Перегрузка электрической цепи: основные причины, как защититься

Содержание

Действие короткого замыкания на электрооборудование

Короткое замыкание – аварийный режим работы для электрической сети. При возникновении он оказывает на электрооборудование одновременно два действия:

  • электродинамическое;
  • термическое.

Согласно законам физики, при прохождении тока по двум проводникам, расположенным рядом, они взаимодействуют друг с другом. В зависимости от направления тока они либо притягиваются, либо отталкиваются. С увеличением тока и уменьшением расстояния сила взаимодействия увеличивается.

На этом принципе и происходит электродинамическое воздействие тока КЗ на шины, провода, обмотки электрических машин. На подстанциях и других энергообъектах, где значения токов замыкания достигают десятков и сотен тысяч ампер, после КЗ оборудование может прийти в полную негодность из-за механических разрушений. При этом само КЗ может произойти где-то в стороне.

Термическое воздействие основано на нагревании проводников при прохождении по ним электрического тока. При этом температура иногда повышается настолько, что провода или шины расплавляются.

В бытовых условиях ярче выражено термическое воздействие КЗ, динамическое можно не учитывать из-за небольших значений токов.

# 7: Защита телекоммуникационных линий

Всегда проверяйте, чтобы серверы, ПК и сетевое оборудование были защищены от электрических импульсов, которые могут передаваться по телекоммуникационным каналам. Удары молнии часто разряжаются через кабельный модем, DSL и телефонные линии. В результате всё, от сетевых карт до материнских плат, может быть уничтожено.

Приобретая ИБП и устройства защиты от перенапряжений, ищите модели, которые защищают подключенное оборудование от ударов молнии, попадающих в сеть через линии телефонии и передачи данных.

Затем при подключении ИБП или выпрямителя напряжений обязательно подключите линию передачи данных и телефонию к входу защитного устройства. Подключите соответствующий кабель RJ-11 или RJ-45 к защищенному выходу устройства для защиты от грозового разряда в вашей сети.

# 4: Используйте ИБП / сетевой фильтр

Избегайте использования незащищенных разветвителей электропитания, которые не защищают подключенное оборудование от падения, скачков напряжения и ударов молнии. Вместо этого используйте сетевые фильтры и устройства ИБП.

Подключите всё чувствительное электронное оборудование к ИБП или устройствам защиты от перенапряжений.

Помните, что термоэлементы лазерного принтера генерируют сильные скачки потребления электроэнергии, которые могут повредить блоки ИБП.

Носимые гаджеты представляют собой отдельную проблему. Убедитесь, что все сотрудники используют эффективные сетевые фильтры при поездках с ноутбуками.

Отличие короткого замыкания и тока перегрузки

Короткое замыкание не стоит путать с током перегрузки, основное отличие между авариями таких типов заключается в том, что при КЗ может быть повреждена изоляция, а в случае с перегрузкой, авария является следствием повреждения изоляции или других проблем в электросети

Важно отметить, что перегрузка электросети, продолжающаяся в течение определенного времени с большей вероятностью приведет к возникновению пожара, чем кратковременное замыкание

Вероятность возникновения возгорания при коротких замыканиях и токов перегрузки напрямую зависит от типа и характеристик используемых в электрических системах кабелей

Именно поэтому крайне важно грамотно подобрать проводку для любой электросети, чтобы она полностью соответствовала уровню нагрузки и особенностям эксплуатации. Хуже всего от возникновения пожаров защищены электрические кабели с изоляцией из резины и полиэтилена, потому профессиональные специалисты не рекомендуют использовать такие материалы, особенно при использовании скрытой проводки под штукатуркой

Лучше всего на практике себя показывают электрические кабели ВВГ Нг, имеющие надежную, негорючую изоляцию и не подвергающие опасности пользователей электросетей даже при возникновении аварийных ситуаций.

Установки надежных электрических кабелей недостаточно для обеспечения полной безопасности эксплуатации бытовой электросистемы. Гарантированно защитить пользователей от коротких замыканий и токов перегрузки могут лишь правильно подобранные по номиналам устройства защитного отключения (УЗО) и автоматические выключатели.

Возможные последствия

Даже незначительная перегрузка бытовой электросети может создать множество проблем и привести к серьезным последствиям. Перечислим их, чтобы Вы понимали всю серьезность этой проблемы:

  • Нагрев кабеля приводит к повреждению изоляции проводов, что может спровоцировать возникновение коротких замыканий и, как следствие, — пожара.
  • Частые аварийные автоматические отключения могут привести к потере данных на компьютерном оборудовании и вызвать сбои в работе электронных устройств.
  • Существенное повышение тока вызывает падение напряжения в участке цепи, что отражается на работе практически всех электроприборов.

Это далеко не полный список последствий. Как видите, наиболее серьезное из них может привести к тому, что возникнет пожар. Причем, как показывает печальная статистика, при перегрузках чаще всего из-за замыкания возникают возгорания, последствия которых намного серьезней, чем потеря информации из-за отключения автоматов.

Часто причины пожаров связаны с перегрузкой электросети

Это интересно: Утечка тока в квартире — причины возникновения и меры защиты

Токовая перегрузка это аварийный пожароопасный режим

Токовая перегрузка, это аварийный пожароопасный режим, при котором по элементу электросети проходит ток, превышающий номинальное значение, на которое рассчитан данный элемент (провод, кабель, устройство электрозащиты). В результате этого данный элемент электросети перегревается и в нем происходят различного рода изменения. Тепловые эффекты, сопровождающие этот режим и соответствующие повреждения элементов электроустановок, различаются в зависимости от кратности тока перегрузки, которая равна отношению величины рабочего тока к номинальному или длительно допустимому. Например, при перегрузках с кратностью не более двух в элементах электросети за короткое время не возникают заметные термические повреждения. Однако при длительной работе в этих же условиях происходит перегрев проводников или токопроводящих деталей, постепенное разрушение их изоляции со значительным снижением ее изоляционных свойств. Так, при температуре нагрева проводников выше 65 С° изоляция проводов высыхает и с течением некоторого времени теряет свою эластичность, в ней появляются трещины, приводящие к заметному снижению сопротивления изолирующего покрова жил и появлению токов утечки. При более высоких перегрузках за сравнительно короткое время могут произойти размягчение и деформация изоляционных покровов и даже металла жил проводов и токоведущих деталей. Как правило, после разрушения изоляции возникает короткое замыкание с характерными для него пожароопасными факторами.

Популярные статьи  Какие бывают повреждения в электроустановках и в чем их причины?

Основные неисправности электросети

Так, перегрузка проводов на 25% сокращает срок службы их примерно до 3-5 месяцев вместо 20 лет, а перегрузка на 50% приводит в негодность провода в течение нескольких часов.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Встал вопрос ребром: какая соковыжималка всё таки лучше шнековая или центробежная?

– несоответствие сечения проводников рабочему току (например, когда электропроводка к звонку выполняется телефонным проводом);

– параллельное включение в сеть не предусмотренных расчетом токоприемников без увеличения сечения проводников (например, подключение удлинителя с 3-4 розетками в одну рабочую);

– попадание на проводники токов утечки, молнии;

– повышение температуры окружающей среды.

Перегрузка электрической цепи: основные причины, как защититься

Кроме того, при перегрузке электросети приборы и аппараты, подключенные к ней, постоянно испытывают нехватку тока, что может привести к их аварийному выходу из строя.

В связи с этим, обратите внимание на паспортные данные электроприборов: силу тока и напряжение. Желательно, чтобы напряжение питания электроприборов отклонялось на максимально допустимую величину от 220 В (например, от 90 до 260 В)

Желательно, чтобы напряжение питания электроприборов отклонялось на максимально допустимую величину от 220 В (например, от 90 до 260 В).

При возникновении замыкания в цепи ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима.

При прохождении тока в таких местах за единицу времени выделяется большое количество теплоты. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их воспламенение, а при наличии взрывоопасных смесей взрыв.

Важно

В этом и заключается опасность ПС, которая усугубляется тем, что места с наличием переходных сопротивлений трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожара, так как электрический ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с ПС происходит только вследствие увеличения сопротивления.

Искрение и электродуга – результат прохождения тока через воздух.

Перегрузка электрической цепи: основные причины, как защититься

Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, когда вынимается электровилка из электророзетки), при пробое изоляции между проводниками, а также во всех случаях при наличии плохих контактов в местах соединения и оконцевания проводов и кабелей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и, при достаточной величине напряжения, происходит разряд, сопровождающийся свечением воздуха и треском (тлеющий разряд).

Общие принципы пожарной безопасности от искр, дуг, перегрузок, коротких замыканий и переходных сопротивлений.

– правильно производить соединение и оконцевание проводников;

– тщательно соединять провода и кабели (пайкой, сваркой, опрессовкой, специальными сжимами);

– правильно выбирать сечение проводников по нагреву электрическим током;

– ограничить параллельное включение токоприемников в сеть;

– создавать условия для охлаждения проводов электроприборов и аппаратов;

– применять только калиброванные плавкие предохранители или автоматические выключатели;

– проводить планово-предупредительные осмотры и измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей;

– устанавливать быстродействующие аппараты защиты

– защищать от окисления разъединяемые контакты.

Но разве люди, которые разработали интегральные схемы, уже не защищали чипы от электростатического разряда?

Это вполне законный вопрос, но ответ на него в целом не удовлетворительный: и да и нет. Да, микросхемы разработаны с устойчивостью по отношению к электростатическим разрядам, но в ситуациях, когда они находятся на технологической линии, а не когда они работают в конкретных системах и на них подано рабочее напряжение. Такой момент очень важен, потому что, если на операционный усилитель (ОУ) подается питание, он при воздействии разряда статического электричества может вести себя совершенно иначе, чем если бы он не был подключен к чему-либо. Например, воздействие электростатического разряда на компоненты РЭА без питания может рассеиваться внутренними защитными диодами. Однако подобное воздействие с поданным питанием способно привести к тому, что внутренние структуры ОУ будут проводить больше тока, чем тот, на который они рассчитаны. Это, естественно в зависимости от типа компонента и напряжений питания, может привести к выгоранию его внутреннего содержимого или как минимум входных цепей, от чего вам легче не будет.

Перегрузка электросети – основные причины

Основными причинами перегрузки электросети являются:

  • Неправильно распределенная нагрузка;
  • Включение в сеть неисправного прибора.

Неправильно распределенная нагрузка

Чаще, перегрузка в электросети не является неисправностью. Это скорее просчет при создании проекта электроснабжения квартиры и ее монтаже. Если в одну группу розеток включили большое количество розеток, при этом неправильно рассчитали номинал автомата защиты, то перегрузка неизбежна.

Перегрузка электрической цепи: основные причины, как защититься

Например, на кухне было две розетки. Решив увеличить количество розеток, мастера не позаботились о создании новой группы, а шлейфом смонтировали еще несколько розеток. Каждая отдельная розетка не перегружает цепь, а при включении нескольких приборов приводит к перегрузке.

Хочу напомнить, что при перегрузки электросети автоматические выключатели не срабатывают моментально, как при коротком замыкании. В устройстве автомата защиты, для защиты от перегрузки есть биметаллическая пластина, нагрев которой отключает аварийную цепь. Для нагрева пластины и отключения цепи при перегрузки требуется несколько минут.

Популярные статьи  Установка wincc под windows xp sp3

Поэтому, если у вас периодически срабатывают автоматы защиты, при включении бытовых приборов, то вполне вероятна перегрузка электросети и неправильное распределение нагрузки или неправильно подобранный номинал уставки автомата защиты.

Сложность предварительного расчета каждой группы розеток квартиры, создало одно простое правило монтажа. На одну розеточную группу не «вешайте» более 4 розеток. При таком распределении нагрузки в сочетании с медным кабелем 3×2,5 мм² и автоматом защиты в 25 Ампер, никогда не будет перегрузки групповой цепи.

Включение в сеть неисправного прибора

Но перегрузка электросети может появляться не только при неправильном распределении нагрузки. Неисправный электроприбор, вполне, может потреблять повышенный ток и приводить к перегрузке сети.

Если отключение автомата защиты происходит только при работе «подозреваемого» прибора, а мощность прибора не более 2500Вт, то прибор нужно ремонтировать или менять.

Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение

Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.

Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.

Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.

Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности

Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.

Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.

В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке

В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.

В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.

Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.

В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.

Область использования

Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.

Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.

Технические параметры

Таблица основных характеристик ОИН-1: Значение
1 Стандартное напряжение 220 В
2 Номинальный разрядный ток 6
3 Максимальный РТ 13
4 Остаточное напряжение 2200
5 Уровень защиты не ниже IР21
6 Температурный режим от -50 до +55
7 Параметры устройства (размеры) 80 × 17,5 × 66,5
8 Вес 0,12 кг
9 Срок службы 3–3,5 года

Принцип действия теплового автоматического выключателя

На графике справа показана зависимость сопротивления от температуры для стандартного теплового автоматического выключателя. У каждого производителя эта характеристика своя. TN обычно лежит в интервале 150-160 °C.

Подключение

Подключение трёхфазного электродвигателя со встроенным тепловым выключателем и реле перегрузки.

Обозначение TP на графике

Защита по стандарту IEC 60034-11:

TP 111 (постепенная перегрузка). Для того чтобы обеспечить защиту при блокировке ротора, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки.

Терморезисторы, встраиваемые в обмотки

Второй тип внутренней защиты — это терморезисторы, или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC). Терморезисторы встраиваются в обмотки электродвигателя и защищают его при блокировке ротора, продолжительной перегрузке и высокой температуре окружающей среды. Тепловая защита обеспечивается с помощью контроля температуры обмоток электродвигателя с помощью PTC датчиков. Если температура обмоток превышает температуру отключения, сопротивление датчика меняется соответственно изменению температуры.

В результате такого изменения внутренние реле обесточивают контур управления внешнего контактора. Электродвигатель охлаждается, и восстанавливается приемлемая температура обмотки электродвигателя, сопротивление датчика понижается до исходного уровня. В этот момент происходит автоматическое приведение модуля управления в исходное положение, если только он предварительно не был настроен на сброс данных и повторное включение вручную.

Если терморезисторы установлены на концах катушки самостоятельно, защиту можно классифицировать только как TP 111. Причина в том, что терморезисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, не могут реагировать так быстро, как если бы они изначально были встроены в обмотку.

Популярные статьи  Виды электрических конденсаторов

Система, чувствительная к температуре терморезистора, состоит из датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC), устанавливаемых последовательно, и твердотельного электронного выключателя в закрытом блоке управления. Набор датчиков состоит из трёх — по одному на фазу. Сопротивление в датчике остаётся относительно низким и постоянным в широком диапазоне температур, с резким увеличением при температуре срабатывания. В таких случаях датчик действует как твердотельный тепловой автоматический выключатель и обесточивает контрольное реле. Реле размыкает цепь управления всего механизма для отключения защищаемого оборудования. Когда температура обмотки восстанавливается до допустимого значения, блок управления можно привести в прежнее положение вручную.

Все электродвигатели Grundfos мощностью от 3 кВт и выше оснащены терморезисторами. Система терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) считается устойчивой к отказам, так как в результате выхода из строя датчика или отсоединении провода датчика возникает бесконечное сопротивление, и система срабатывает так же, как при повышении температуры, — происходит обесточивание контрольного реле.

Действие короткого замыкания на электрооборудование

Короткое замыкание – аварийный режим работы для электрической сети. При возникновении он оказывает на электрооборудование одновременно два действия:

  • электродинамическое;
  • термическое.

Согласно законам физики, при прохождении тока по двум проводникам, расположенным рядом, они взаимодействуют друг с другом. В зависимости от направления тока они либо притягиваются, либо отталкиваются. С увеличением тока и уменьшением расстояния сила взаимодействия увеличивается.

На этом принципе и происходит электродинамическое воздействие тока КЗ на шины, провода, обмотки электрических машин. На подстанциях и других энергообъектах, где значения токов замыкания достигают десятков и сотен тысяч ампер, после КЗ оборудование может прийти в полную негодность из-за механических разрушений. При этом само КЗ может произойти где-то в стороне.

Термическое воздействие основано на нагревании проводников при прохождении по ним электрического тока. При этом температура иногда повышается настолько, что провода или шины расплавляются.

В бытовых условиях ярче выражено термическое воздействие КЗ, динамическое можно не учитывать из-за небольших значений токов.

Нагревание и возгорание при токовой перегрузке. Пиролиз изоляции

Наряду с этим следует иметь в виду, что при перегрузке изолированного электропровода реализуется специфический способ нагревания изоляции и особый источник зажигания. Нагрев изоляции происходит одновременно по всей поверхности, которая контактирует с токопроводящей жилой, и сопровождается интенсивным образованием горючей смеси продуктов пиролиза с воздухом. Этот процесс при условии неотключения источника электропитания может продолжаться до полного разрушения проводника, которое произойдет, например, при достижении токоведущей жилой температуры плавления металла. Разрушение электропроводника может произойти по другому механизму, когда, например, ослабнет при температуре, близкой к температуре плавления металл проводника, свободно висящего на элементах конструкций, и проводник разрушится под действием собственного веса. Характерно, что при достижении этого момента произойдет разрыв жилы, сопровождающийся искровым разрядом, независимо от того, питается ли цепь от источника постоянного или переменного тока. Этот разряд является эффективным источником зажигания образовавшейся горючей смеси. При еще больших кратностях токов перегрузки источниками зажигания могут явиться нагретые до высокой температуры токопроводящие жилы и другие детали.

Следует также учитывать, что процесс прогрева и пиролиза изоляции происходит на всем протяжении токоведущей жилы, и поэтому возгорание может произойти на одном или даже нескольких наиболее теплонапряженных участках линии. Подобным тонкостям обучают на специализированных курсах, а к работе сотрудники допускаются только после аттестации промышленной безопасности.

Электросопротивление в местах перехода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через площадки действительного их соприкосновения также обусловливает локальный нагрев металла токопроводящих деталей и прилегающих материалов вплоть до появления источников зажигания. И чем большей будет токовая нагрузка, тем более интенсивным окажется разогрев контактного соединения, поскольку тепловая мощность прямо пропорциональна квадрату силы тока. Особенно опасно проявление эффекта нагрева контактных соединений в режиме затяжного короткого замыкания, при котором сила тока может превышать рабочий ток в сотни раз. Нередко это приводит к появлению вторичных очагов возгорания не только в месте короткого замыкания, но и на других участках, в местах, где оказываются при этом под токовой нагрузкой плохие контакты.

Действие короткого замыкания на электрооборудование

Короткое замыкание – аварийный режим работы для электрической сети. При возникновении он оказывает на электрооборудование одновременно два действия:

  • электродинамическое;
  • термическое.

Согласно законам физики, при прохождении тока по двум проводникам, расположенным рядом, они взаимодействуют друг с другом. В зависимости от направления тока они либо притягиваются, либо отталкиваются. С увеличением тока и уменьшением расстояния сила взаимодействия увеличивается.

На этом принципе и происходит электродинамическое воздействие тока КЗ

на шины, провода, обмотки электрических машин. На подстанциях и других энергообъектах, где значения токов замыкания достигают десятков и сотен тысяч ампер, после КЗ оборудование может прийти в полную негодность из-за механических разрушений. При этом само КЗ может произойти где-то в стороне.

Термическое воздействие

основано на нагревании проводников при прохождении по ним электрического тока. При этом температура иногда повышается настолько, что провода или шины расплавляются.

В бытовых условиях ярче выражено термическое воздействие КЗ, динамическое можно не учитывать из-за небольших значений токов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: