كيفية حماية الأسلاك من الحمل الزائد ودائرة كهربائية قصيرة

المهمة الرئيسية لفني الكهرباء هي جعل الأسلاك موثوقة وآمنة. قد تؤدي الحوادث إلى نشوب حريق أو صدمة كهربائية. الحوادث تحدث بسبب زيادة الدوائر الحالية والقصيرة. نتيجة لذلك ، يتدفق الكثير من التيار عبر الموصلات ، حيث يتم تسخينها ويذوب العزل عليها أو يحدث شرارة أو يحدث قوس. في هذه المقالة سوف أتحدث عن كيفية حماية الأسلاك من الحمل الزائد ودائرة قصر.

لماذا الزائد الدوائر القصيرة هي خطيرة - نظرية

لفهم خطر ارتفاع التيار المتدفق عبر الأسلاك ، يحتاج المرء إلى تذكر قانونين مهمين للفيزياء من خلال "الكهرباء والمغناطيسية". الأول قانون أوم:

التيار في الدائرة يتناسب طرديا مع الجهد ويتناسب عكسيا مع المقاومة.

هذا يعني أنه إذا كانت الدائرة منخفضة المقاومة ، فسيكون التيار كبيرًا ، وإذا كان كبيرًا ، فسيكون صغيرًا ، وأيضًا مع زيادة الجهد ، ويزداد التيار مع ذلك. يبدو هذا واضحًا ، ولكن بالنسبة للمبتدئين غالبًا ما يطرح السؤال "لماذا تسمى دائرة قصر؟" وماذا يحدث طويل؟ " هذا فقط لأنه مع وجود دائرة كهربائية قصيرة ، تكون مقاومة الدائرة المغلقة متساوية تقريبًا:

R_KZ= ص_LINES+ ص + ص_{الاتصال},

حيث R LINES هي مقاومة الموصلات ، يعتمد على المقطع العرضي والطول (R = po * L / S).

r هي المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة. بعبارات بسيطة ، يعتمد على التصميم إذا كانت خلية كلفانية ، أو على المقطع العرضي للسلك في لف المحولات. Rcontact - انتقال أو مقاومة التلامس - تعتمد قيمته على منطقة الاتصال الخاصة بموصلين مغلقين.

تجدر الإشارة أيضًا إلى المقاومة المقاومة الاستقرائية والسعوية ، ولكن في الأسلاك المنزلية ، يمكنك تجاهل هذه المشكلة.

نتيجة لذلك ، عندما تكون الدائرة مغلقة ، فإن التيار يكون محدودًا فقط بالمقاومات المذكورة أعلاه ، وفي معظم الحالات لا يكاد يذكر (كسور أوم ، في الشبكة الكهربائية المنزلية) ، حتى مع وجود مقاومة 1 أوم عند جهد 220 فولت ، فإن تيارًا من 220 فولت سوف يتدفق في الدائرة ، ويتم حسابه في المعتاد ضد الأسلاك في 16-40A. لكن في الممارسة العملية ، فإن تيار الدائرة القصيرة هو مئات وآلاف الأمبيرات!

القانون الثاني الذي يجب قوله هو قانون جول لينز ، والكتب المدرسية تقول عن ذلك:

تتناسب كمية الحرارة المنبعثة لكل وحدة زمنية في القسم المدروس من الدائرة مع ناتج مربع القوة الحالية في هذا القسم ومقاومة القسم.

ماذا يعني هذا؟ كلما زادت مقاومة الموصل أو التيار من خلاله ، سيتم إطلاق المزيد من الحرارة عليه. وهذا هو ، عندما يتدفق التيار عبر الأسلاك ، فإنها تسخن. كل موصل لديه مقاومة محددة.

بحيث لا يسخن الموصل ، فإنهم يختارون القسم المرغوب فيه لتيار معين. من أجل عدم تسخين القلب ، يجب تبديد الحرارة في البيئة ، حيث يتم تبديدها بشكل أسرع ، كلما كانت المساحة التي تشتت بها أكبر.

في هذا الصدد ، تبدأ الأسلاك الرفيعة ذات الأحمال العالية في الاحماء وتصبح ساخنة ، وتتمكّن الأسلاك السميكة من نقل الحرارة إلى الخارج ، وتبقى درجة حرارتها على حالها تقريبًا. إذا كانت درجة حرارة الموصل عالية جدًا ، حتى درجة حرارة اللب الأساسية ، فسوف يذوب العزل.

موصل المقطع العرضي - الخطوة الأولى نحو حماية الزائد

ربما تعلم أنه لكل حمل يتم اختيار سلك أو كابل مزود بأسلاك من مقطع عرضي معين ، على سبيل المثال ، لتقييم الاختيار الصحيح للمقطع العرضي من الأسلاك الخاصة بكبل العلامة التجارية VVG-NG-ls الشهير ، استخدم الجدول 1.3.4 من PUE. يصف متطلبات الأسلاك والكابلات مع عزل المطاط أو كلوريد البوليفينيل (PVC). كما يأخذ في الاعتبار طريقة وضع وعدد الموصلات.

منذ اختيار الموصلات بهامش ، يتم توجيه الكهرباء بواسطة قاعدة بسيطة: للمنافذ ، السلك 2.5 مم ² ، والإضاءة - 1.5 مم ². في معظم الحالات ، هذا يكفي.

وفقًا لهذا الجدول ، يمكنك التحقق من القيم المحسوبة للمقطع العرضي وما إذا كان بإمكان النوى الصمود أمام هذه الكثافة الحالية دون ارتفاع درجة الحرارة وغيرها من المشكلات.

لمزيد من التفاصيل حول هذه المشكلة ، راجع هذه المقالة:مساحة المقطع العرضي للأسلاك والكابلات ، اعتمادًا على القوة الحالية ، حساب المقطع العرضي للكابل المطلوب

لذلك ، فإن الخطوة الأولى للحماية من الحمولة الزائدة هي وضع أسلاك جيدة من كابل نحاسي من النوع VVG-NG-ls أو NYM. يرجى ملاحظة أنه عند شراء منتجات الكابلات "في السوق" ، قد تكون المنتجات المصنعة غير المتوافقة مع GOST في انتظارك ، مما يعني أن المقطع العرضي الحقيقي من المحتمل أن يكون أقل من القسم المحدد. والنتيجة هي أنه يبدو أن الكبل قد وضع "ما تحتاج إليه" ، ولكن كنتيجة للتوصيل الذي أحرقوه ، يتم تسخين الأسلاك ، ويذوب العزل.

معدات الحماية

قاطع الدائرة - هذا هو جهاز التبديل الرئيسي لحماية الأسلاك من الحمل الزائد والدوائر القصيرة. يسميها الناس بمدافع رشاشة و "تعبئة" عن طريق الخطأ (وهذا خطأ أساسي). تحدثنا عن كيف يعمل في المقال الجهاز ومبدأ تشغيل قاطع الدائرة

الشيء الرئيسي الذي يجب تذكره هو أن قاطع الدائرة يحمي الكابلات أو الأسلاك أو الأسلاك من الحريق أو الإرهاق ، ولكن ليس المعدات أو الأشخاص.

باختصار ، هناك إصداران في قاطع الدائرة - الكهرومغناطيسي والحراري. تنطلق الرحلات الكهرومغناطيسية عندما يكون هناك فائض قوي في التيار (الوحدات وعشرات المرات أكبر من التيار المقدر) ، على سبيل المثال ، مع دائرة كهربائية قصيرة ، وحرارية ذات حمل زائد طفيف ، على سبيل المثال ، بنسبة 20-50٪.

وبالتالي ، إذا قمت بتشغيل الكثير من الأجهزة الكهربائية - سيتم تسخين الاصدار الحراري ، فهذه لوحة ثنائية المعدن ، تنحني عند تسخينها. من خلال الانحناء ، ستعمل على تفعيل آلية تعطل قاطع الدائرة ، وبالتالي يتم إلغاء تنشيط الدائرة.

الافراج الكهرومغناطيسي - هذا هو الملف اللولبي الذي يوجد فيه جوهر. عندما يتدفق تيار كبير ، فإن الملف اللولبي يدفع النواة ويدفع آلية الإغلاق. هذا هو نوع من التتابع الحالي.

تعتمد سلامة استخدامه على الاختيار الصحيح للتصنيف ونوع خصائص الوقت الحالي.

قواطع دوائر تصنيف الحالية اختيار بناء على الإنتاجية من أضعف نقطة في الأسلاك. على سبيل المثال ، بغض النظر عن الكبل الذي تضعه على المنافذ ، انظر إلى ما هو مكتوب عليه ؛ في معظم المنافذ المنزلية سترى 16 أمبير ، وأحيانًا 10 أمبير.

لذلك ، يتم تحديد تصنيف قاطع الدائرة في 16A. على سبيل المثال ، إذا قررت وضع آلة أوتوماتيكية بتيار مقنن 32A ، على أساس اعتبارات "هناك عدة مآخذ ، ويمكن للكابل أن يتحملها ، فهو يتراوح من 2.5 إلى 4 مم²" ، ثم عند توصيله بمقبس واحد من خلال ملحق سخان ومجفف شعر ، فسوف يمر عبره التيار أكبر من 16A ، ونتيجة لذلك ، تبدأ جهات الاتصال في عملية الاحماء ، وتذوب العلبة.

إذا لم تقم بفصل الأجهزة في الوقت المناسب ، فعند تسخينها ، سيتم تغطية جهات الاتصال بالسخام ، وسوف تذوب أجزاء الجسم ، وستتوسع القضبان المعدنية التي تحمل القابس وستضعف جهة الاتصال. بسبب زيادة مقاومة التلامس وسيحدث التسخين بشكل أكثر كثافة ، سيبدأ المخرج في التألق والدخان ، حتى يتم إشعال ورق الحائط أو الجدران التي يتم تثبيتها فيه.

الوقت الحالي سمة، بعبارات بسيطة ، هذه خاصية توضح مدى سرعة تشغيل الجهاز في حالة التحميل الزائد. في لوحة كهربائية منزلية يستخدمونها غالبًا آلات الفئة B و C.

القاعدة الثانية هي تثبيت قواطع الدائرة مع تيار تصنيف لا يتجاوز أضعف حلقة في الأسلاك.إذا كنت بحاجة إلى المزيد من المستهلكين حتى يتمكنوا من العمل في وقت واحد - قسّم المقابس إلى مجموعات في كل غرفة ، ثم ضع كابلًا منفصلًا لهم (مخطط الأسلاك الشعاعية).

حماية التسرب التفاضلية

وحتى يومنا هذا ، يعتقد سكان المدينة ، بعد تثبيت التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية ، لسبب ما ، أنه سيحمي من الحمل الزائد أو ماس كهربائى ، وهذا خطأ أيضًا.

RCD - جهاز إغلاق وقائي ، مصمم للحماية ضد التسرب الحالي. يعد ذلك ضروريًا من أجل: حماية الشخص من لمس الأجزاء الحية عن طريق الخطأ (الأسلاك العارية ، وحالة الأجهزة الكهربائية التالفة) ، وكذلك التسرب الحالي للمباني المؤرضة ، وخطوط الأنابيب ، وعناصر هياكل المباني ، والمزيد.

يراقب RCD مقدار التيار الذي مر خلال المرحلة ومدى طول الموصل المحايد ، إذا كان هناك فرق بين الأسلاك ، فقد حدث تسرب وفتح اتصالات الطاقة.

هذا يضمن سلامة الناس ، وكذلك يقلل من خطر حدوث مزيد من التسرب إلى دائرة كهربائية قصيرة ، في حالة تلف العزل ، وهو أمر مهم بشكل خاص في منزل خشبي ، على سبيل المثال.

نوع آخر من جهاز السلامة هو قواطع الدوائر الكهربائية في حالات الطوارئ، يجمع بين وظائف RCD وقاطع الدائرة. في الشكل أدناه ، ترى كيفية التمييز بين difavtomat (يسار) من التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية (يمين) ، والاختلافات في الرسم البياني ووضع العلامات.

دائماً ما يتم تنفيذ RCDs و difiltomata في شكل ثنائي القطب أو أربعة القطب من الدوائر أحادية الطور وثلاث مراحل ، على التوالي. وفقًا لـ PUE p. 1.7.80 ، يجب استخدامه فقط إذا كان هناك أساس، في شبكة من سلكين لا يُسمح باستخدامها. ومع ذلك ، هذه قضية مثيرة للجدل في هذه المقالة لن يتم النظر فيها.

محدد الطاقة

يقوم الجهاز التالي بفصل الحمل في حالة الطاقة الزائدة. هذا هو الحد من السلطة التتابع. مثال على هذا الجهاز هو OM-110 أحادي الطور أو OM-310 ثلاثي الطور ، وهناك طرز أخرى - هذه فقط على سبيل المثال.

على الرغم من أن هذا الجهاز ليس واقيًا بطبيعته ويستخدم إلى حد كبير من قبل شركات الإمداد بالطاقة أو شركات الشبكات للتحكم والحد من استهلاك الكهرباء أعلى من المعدل الطبيعي أو لتقليل هذه القيمة في حالات الطوارئ. يراقب المنتج استهلاك الطاقة ، وإذا تم تجاوزه ، يقوم بإيقاف تشغيل المستهلك.

ومع ذلك ، لن يسمح الجهاز بالحمل الزائد للأسلاك إذا قمت بتعيين معلمات التشغيل بشكل صحيح. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن هذه الأجهزة ، فاكتب في التعليقات وسنخبرك بها.

خاتمة - 3 قواعد بحيث لا يوجد ماس كهربائى والأحمال الزائدة

تقع سلامة ومتانة الأسلاك الكهربائية على ثلاثة أعمدة:

1. الاختيار الصحيح للمقطع العرضي لمنتجات الكابلات.

2. تركيب قواطع الدائرة وغيرها من أجهزة الحماية من التصنيفات المطلوبة. قم بشرائها فقط في المتاجر المعتمدة حتى لا تصطدم بمزيفة ، واعط الأفضلية لماركات مثل ABB ، و Schneider Electric ، ومن الماركات الأرخص - KEAZ (Kursk) المحلية.

3. التشغيل السليم للمعدات الكهربائية.

بعبارة "التشغيل السليم" أعني:

1. في الوقت المناسب استبدال وتطرق كتل طرفية من الملحقات الأسلاك - الأجهزة التلقائية ، RCD ، مفاتيح الإضاءة ، مآخذ.

2. التوزيع الرشيد للتحميل على المنافذ - لا تقم بإدخال الأجهزة الكهربائية القوية في المحملات وأسلاك التمديد ، بحيث يمكنك زيادة التحميل على المخرج أو الكابل الذي يوفره (انظر - لماذا هو خطير لاستخدام المحملات وأسلاك التمديد).

3. المعالجة الدقيقة للأجهزة الكهربائية - لا تسمح بدخول الماء أو الأجسام المعدنية داخل الأجهزة المنزلية حتى لا تحدث دائرة كهربائية قصيرة. في الواقع ، حتى لو تم تثبيت قواطع الدائرة والكبل ، فيجب أن تتذكر أن قواطع الدائرة تعمل في بعض الأحيان أو تعمل ببطء ، ونتيجة لذلك يتم حرق التوصيلات في الصناديق الكهربائية.

4. عند إصلاح الأجهزة وتثبيت أو صيانة الأسلاك ، استخدم عزل عالي الجودة يتمسك بشكل جيد أو أنابيب الحرارة يتقلص. تجنب الالتواء - قم بتوصيل الأسلاك عن طريق اللحام أو اللحام أو الكتل أو الكتل الطرفية. وبهذه الطريقة تتجنب الدوائر القصيرة بسبب سوء العزل أو تسخين التوصيلات في مربعات الوصلات.