Īssavienojumi, pārslodzes, pārejošas pretestības. Ugunsdrošības pasākumi
Kas ir īssavienojums un kas izraisa īssavienojumu
Īssavienojumi elektroinstalācijā visbiežāk rodas vadošu detaļu izolācijas pārkāpuma dēļ mehānisku bojājumu, novecošanas, mitruma un kodīgas vides iedarbības, kā arī cilvēku nepareizas darbības rezultātā. Ja ir īssavienojums, tas palielinās strāvas stiprums, un ir zināms, ka izdalītā siltuma daudzums ir proporcionāls strāvas kvadrātam. Tātad, ja īssavienojumā strāva palielināsies 20 reizes, tad izdalītā siltuma daudzums palielināsies aptuveni 400 reizes.
Termiskā ietekme uz vadu izolāciju krasi samazina tā mehāniskās un dielektriskās īpašības. Piemēram, ja elektriskā kartona (kā izolācijas materiāla) vadītspēju 20 ° C temperatūrā ņem par vienību, tad 30, 40 un 50 ° C temperatūrā tā palielināsies attiecīgi 4, 13 un 37 reizes. Izolācijas termiskā novecošana visbiežāk notiek elektrisko tīklu pārslodzes dēļ ar strāvām, kas pārsniedz konkrētam vadu veidam un šķērsgriezumam ilgstoši pieļaujamo.Piemēram, kabeļiem ar papīra izolāciju to kalpošanas laiku var noteikt saskaņā ar labi zināmo "astoņu grādu likumu": temperatūras paaugstināšanās par katriem 8 ° C samazina izolācijas kalpošanas laiku 2 reizes. Arī polimēru izolācijas materiāli ir pakļauti termiskai degradācijai.
Mitruma un korozīvās vides ietekme uz vadu izolāciju būtiski pasliktina tās stāvokli, jo parādās virsmas noplūde. Iegūtais siltums iztvaiko šķidrumu, atstājot uz izolācijas sāls pēdas. Kad iztvaikošana apstājas, noplūdes strāva pazūd. Atkārtoti pakļaujoties mitrumam, process atkārtojas, taču, palielinoties sāls koncentrācijai, vadītspēja palielinās tik daudz, ka noplūdes strāva neapstājas arī pēc iztvaikošanas beigām. Turklāt parādās nelielas dzirksteles. Pēc tam noplūdes strāvas ietekmē izolācija karbonizējas, zaudē savu izturību, kas var izraisīt lokālas loka virsmas izlādes parādīšanos, kas var aizdedzināt izolāciju.
Elektrisko vadu īssavienojuma bīstamību raksturo šādas iespējamās elektriskās strāvas izpausmes: vadu izolācijas un apkārtējo degošu priekšmetu un vielu aizdegšanās; vadu izolācijas spēja izplatīt degšanu, aizdedzinot no ārējiem aizdegšanās avotiem; izkausētu metālu daļiņu veidošanās īssavienojuma laikā, aizdedzinot apkārtējos degošus materiālus (izkausētu metālu daļiņu izplešanās ātrums var sasniegt 11 m / s, un to temperatūra ir 2050-2700 ° C).
Avārijas režīms notiek arī tad, ja elektriskie vadi ir pārslogoti.Nepareizas patērētāju izvēles, ieslēgšanas vai atteices dēļ kopējā strāva, kas plūst pa vadiem, pārsniedz nominālvērtību, tas ir, palielinās strāvas blīvums (pārslodze). Piemēram, ja 40 A strāva plūst cauri trim virknē savienotiem stieples gabaliem, kuriem ir vienāds garums, bet atšķirīgs šķērsgriezums-10; 4 un 1 mm2, tā blīvums būs atšķirīgs: 4, 10 un 40 A / mm2. Pēdējam gabalam ir vislielākais strāvas blīvums un attiecīgi lielākie jaudas zudumi. Vads ar šķērsgriezumu 10 mm2 nedaudz uzkarsīs, stieples ar šķērsgriezumu 4 mm2 temperatūra sasniegs pieļaujamo līmeni, un vienkārši sadegs stieples izolācija ar šķērsgriezumu 1 mm2.
Kā īssavienojuma strāva atšķiras no pārslodzes strāvas
Galvenā atšķirība starp īssavienojumu un pārslodzi ir tāda, ka īssavienojuma gadījumā izolācijas pārkāpums ir avārijas režīma cēlonis, bet pārslodzes gadījumā - tā sekas. Noteiktos apstākļos vadu un kabeļu pārslodze avārijas režīma ilgāka ilguma dēļ ir bīstamāka ugunsgrēkam nekā īssavienojums.
Vadu pamatmateriāls būtiski ietekmē aizdedzes raksturlielumus pārslodzes gadījumā. Salīdzinot APV un PV zīmolu vadu ugunsbīstamības rādītājus, kas iegūti testu laikā pārslodzes režīmā, redzams, ka izolācijas aizdegšanās iespējamība vados ar vara vadošiem vadiem ir lielāka nekā alumīnija vadiem.
Tiek novērots tāds pats īssavienojums. Loka izlāžu degšanas jauda ķēdēs ar vara vadiem ir lielāka nekā ar alumīnija vadiem.Piemēram, tiek sadedzināta tērauda caurule ar sieniņu biezumu 2,8 mm (vai uz tās virsmas tiek aizdedzināts degošs materiāls) ar alumīnija stieples šķērsgriezumu 16 mm2 un ar vara stiepli ar šķērsgriezumu 6 mm2. .
Strāvas daudzveidību nosaka īssavienojuma vai pārslodzes strāvas attiecība pret nepārtraukti pieļaujamo strāvu konkrētam vadītāja šķērsgriezumam.
Vislielākais aizdegšanās risks ir vadiem un kabeļiem ar polietilēna apvalku, kā arī polietilēna caurulēm, ieliekot tajos vadus un kabeļus. Elektroinstalācija polietilēna caurulēs no uguns viedokļa ir lielāka bīstamība nekā elektroinstalācija vinila plastmasas caurulēs, tāpēc polietilēna cauruļu pielietojuma joma ir daudz šaurāka. Pārslodze ir īpaši bīstama privātās dzīvojamās ēkās, kur parasti visi patērētāji tiek baroti no viena tīkla, un aizsargierīces bieži vien nav vai ir paredzētas tikai īssavienojuma strāvai. Daudzstāvu dzīvojamās ēkās arī nekas neliedz iedzīvotājiem izmantot jaudīgākas lampas vai ieslēgt sadzīves elektroierīces ar kopējo jaudu, kas lielāka par to, kam tīkls paredzēts.
Uz kabeļu ierīcēm (kontaktiem, slēdžiem, rozetēm utt.) ir norādītas strāvu, spriegumu, jaudas robežvērtības, bet uz spailēm, savienotājiem un citiem izstrādājumiem - papildus pievienoto vadu lielākie šķērsgriezumi. Lai šīs ierīces lietotu droši, jums jāspēj atšifrēt šīs etiķetes.
Piemēram, uz slēdža ir marķējums «6,3 A; 250 V «, uz kasetnes -» 4 A; 250 V; 300 W «, bet uz pagarinājuma - sadalītāja -» 250 V; 6,3 A «,» 220 V. 1300 W «, 127 V, 700 W «.«6,3 A» brīdina, ka strāva, kas iet caur slēdzi, nedrīkst pārsniegt 6,3 A, pretējā gadījumā slēdzis pārkarst. Jebkurai mazākai strāvai slēdzis ir piemērots, jo jo mazāka strāva, jo mazāk kontakts uzsilst. Uzraksts «250 V» norāda, ka slēdzi var izmantot tīklos ar spriegumu, kas nepārsniedz 250 V.
Ja reizinat 4 A ar 250 V, jūs iegūstat 1000, nevis 300 vatus. Kā aprēķināto vērtību saistīt ar etiķeti? Mums jāsāk no varas. Pie 220 V sprieguma pieļaujamā strāva ir 1,3 A (300: 220); pie sprieguma 127 V — 2,3 A (300-127). 4 A strāva atbilst 75 V (300: 4) spriegumam. Uzraksts "250 V; 6,3 A «norāda, ka ierīce paredzēta tīkliem ar spriegumu ne vairāk kā 250 V un strāvu ne lielāku par 6,3 A. Reizinot 6,3 A ar 220 V, iegūstam 1386 W (1300 W, noapaļots). Reizinot 6,3A ar 127V, mēs iegūstam 799W (700W noapaļoti). Rodas jautājums: vai šādi noapaļot nav bīstami? Tas nav bīstami, jo pēc noapaļošanas tiek iegūtas zemākas jaudas vērtības. Ja jauda ir mazāka, tad kontakti uzsilst mazāk.
Kad kontaktsavienojuma pārejošās pretestības dēļ caur kontaktsavienojumu plūst elektriskā strāva, spriegums krītas, tiek atbrīvota jauda un enerģija, izraisot kontaktu sasilšanu. Pārmērīga strāvas palielināšanās ķēdē vai pretestības palielināšanās izraisa papildu kontaktu un svina vadu temperatūras paaugstināšanos, kas var izraisīt ugunsgrēku.
Elektroinstalācijās tiek izmantoti pastāvīgo kontaktu pieslēgumi (lodēšana, metināšana) un noņemamie (ar skrūvi, spraudni, atsperi u.c.) un komutācijas ierīču kontakti - magnētiskie starteri, releji, slēdži un citas ierīces, kas īpaši paredzētas elektrisko slēgumu aizvēršanai un atvēršanai. ķēdēm, tas ir, to komutācijai. Iekšējos elektrotīklos no ieejas līdz elektroenerģijas uztvērējam elektrība slodze plūst caur lielu skaitu kontaktu savienojumu.
Nekādā gadījumā nedrīkst pārraut kontaktu saites…. Pirms kāda laika veiktie pētījumi par iekšējo tīklu aprīkojumu liecina, ka no visiem pārbaudītajiem kontaktiem tikai 50% atbilst GOST prasībām. Kad slodzes strāva plūst nekvalitatīvā kontaktsavienojumā, laika vienībā izdalās ievērojams siltuma daudzums, kas ir proporcionāls strāvas kvadrātam (strāvas blīvumam) un kontakta faktisko kontaktpunktu pretestībai.
Ja karstie kontakti nonāk saskarē ar degošiem materiāliem, tie var aizdegties vai pārogļot, kā arī aizdegties vadu izolācija.
Kontaktu pretestības vērtība ir atkarīga no strāvas blīvuma, kontaktu saspiešanas spēka (pretestības laukuma lieluma), materiāla, no kura tie izgatavoti, kontaktu virsmu oksidācijas pakāpes utt.
Lai samazinātu strāvas blīvumu kontaktā (un līdz ar to arī temperatūru), ir jāpalielina kontaktu faktiskais kontakta laukums. Ja saskares plaknes tiek piespiestas viena pret otru ar zināmu spēku, mazie bumbuļi saskares vietās tiks nedaudz saspiesti.Sakarā ar to palielināsies kontaktu elementu laukumu izmēri un parādīsies papildu kontaktu laukumi, kā arī samazināsies strāvas blīvums, kontaktu pretestība un kontaktu sildīšana. Eksperimentālie pētījumi ir parādījuši, ka pastāv apgriezta sakarība starp kontakta pretestību un griezes momenta lielumu (saspiešanas spēku). Divreiz samazinoties griezes momentam, APV stieples ar 4 mm2 šķērsgriezumu vai divu vadu ar šķērsgriezumu 2,5 mm2 kontaktsavienojuma pretestība palielinās 4-5 reizes.
Lai noņemtu siltumu no kontaktiem un izkliedētu to vidē, tiek veidoti kontakti ar noteiktu masu un dzesēšanas virsmām. Īpaša uzmanība tiek pievērsta vadu pieslēgšanas vietām un to savienojumam ar elektrisko uztvērēju ievadierīču kontaktiem. Uz vadu kustīgajiem galiem tiek izmantotas dažādu formu ausis un speciālas skavas. Kontakta uzticamību nodrošina parastās paplāksnes, ar atsperi un ar atlokiem. Pēc 3–3,5 gadiem saskares pretestība palielinās apmēram 2 reizes. Kontaktu pretestība ievērojami palielinās arī īssavienojuma laikā, pateicoties īslaicīgai strāvas iedarbībai uz kontaktu. Pārbaudes liecina, ka saskares savienojumiem ar elastīgajām atsperu paplāksnēm ir vislielākā stabilitāte, ja tiek pakļauti nelabvēlīgiem faktoriem.
Diemžēl "ripas taupīšana" ir diezgan izplatīta parādība. Paplāksnei jābūt izgatavotai no krāsainiem metāliem, piemēram, misiņa. Tērauda paplāksne ir aizsargāta ar pretkorozijas pārklājumu.