КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ

Короткое замыкание

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ — не предусмотренное нормальными условиями работы соединение точек электрической цепи, имеющих различные потенциалы, друг с другом или с другими цепями через малое сопротивление (например, при касании неизолированных проводов электрической сети между собой).

Пожарная опасность (см. ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТА ЗАЩИТЫ) короткого замыкания в электропроводках связана в основном с высокой температурой дуги в зоне замыкания (около 2000–4000 °С) и характеризуется такими показателями, как:

· способность изоляции кабеля и провода возгораться от нагрева токопроводящей жилы током или дугой короткого замыкания;

· способность образования в момент короткого замыкания расплавленных (горящих) частиц проводниковых материалов, которые, разлетаясь на значительные расстояния, могут создавать самостоятельные очаги пожаров (см. ОЧАГ ПОЖАРА).

Непосредственно с высокой пожарной опасностью короткого замыкания в электропроводках связана проблема определения их действительной причастности к возникающим пожарам (см. ПОЖАР) [3].

Причины возникновения короткого замыкания

Высокое напряжение. В момент скачка напряжения выше допустимых параметров присутствует возможность электрического пробоя изоляции проводника или электрической схемы. В результате развивается утечка тока до размеров короткого замыкания с созданием кратковременного стабильного дугового разряда.

Старая изоляция. Жилые и промышленные фонды, не проводившие замену электрической проводки, — это первые претенденты на спонтанные короткие замыкания. Любая изоляция, используемая в электропроводке, имеет свой ресурс. Со временем она разрушается под воздействием внешних факторов, что и приводит к возникновению замыкания.

Внешнее механическое воздействие. Снятие изоляции с провода, ее перетирание и прочее воздействие на защитную оболочку, ослабляющее ее свойства, рано или поздно вызовут возгорание и короткое замыкание. К примеру, в быту часто причиной возникновения короткого замыкания является повреждение проводки при сверлении стен.

Посторонние предметы. Сюда относится пыль различного происхождения, мелкие животные, детали с соседних узлов, волей случая попавших на электрические проводники, вызвав и развив таким образом короткое замыкание.

Прямой удар молнии. Происходит то же, что и при перенапряжении.

Виды коротких замыканий

Короткое замыкание в электроустановке — замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительности режима.

Короткое замыкание на землю в электроустановке — короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.

Короткое замыкание с землей в электроустановке — короткое замыкание в электроустановке, сопровождающееся контактированием точки короткого замыкания с землей.

Однофазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяется только одна фаза.

Двухфазное короткое замыкание — короткое замыкание между двумя фазами в трехфазной электроэнергетической системе.

Двухфазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяются две фазы.

Двухфазное короткое замыкание с землей — двухфазное короткое замыкание в трехфазной электроэнергетической системе с незаземленными или резонансно-заземленными нейтралями силовых элементов, сопровождающееся контактированием точки короткого замыкания с землей.

Двойное короткое замыкание на землю в электроустановке — совокупность двух однофазных коротких замыканий на землю в различных, но электрически связанных частях электроустановки.

Трехфазное короткое замыкание — короткое замыкание между тремя фазами в трехфазной электроэнергетической системе.

Трехфазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяются три фазы.

Трехфазное короткое замыкание с землей — трехфазное короткое замыкание в трехфазной электроэнергетической системе с незаземленными или резонансно-заземленными нейтралями силовых элементов, сопровождающееся контактированием точки короткого замыкания с землей.

Повторное короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке при автоматическом повторном включении коммутационного электрического аппарата поврежденной цепи.

Видоизменяющееся короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке с переходом одного вида короткого замыкания в другой.

Устойчивое короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, условия возникновения которого сохраняются во время бестоковой паузы коммутационного электрического аппарата.

Неустойчивое короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, условия возникновения которого самоликвидируются во время бестоковой паузы коммутационного электрического аппарата.

Симметричное короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, при котором все ее фазы находятся в одинаковых условиях.

Несимметричное короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, при котором одна из ее фаз находится в условиях, отличных от условий других фаз.

Удаленное короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, при котором амплитуда периодической составляющей тока данного источника энергии в начальный и произвольный моменты времени практически одинаковы.

Близкое короткое замыкание — короткое замыкание в электроустановке, при котором амплитуда периодической составляющей тока данного источника энергии в начальный и в произвольный моменты времени существенно отличается.

Неудаленное короткое замыкание — близкое короткое замыкание на присоединенной к выключателю воздушной электрической линии, находящейся от него на расстоянии от нескольких сотен метров до нескольких километров, при котором условия отключения существенно утяжеляются [1].

Последствия короткого замыкания

При коротком замыкании резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что по закону Джоуля-Ленца приводит к значительному тепловыделению. Как следствие, возможно расплавление электрических проводов с последующим возникновением возгорания и распространением пожара.

Короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить ее функционирование в целом. У других потребителей может снизиться питающее напряжение, что может привести к повреждению устройства. В трехфазных сетях при коротких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжелые системные аварии.

Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры:

1. Ограничение тока от короткого замыкания:

· устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;

· применяют распараллеливание электрических цепей, то есть отключение секционных и шиносоединительных выключателей;

· используют понижающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения;

· используют отключающее оборудование — быстродействующие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания (плавкие предохранители и автоматические выключатели).

2.      Применение устройств релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи.

Литература:

1. ГОСТ 26522-2023 Короткие замыкания в электроустановках. Термины и определения

2. Смелков Г.М. Пожарная опасность электропроводок при аварийных режимах — М., 1984 г.

3. Энциклопедия «Пожарная безопасность», ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019 г.