Что такое короткое замыкание

Что такое короткое замыкание: определение, объяснение для «чайников»

Мы часто слышим «Произошло короткое замыкание», «В цепи коротнуло». Сразу понятно, что случилось что-то незапланированное и нехорошее. Но почему замыкание именно короткое, а не длинное? Покончим с неопределенностью и разберемся, что именно происходит при коротком замыкании в электрической цепи.

Что такое короткое замыкание (КЗ)

Электрический скат плавает в океане и не устраивает КЗ, вполне обходясь без знания закона Ома. Нам же для понимания природы и причин короткого замыкания этот закон просто необходим. Так что, если вы еще не успели, читаем про закон Ома, силу тока, напряжение, сопротивление и прочие прекрасные физические понятия.

Теперь, когда вы все это знаете, можно привести определение короткого замыкания из физики и электротехники:

Короткое замыкание – это соединение двух точек электрической цепи с различными потенциалами, не предусмотренное нормальным режимом работы цепи и приводящее к критичному росту силы тока в месте соединения.

КЗ приводит к образованию разрушительных токов, превышающих допустимые величины, выходу приборов из строя и повреждениям проводки. Почему это происходит? Детально разберем, что творится в цепи при коротком замыкании.

Возьмем самую простую цепь. В ней есть источник тока, сопротивление и провода. Причем, сопротивлением проводов можно пренебречь. Такой схемы вполне достаточно для понимания сути КЗ.

Простейшая электрическая цепь

В замкнутой цепи действует закон Ома: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Иначе говоря, чем меньше сопротивление, тем больше сила тока.

Точнее, для нашей цепи закон Ома запишется в следующем виде:

Здесь r – внутреннее сопротивление источника тока, а греческая буква эпсилон обозначает ЭДС источника.

Что понимают под силой тока короткого замыкания? Если сопротивления R в нашей цепи не будет, или оно будет очень маленьким, то сила тока увеличится, и в цепи потечет ток короткого замыкания:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Виды коротких замыканий и их причины

В быту короткие замыкания бывают:

• однофазные – когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего;
• двухфазные – когда одна фаза замыкается на другую;
• трехфазные – когда замыкаются сразу три фазы. Это самый проблемный вид КЗ.

Например, утром в воскресенье ваш сосед за стенкой соединяет фазу и ноль в розетке, включив в нее перфоратор. Это значит, что цепь замыкается, и ток идет через нагрузку, то есть через включенный в розетку прибор.

Если же сосед соединит провода фазы и нуля в розетке без подключения нагрузки, то в цепи возникнет КЗ, но вы сможете поспать подольше.

Тем, кто не знает, для лучшего понимания полезно будет почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Короткое замыкание называют коротким, так как ток при таком замыкании цепи как бы идет по короткому пути, минуя нагрузку. Контролируемое или длинное замыкание – это обычное, привычное всем включение приборов в розетку.

Защита от короткого замыкания

Сначала о том, какие последствия может вызвать КЗ:

1. Поражение человека электрическим током и выделяющимся теплом.
2. Пожар.
3. Выход из строя приборов.
4. Отключение электричества и отсутствие интернета дома. Как следствие — вынужденная необходимость читать книги и ужинать при свечах.

КЗ — возможная причина пожара

Как видите, короткое замыкание – враг и вредитель, с которым нужно бороться. Какие есть способы защиты от короткого замыкания?

Почти все они основаны на том, чтобы быстро разомкнуть цепь при обнаружении КЗ. Это можно сделать с помощью разных аппаратов защиты от короткого замыкания.

Почти во всех современных электроприборах есть плавкие предохранители. Большой ток просто расплавляет предохранитель, и цепь разрывается.

В квартирах используются автоматы защиты от короткого замыкания. Это автоматические выключатели, рассчитанные на определенный рабочий ток. При повышении силы тока автомат срабатывает, разрывая цепь.

Для защиты промышленных электродвигателей от коротких замыканий используются специальные реле.

Автомат защиты от КЗ

Теперь вы можете легко дать определение короткому замыканию, заодно знаете про закон Ома, а также фазу и ноль в электричестве. Желаем всем не устраивать коротких замыканий! А если у вас в голове «замкнуло» и совершенно нет сил на какую-то работу, наш студенческий сервис всегда поможет с ней справиться.

А напоследок видео о том, как НЕ НУЖНО обращаться с электрическим током.

• Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа от 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Что такое короткое замыкание

При оплаті замовлення банківською картою, обробка платежу (включаючи введення номера карти) відбувається на захищеній сторінці процессинговой системи. Це означає, що ваші конфіденційні дані (реквізити карти, реєстраційні дані та ін.) Не надходять до нас, їх обробка повністю захищена і ніхто не може отримати персональні і банківські дані клієнта.

При роботі з картковими даними застосовується стандарт захисту інформації, розроблений міжнародними платіжними системами Visa та MasterCard — Payment Card Industry Data Security Standard (PCI DSS), що забезпечує безпечну обробку реквізитів Банківської карти Власника. Застосовувана технологія передачі даних гарантує безпеку по операціях з банківськими картами шляхом використання протоколів Secure Sockets Layer (SSL).

Короткое замыкание: что это и как его предотвратить Статья

Из-за короткого замыкания часто происходят пожары. Из этой статьи вы узнаете, что такое короткое замыкание, в каких ситуациях оно происходит и как его предупредить.

Короткое замыкание – одна из основных причин пожаров в быту и на производстве

Что такое короткое замыкание

Короткое замыкание – искажение маршрута тока в сети, вызванное неисправностью или недопустимым вмешательством в цепь, в результате которого резко падает электрическое сопротивление. По закону Ома это приводит к росту силы тока на много порядков по сравнению с расчетной.

По закону Ома сила тока (I) обратно пропорциональна сопротивлению (R)

Рассмотрим короткое замыкание на наглядном примере. На иллюстрации ниже изображена цепь, по которой ток от источника течет к лампе накаливания.

Схема цепи с источником и лампой накаливания

Представьте, что в результате поломки в цепь попал дополнительный проводник.

Дополнительный проводник замыкает цепь

Сопротивление проводников стремится к нулю. Поэтому большая часть электрического тока после замыкания будет течь через дополнительный проводник, словно избегая лампы накаливания с высоким сопротивлением. В результате лампа или другой электрический прибор на ее месте не получит достаточно тока и будет работать некорректно. Но это не самое опасное.

Как сказано выше, по закону Ома сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. То есть при падении сопротивления в цепи в результате короткого замыкания на несколько порядков растет сила тока. По закону Джоуля – Ленца при росте силы тока увеличивается выделение тепла.

Многократный рост силы тока заставляет проводники мгновенно нагреваться. Если в цепи нет предохранителей или они не срабатывают достаточно быстро, проводники плавятся, а изоляция начинает гореть. Именно так возникают пожары в результате короткого замыкания.

Короткое замыкание на линии электропередач

В каких ситуациях происходит короткое замыкание

В реальных условиях короткое замыкание происходит в таких ситуациях:

• Повреждение изоляции проводников. Из-за изношенности или механического воздействия изоляция повреждается, а жилы кабеля замыкаются напрямую или через корпус оборудования.
• Некорректное подключение электроприборов к сети. В данном случае короткое замыкание возникает из-за ошибки монтера или владельца электрооборудования.
• Попадание в электрический прибор воды. Она выступает проводником и замыкает контакты.

На практике в быту короткое замыкание происходит во время ремонта стен, когда рабочий повреждает проводку. Также аварии случаются в квартирах и домах со старой проводкой, которая повреждается из-за нагревания, в результате воздействия воды, грызунов.

Последствия короткого замыкания можно определить по типичной картине: оплавленная или сгоревшая изоляция, запах гари, следы оплавления или горения внутри электрического прибора.

Типичная картина последствий короткого замыкания в электрощитовой многоэтажного дома

Как предотвратить короткое замыкание

На этот вопрос есть короткий ответ: чтобы не произошло короткое замыкание, соблюдайте правила эксплуатации электрических приборов. Конкретные рекомендации ниже помогут предупредить короткое замыкание.

Следите за состоянием проводки

Аварии обычно происходят в старых зданиях, проводка которых прокладывалась десятки лет назад. Сечение кабеля старой проводки часто не соответствует мощности и силе тока, необходимым для работы современных электроприборов: кондиционеров, стиральных машин, микроволновых печей, электрочайников и так далее. Это приводит к нагреву кабеля и риску короткого замыкания.

Старую проводку нужно своевременно менять. Сечение кабеля новой проводки должно соответствовать потребляемой мощности и силе тока в сети. Эти параметры устанавливаются поставщиком электроэнергии, а посмотреть их можно в договоре на подключение здания к электросети. Выбрать нужное сечение кабеля поможет таблица.

Таблица для выбора сечения кабеля по мощности и силе тока

Используйте подходящие автоматические предохранители

Рекомендация в первую очередь касается бытовых потребителей: владельцев квартир, домов, дач. Использование вместо предохранителей так называемых «жучков», а также установка неподходящих автоматических выключателей повышает риск нагрева кабеля и короткого замыкания.

Пример: поставщик электроэнергии согласовал установку «автомата» 16А. Этот предохранитель рассчитан на разрешенную потребляемую мощность и силу тока. Он срабатывает, когда сила тока превышает 16 ампер и защищает сеть от аварии. Если установить в эту сеть «автомат» 40А или «жучок», потребитель не будет страдать от частых срабатываний предохранителя. Но сеть останется незащищенной от ненормативных нагрузок. Это повышает риск повреждения кабеля и короткого замыкания.

«Жучком» называют самодельный или самостоятельно модифицированный предохранитель. Обычно это предохранитель, в котором вместо плавкой вставки используется толстая проволока.

Предохранитель с «жучком»

Проверяйте работоспособность кабеля

Перед монтажом проводки проверяйте кабель на целостность изоляции и отсутствие короткого замыкания. Кабель с ленточной броней надо проверять на замыкание на броню. Это проще всего сделать с помощью мегаомметра.

Мегаомметр поможет выявить короткое замыкание

Не эксплуатируйте электросети без заземления или зануления

Заземление и зануление само по себе не предупреждает короткое замыкание. Но благодаря этой защите при коротком замыкании сила тока мгновенно уменьшается до безопасного для человека и оборудования уровня.

В многоквартирных и частных домах заземление реализовано так, чтобы при коротком замыкании срабатывали автоматы защиты. Поэтому бытовым потребителям достаточно использовать надежные предохранители, как описано выше.

Учитывайте схему электропроводки в здании и на участке во время ремонта

Во время ремонта или земляных работ на участке важно не повредить проводку. Поэтому при сверлении или штроблении стен важно проверить участок с помощью тестера скрытой проводки. А перед выполнением земляных работ важно изучить схему проводки на участке.

Заключение

Короткое замыкание возникает в результате повреждения проводников или электрических приборов, а также их некорректного подключения. В этой ситуации возможен пожар, выход приборов из строя и поражение людей током. Чтобы предупредить замыкание, используйте кабели с подходящим сечением и предохранители. Избегайте механического повреждения проводки во время ремонта.

Как найти короткое замыкание, способы поиска КЗ

Причиной нарушения работы электроприборов, отдельных частей сети, а также источником возгораний, пожара нередко становится короткое замыкание. В борьбе с ним применяются плавкие предохранители либо защитные автоматы, которые отделяют от питания поврежденные участки цепи.Однако остается проблема обнаружения короткого замыкания на обесточенном электропроводе, приборе. Выявить неисправность труднее, чем убрать дефект. Поэтому стоит рассмотреть разные варианты определения КЗ.

Короткое замыкание: что это такое и каковы причины его возникновения

В электроцепи ток проходит длинным и коротким путем. Первый вариант — это привычный процесс, при котором ток движется по своему пути через подключенную нагрузку. Во втором случае наблюдается короткий путь. Здесь происходит непосредственный контакт фазного и нулевого проводов между собой. При этом резко падает сопротивление в месте контакта проводов.

Ток движется с максимальной скоростью от плюса к минусу, чтобы попасть в эту точку. Наряду с этим, резко увеличивается сила тока, что приводит к неприятным последствиям.

Внимание! Короткое замыкание — незапланированное электрическое соединение разных потенциалов, фаз между собой или с землей. Такое состояние всегда сопровождается разрушительными токами. Они становятся причиной необратимых последствий.

Различают следующие виды короткого замыкания в трехфазной электроцепи:

1. Однофазные. Происходит замыкание фазы с землей.
2. Двухфазные. Наблюдается замыкание двух фаз друг с другом.
3. Двухфазные на землю. Две фазы замыкаются друг с другом и одновременно — с землей.
4. Трехфазные. Происходит замыкание трех фаз между собой.

Существуют разные причины возникновения КЗ. Такое состояние может наблюдаться из-за повреждения изоляции, механического контакта компонентов, в которых не предусмотрена изоляция. КЗ может произойти из-за неправильного соединения проводов (фазы с нулем) в процессе выполнения электромонтажных работ.

Короткое замыкание бывает по следующим причинам:

1. Разрыв кабелей из-за мощного ветра, накапливания снега.
2. В бытовых условиях КЗ возникает по причине нарушения работы электросети либо огромной нагрузки ее разных частей.
3. Нехорошее состояние соединительных элементов может привести к КЗ в электрооборудовании.
4. В результате повреждения проводов электрикам порой приходится устранять последствия короткого замыкания. Несанкционированные действия, связанные с рытьем траншей, нарушают изоляцию кабелей, в том числе приводят к замыканию токопроводящих жил при работе ковшом экскаватора.
5. Применение электропроводки не по назначению также является причиной возникновения КЗ.
6. Механическое повреждение проводов (сверлом, шурупом, гвоздем) вызывает короткое замыкание. Это характерно для скрытого способа электропроводки.
7. Изоляционный слой старой проводки в сети на протяжении долгих лет эксплуатации изнашивается. Такое состояние приводит к появлению разрывов в линиях изгиба, оголению электропроводов.
8. На проводку может попадать много влаги. Это происходит по причине затопления квартиры соседями. Влага портит липкую сторону изоленты. В результате этого нарушается целостность изоляции.
9. Проводка открытого типа часто повреждается грызунами.
10. Неисправные электрические приборы также становятся причиной КЗ в электроцепи.

Встречаются менее распространенные причины возникновения КЗ. Например, использование розеток с плохими контактами.

Опасность и последствия короткого замыкания

Неприятные последствия КЗ в большинстве случаев зависят от места аварии, продолжительности действия повышенных токов. Учитывая такие особенности, данное явление может быть местного или общего значения.

Если происходит КЗ местного характера, то наблюдаются более серьезные последствия. Это может быть возгорание кабелей с возникновением пожара. Кроме проводов загораются строительные материалы, мебель, расположенные вблизи КЗ.

В результате короткого замыкания происходят:

• разрушение розеток и выключателей;
• повреждение электроприборов, оборудования, компьютеров;
• несчастные случаи — человек получает ожоги, механические травмы, если находится близко от места аварии.

При попадании влаги происходит замыкание скрытой проводки. Это опасная ситуация для человека. Если он нечаянно коснется стены, то его ударит током.

Обнаружение короткого замыкания в сети

Поиск места КЗ — сложный процесс, так как невозможно подать напряжение на поврежденную часть. При этом перегорают предохранители либо срабатывает автоматический выключатель.

Короткое замыкание определяют последовательно:

1. Перед поисковыми работами избавляются от режима КЗ. Для этого в электросети отключают фазный либо нулевой провод. В основном применяется второй вариант. Здесь изолируется ноль, после чего он отводится в сторону. В такой ситуации в нем не будет напряжения при включенном автоматическом защитном устройстве.
2. В месте обнаружения короткого замыкания отключаются все электроприборы. Они отсоединяются от розеток. Если этого не делать, то они могут серьезно повредиться. КЗ определяется с максимальной точностью при использовании мультиметра.
3. После отключения сети от питания на поврежденный участок подается напряжение. Если короткое замыкание отсутствует в других точках, то автомат не срабатывает и не отключается. В противном случае приходится тестировать электролинии других групп.
4. Если КЗ электроцепи сопровождается обрывом фазного кабеля, тогда проверяются выключатели и розетки поврежденной части. Здесь работа ведется индикаторной отверткой. Если обнаруживается фаза, то это свидетельствует о целостности электропровода.

Большие трудности в поиске КЗ возникают в случае скрытой проводки. При невозможности выявления аварийного места с помощью мультиметра опытные мастера заменяют поврежденную часть провода либо производят полный монтаж линий.

Тонкости визуального осмотра

Если происходит короткое замыкание, то выделяется большое количество тепла. При этом сильно нагревается место контакта кабелей. Такое состояние вызывает возгорание в сети.

Процесс сопровождается специфическим запахом, огромным количеством гари. Этих признаков достаточно, чтобы выявить место короткого замыкания либо обезвредить участок поиска.

В случае неповрежденных розеток, отсутствия признаков горения по очереди вскрывают все распределительные коробки. Таким образом, можно найти возгорание изоляции, а также определить причину неприятной ситуации.

Визуальный осмотр может не дать положительного результата. В этом случае производят замену поврежденного предохранителя или включают автоматы.

Внимание! Признаком исправной работы электроцепи является то, что автоматы не включаются, а предохранители не перегорают. Чтобы убедиться в правильности поиска, включают освещение, поочередно все электрические приборы и следят за светом лампочек. Если после включения очередного прибора свет не загорается, то причину короткого замыкания ищут в данном потребителе тока.

Короткое замыкание на участке скрытой электропроводки

КЗ может произойти в зоне скрытой проводки. Это наиболее сложный и худший из всех допустимых вариантов, так как затрудняется поиск и способ устранения короткого замыкания в стене.

Для проведения тестирования необходимы навыки, а также наличие мультиметра и мегаомметра. С помощью таких инструментов облегчается поиск места КЗ.

Действуют по следующему плану:

1. Отключают все электрические приборы, измеряют сопротивление электроцепи на отдельных ее участках. На исправных частях сети прибор покажет огромное значение сопротивления. Если присутствует короткое замыкание, то сопротивление окажется равным нулю.
2. Вместо мультиметра или мегаомметра можно применить контрольную лампу. Рекомендуется оборудовать карманный фонарик с помощью щупов. От прикосновения штырьков друг с другом произойдет загорание лампочки. По очереди замыкают жилы электропроводки на скрутках распредкоробок. По мере загорания лампочки можно точно найти участок цепи, на котором имеется КЗ.
3. Устраняют поврежденный кабель. В данном случае не проводят точечный ремонт проводки, поскольку она располагается под штукатуркой. Это создает дополнительные затраты на заделывание стены. Правильным решением окажется замена всего поврежденного кабеля, так как впоследствии возможно повторное возникновение КЗ на этом участке.

Случается так, что из-за короткого замыкания происходит обрыв проводки. Для обнаружения места разрыва применяются мультиметр, мегаомметр, контрольную лампочку. При этом замыкают свободные концы проводов на последнем участке поиска.

Внимание! Если прибор показывает сопротивление равное или близкое к нулю, то это свидетельствует об исправности цепи. Бесконечно огромное число сопротивления является признаком разрыва провода. Если к электропроводу с обрывом подсоединить контрольную лампочку, то она погаснет.

Варианты устранения неисправностей

Если не предполагается прокладка новой электропроводки, то ремонт производится по соответствующей схеме:

1. Подбирается провод, сечение которого идентично пострадавшему аналогу. Жилы провода также должны соответствовать по материалу предыдущему варианту.
2. По всей линии проводки снимается штукатурка таким образом, чтобы не нанести дополнительных повреждений кабелю.
3. Доходя до аварийного участка в проводке, следует убедиться в правильности его обнаружения. КЗ выявляется благодаря характерным следам. Обрыв провода определяется просто и быстро визуальным осмотром.
4. Производится разделка поврежденного кабеля. Далее используется способ пайки, чтобы соединить концы проводника маленькими кусками. При этом толщина кабеля не увеличивается и он хорошо садится на свое место в штробе стены. Процедуру изоляции соединения делают с помощью термоусадочных трубок, которые без затруднений надеваются на проводники.
5. После ремонта электросеть проверяют на работоспособность. К проводам подается напряжение, далее подключается большая нагрузка, чтобы проконтролировать высокий уровень нагрева в точках соединения. По результату проверки штроба с проводом в стене заделывается специальным составом.
6. После полного высыхания штукатурки проводится вторичное тестирование проводов.
7. Если розетки и выключатели подгорели, то они подлежат замене.

Причиной неисправности может быть повреждение бытового прибора. Его нужно отдать в ремонт либо восстановить собственными силами.

Профилактические действия по предотвращению КЗ

• Прежде чем приступить к поискам КЗ, обращают внимание на искрение, возможный треск в выключателях, розетках. При этом должен ощущаться запах горелого пластика. Поэтому необходимо заменить поврежденные установочные изделия.
• Перед прокладочными работами предварительно рассчитывают мощность потребителей, применяемых в сети. Грамотно подобранное сечение предохраняет провода от перегрузок. Они укладываются в выпрямленном виде, параллельно, а между ними остается свободное место.
• Перед началом сверления стен уточняют места прокладки кабелей.
• Устанавливают приборы автоматической защиты во избежание неприятных последствий.
• Пару раз в год делают плановые осмотры розеток и выключателей, распредкоробок, от которых исходят провода.

Проводку с алюминиевыми жилами лучше заменить, поскольку такой материал по мере нагревания повышает сопротивление цепи. В итоге происходит расплавление кабелей.

Чтобы правильно определить место и возникновения короткого замыкания, лучше воспользоваться услугами нашей выездной электролаборатории. Мы работаем качественно, оперативно, в соответствии с установленными нормами безопасности. Заказчику выдаем официальные документы, которые можно предоставить страховой фирме или в суде.