksia, jotka ovat riittäviä aiheuttamaan merkittäviä EMF:itä viereisissä piireissä (viestintäjohdoissa, putkissa), jotka ovat vaarallisia huoltohenkilöstölle ja näiden piirien laitteille.

Siksi oikosulun seuraukset ovat seuraavat:

1. Sähkölaitteiden mekaaniset ja lämpövauriot.

2. Tuli sähköasennuksissa.

3. Sähköverkon jännitetason lasku, joka johtaa sähkömoottoreiden vääntömomentin laskuun, pysähtymiseen, suorituskyvyn heikkenemiseen tai jopa kaatumiseen.

4. Yksittäisten generaattoreiden, voimalaitosten ja sähköjärjestelmän osien synkronisuuden menetys ja onnettomuuksien esiintyminen, mukaan lukien järjestelmäonnettomuudet.

5. Sähkömagneettinen vaikutus viestintälinjoihin, viestintään jne.

Mihin oikosulkuvirtojen laskeminen on tarkoitettu?

Oikosulku piirissä aiheuttaa siinä transienttiprosessin, jonka aikana virtaa voidaan pitää kahden komponentin summana: pakotetun harmonisen (jaksollinen, sinimuotoinen) ip ja vapaa (aperiodinen, eksponentiaalinen) ia. Vapaa komponentti pienenee aikavakiolla Tc = Lc / rc = xc /? Rc kuin transientti vaimenee. Kokonaisvirran i suurinta hetkellistä arvoa iу kutsutaan iskuvirraksi, ja jälkimmäisen suhdetta amplitudiin Iπm kutsutaan iskukertoimeksi.

Oikosulkuvirtojen laskeminen on tarpeen sähkölaitteiden oikean valinnan ja suunnittelun kannalta releen suojaus ja automaatio, keinojen valinta oikosulkuvirtojen rajoittamiseksi.

Oikosulut (SC) syntyvät yleensä ohimenevien vastusten – sähkökaarien, vikapaikan vieraiden esineiden, tukien ja niiden maadoitusten sekä vaihejohtimien ja maan välisten vastusten kautta (esimerkiksi kun johtimet putoavat maahan). Laskelmien yksinkertaistamiseksi yksittäisten transienttiresistanssien, vian tyypistä riippuen, oletetaan olevan keskenään yhtä suuria tai yhtä suuria kuin nolla ("metallinen" tai "tyhjä" oikosulku).

Katso myös:Oikosulkuvirta, joka määrittää oikosulkuvirran suuruuden