Hoe bedrading te beschermen tegen overbelasting en kortsluiting

De hoofdtaak van een elektricien is om bedrading betrouwbaar en veilig te maken. Ongevallen kunnen brand of een elektrische schok veroorzaken. Ongevallen ontstaan ​​door verhoogde stroom en kortsluiting. Als gevolg hiervan stroomt er te veel stroom door de geleiders, deze worden warm en er smelt isolatie op, vonken of een boog. In dit artikel zal ik het hebben over het beschermen van bedrading tegen overbelasting en kortsluiting.

Waarom kortsluiting door overbelasting gevaarlijk is - theorie

Om het gevaar van hoge stroom door draden te begrijpen, moet men zich twee belangrijke natuurwetten herinneren uit de cursus "elektriciteit en magnetisme". De eerste is de wet van Ohm:

De stroom in het circuit is direct evenredig met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand.

Dit betekent dat als het circuit een lage weerstand heeft, de stroom groot zal zijn, en als deze groot is, deze klein zal zijn, en ook met toenemende spanning, neemt de stroom mee toe. Dit lijkt vanzelfsprekend, maar voor beginners rijst vaak de vraag "waarom wordt een kortsluiting kort genoemd?" En wat gebeurt er lang? " Dat komt alleen omdat bij een kortsluiting de weerstand van het gesloten circuit ongeveer gelijk is:

R_KZ= R_LINES+ r + R_CONTACT,

waarbij R LINES de weerstand van de geleiders is, hangt af van hun doorsnede en lengte (R = po * L / S).

r is de interne weerstand van de stroombron. Eenvoudig gezegd, het hangt van het ontwerp af of het een galvanische cel is, of van de doorsnede van de draad in de transformatorwikkeling. Rcontact - overgang of contactweerstand - de waarde ervan is afhankelijk van het contactgebied van twee gesloten geleiders.

Het is ook de moeite waard om reactieve inductieve en capacitieve weerstanden te overwegen, maar in huishoudelijke bedrading kunt u dit probleem weglaten.

Dientengevolge wordt, wanneer het circuit gesloten is, de stroom alleen beperkt door de bovengenoemde weerstanden, en in de meeste gevallen zijn ze te verwaarlozen (fracties van Ohm, in het thuisnetwerk), zelfs met een weerstand van 1 Ohm bij een spanning van 220V, stroomt een stroom van 220V in het circuit, meestal berekend tegen uw bedrading bij 16-40A. Maar in de praktijk is de kortsluitstroom honderden en duizenden ampères!

De tweede wet die gezegd moet worden is de Joule-Lenz-wet, de handboeken zeggen erover:

De hoeveelheid afgegeven warmte per tijdseenheid in het beschouwde gedeelte van het circuit is evenredig met het product van het kwadraat van de huidige sterkte in dit gedeelte en de weerstand van het gedeelte.

Wat betekent dit Dat, hoe groter de weerstand van de geleider of de stroom erdoorheen, hoe meer warmte er op vrij komt. Dat wil zeggen, wanneer stroom door de draden vloeit, worden ze warm. Elke geleider heeft een specifieke weerstand.

Zodat de geleider niet oververhit raakt, selecteren ze de gewenste sectie voor een bepaalde stroom. Om de kern niet op te warmen, moet de warmte in de omgeving worden afgevoerd, hoe sneller het wordt afgevoerd, hoe groter het gebied waarmee het wordt verspreid.

In dit opzicht beginnen dunne draden onder hoge belasting op te warmen en worden warm, en dikke draden slagen erin om warmte naar buiten over te dragen en hun temperatuur blijft vrijwel ongewijzigd. Als de temperatuur van de geleider te hoog is, tot het rood worden van de kern, zal de isolatie smelten.

Aderdoorsnede - eerste stap naar bescherming tegen overbelasting

U weet waarschijnlijk dat voor elke belasting een draad of kabel met aders met een bepaalde doorsnede wordt gekozen, bijvoorbeeld om tabel Correcte keuze van de doorsnede van de aders van een populaire kabel van het merk VVG-NG-ls te beoordelen, tabel 1.3.4 van de PUE gebruiken. Het beschrijft de vereisten voor draden en kabels met rubber of polyvinylchloride (PVC) isolatie. Het houdt ook rekening met de legmethode en het aantal geleiders.

Omdat de geleiders met een marge worden gekozen, worden de elektriciens geleid door een eenvoudige regel: voor uitgangen is de draad 2,5 mm² en voor verlichting - 1,5 mm². In de meeste gevallen is dit voldoende.

Volgens deze tabel controleert u de berekende waarden van de doorsnede en of de kernen een dergelijke stroomdichtheid kunnen weerstaan ​​zonder oververhitting en andere problemen.

Zie dit artikel voor meer informatie over dit probleem:Dwarsdoorsnede-oppervlak van draden en kabels, afhankelijk van de huidige sterkte, berekening van de vereiste kabeldoorsnede

De eerste stap naar bescherming tegen overbelasting is dus het leggen van goede bedrading van een koperen kabel van het type VVG-NG-ls of NYM. Houd er rekening mee dat bij het kopen van kabelproducten 'op de markt', producten die niet in overeenstemming met GOST zijn geproduceerd mogelijk op u wachten, wat betekent dat de werkelijke doorsnede waarschijnlijk kleiner is dan de opgegeven. Het resultaat is dat het lijkt alsof de kabel is gelegd "wat je nodig hebt", maar als gevolg van de verbinding verbranden ze, worden de draden verwarmd en smelt de isolatie.

Beschermende uitrusting

Stroomonderbreker - Dit is het belangrijkste schakelapparaat voor het beschermen van bedrading tegen overbelasting en kortsluiting. Mensen noemen ze machinegeweren en ten onrechte "packers" (wat fundamenteel verkeerd is). We hebben in het artikel gesproken over hoe het werkt Het apparaat en het werkingsprincipe van de stroomonderbreker

Het belangrijkste om te onthouden is dat de stroomonderbreker de kabel, het snoer of de draad beschermt tegen brand of doorbranden, maar niet voor apparatuur of mensen.

Kortom, er zijn twee releases in de stroomonderbreker - elektromagnetisch en thermisch. Elektromagnetische uitschakelingen wanneer er een sterke overstroom is (eenheden en tientallen keren groter dan de nominale stroom), bijvoorbeeld met een kortsluiting en thermisch met een lichte overbelasting, bijvoorbeeld met 20-50%.

Dus als u veel elektrische apparaten inschakelt - de thermische afgifte zal opwarmen, dit is een bimetaalplaat, die buigt bij verhitting. Door het te buigen, wordt het uitschakelmechanisme van de stroomonderbreker in beweging gezet, waardoor het circuit stroomloos wordt.

Elektromagnetische afgifte - Dit is een solenoïde waarin zich een kern bevindt. Wanneer een grote stroom vloeit, duwt de solenoïde op de kern en drijft het afsluitmechanisme aan. Dit is een soort stroomrelais.

De veiligheid van het gebruik hangt af van de juiste keuze van de beoordeling en het type tijdstroom, kenmerken.

Nominale stroom stroomonderbreker kies op basis van de doorvoer van het zwakste punt in de bedrading. Bijvoorbeeld, ongeacht welke kabel u op de uitgangen legt, kijk naar wat erop staat; in de meeste huishoudelijke uitgangen ziet u 16 ampère en soms 10 ampère.

Daarom wordt de beoordeling van de stroomonderbreker geselecteerd op 16A. Als u bijvoorbeeld besluit om een ​​automatische machine met een nominale stroom van 32A te plaatsen, op basis van overwegingen "er zijn verschillende stopcontacten en de kabel kan het aan, het is 2,5 - 4 mm²", dan gaat het er doorheen wanneer het is aangesloten op een enkel stopcontact via een kachelverlenging en een haardroger. de stroom is groter dan 16A, als gevolg daarvan beginnen de contacten op te warmen en smelt de behuizing.

Als u de apparaten niet op tijd loskoppelt, worden de contacten bij verhitting bedekt met roet, zullen de delen van het lichaam smelten en zullen de metalen staven die de plug vasthouden uitzetten en het contact verzwakken. Vanwege welke de contactweerstand zal toenemen en de verwarming nog intenser zal optreden, zal de uitlaat gaan sprankelen en roken, totdat het behang of de muren waarin het is geïnstalleerd ontsteekt.

Tijdstroom karakteristiek, eenvoudig gezegd, dit is een kenmerk dat laat zien hoe snel de machine wordt uitgeschakeld in geval van overbelasting. In een elektrisch paneel thuis gebruiken ze vaak machines van klasse B en C.

De tweede regel is om stroomonderbrekers te installeren met een nominale stroom die de zwakste schakel in de bedrading niet overschrijdt.Als u meer consumenten nodig hebt om tegelijkertijd te kunnen werken - verdeel de stopcontacten in groepen in elke kamer en leg een afzonderlijke kabel voor hen (radiaal bedradingsschema).

Differentiële lekbescherming

En tot op de dag van vandaag geloven de stedelingen, die een RCD hebben geïnstalleerd, om de een of andere reden dat het zal beschermen tegen overbelasting of kortsluiting, ook een fout.

RCD - beschermend uitschakelapparaat, ontworpen om te beschermen tegen stroomlekkage. Dit is nodig voor: het beschermen van een persoon tegen per ongeluk aanraken van onder spanning staande delen (blootliggende draden, het geval van een beschadigd elektrisch apparaat), evenals stroomlekkage naar geaarde behuizingen, pijpleidingen, elementen van bouwconstructies en meer.

De aardlekschakelaar bewaakt hoeveel stroom door de fase is gegaan en hoeveel langs de neutrale geleider, als er een verschil is tussen de draden, dan is er een lek opgetreden en zijn de stroomcontacten geopend.

Dit zorgt voor de veiligheid van mensen, en vermindert ook het risico van verdere lekkage tot kortsluiting, als isolatie wordt beschadigd, wat vooral belangrijk is in een houten huis, bijvoorbeeld.

Een ander type veiligheidsapparaat is Noodstopschakelaars, combineert de functies van een aardlekschakelaar en een stroomonderbreker. In de onderstaande afbeelding ziet u hoe u een difavtomat (links) van een RCD (rechts) kunt onderscheiden, de verschillen in het diagram en in de markering.

Aardlekschakelaars en difiltomata worden altijd uitgevoerd in een bipolaire of vierpolige vorm van respectievelijk eenfase- en driefasige circuits. Volgens de PUE p. 1.7.80, mag alleen worden gebruikt als die er is aardingdat wil zeggen dat ze in een tweedraads netwerk niet mogen worden gebruikt. Dit is echter een controversieel probleem dat in dit artikel niet zal worden behandeld.

Power limiter

Het volgende apparaat verbreekt de belasting in geval van overmatig vermogen. Dit is een vermogensbeperkend relais. Een voorbeeld van een dergelijk apparaat is een enkelfasige OM-110 of driefasige OM-310, er zijn andere modellen - dit zijn bijvoorbeeld slechts.

Hoewel dit apparaat niet inherent beschermend is en het in grotere mate door stroomvoorziening of netwerkbedrijven wordt gebruikt om het elektriciteitsverbruik dat hoger is dan normaal te regelen en te beperken of om deze waarde in een noodgeval te verlagen. Het product controleert het stroomverbruik en schakelt de consument, indien overschreden, uit.

Desondanks staat het apparaat geen overbelasting van de bedrading toe als u de parameters van de werking ervan correct instelt. Als u meer wilt weten over dergelijke apparaten, schrijf dan in de comments en wij zullen u erover vertellen.

Conclusie - 3 regels zodat er geen kortsluiting en overbelasting is

Veiligheid en duurzaamheid van elektrische bedrading liggen op drie pijlers:

1. De juiste keuze van de doorsnede van kabelproducten.

2. Installatie van stroomonderbrekers en andere beveiligingsapparatuur met de gewenste waarden. Koop ze alleen in gecertificeerde winkels om niet nep te lopen, geef de voorkeur aan merken zoals ABB, Schneider Electric en van goedkopere - binnenlandse KEAZ (Kursk).

3. De juiste werking van elektrische apparatuur.

Met "goede werking" bedoel ik:

1. Tijdige vervanging en aansnijden van klemmenblokken van bedradingsaccessoires - automatische apparaten, aardlekschakelaars, lichtschakelaars, stopcontacten.

2. De rationele verdeling van de belasting over stopcontacten - steek geen krachtige elektrische apparaten in T-stukken en verlengsnoeren, zodat u het stopcontact of de kabel die het voedt overbelast (zie - Waarom het gevaarlijk is om T-stukken en verlengsnoeren te gebruiken).

3. Zorgvuldige omgang met elektrische apparaten - laat geen water of metalen voorwerpen in huishoudelijke apparaten komen zodat er geen kortsluiting ontstaat. Inderdaad, zelfs als de stroomonderbrekers en de kabel zijn geïnstalleerd, moet u onthouden dat de stroomonderbrekers soms kleven of langzaam werken, waardoor de verbindingen in de elektrische kasten worden geactiveerd.

4. Gebruik bij het repareren van apparaten en het installeren of onderhouden van bedrading hoogwaardige isolatie die goed blijft plakken of krimpkous. Vermijd draaien - verbind de draden door solderen, lassen, moffen of klemmenblokken. Op deze manier vermijdt u kortsluiting door slechte isolatie of verwarming van de verbindingen in de aansluitdozen.