Kısa devrenin nedenleri ve sonuçları

Kısa devre - EMF kaynağının, direnci kaynağın iç direncine kıyasla çok küçük olan yüke bağlanması.

Kısa devre akımı yalnızca r kaynağının iç direnci ile belirlenir, yani. ik = E / r, burada E, kaynağın EMF'sidir.

Genellikle EMF kaynakları kısa devre sırasında oluşan yüksek akım için tasarlanmamıştır, kaynakta çok büyük miktarda ısı üretilir ve bu da kaynağın tahrip olmasına ve ölümüne yol açabilir. Kısa devre özellikle küçük olan kaynaklar için tehlikelidir. iç direnç (piller, elektrikli arabalar vb.).

Bu nedenle, bir devrenin iki kablosu bağlandığında, kaynağın farklı terminallerine (örneğin, DC devrelerinde bunlar «+» ve «-«'dir) çok küçük bir dirençle bağlandığında kısa devre oluşur; bu, karşılaştırılabilir tellerin kendi direnci.

Kısa devre akımı, devredeki anma akımını birçok kez aşabilir. Bu gibi durumlarda tellerin sıcaklığı tehlikeli değerlere ulaşmadan devre kesilmelidir.

Tellerin aşırı ısınmasını önlemek ve çevredeki nesnelerin tutuşmasını önlemek için devreye koruyucu cihazlar dahildir — sigortalar veya Devre kesiciler.

Kısa devreler, fırtınalar, doğrudan yıldırım çarpmaları, yalıtkan parçalara mekanik hasar verme, servis personelinin yanlış hareketleri sonucunda aşırı gerilim ile de oluşabilir.

Kısa devre durumunda, kısa devre akımları keskin bir şekilde artar ve voltaj düşer, bu da elektrikli cihazlar için büyük tehlike oluşturur ve tüketicilerin elektrik kesintilerine neden olabilir.

Ayrıca bakınız: Kısa devre koruması nasıl çalışır ve çalışır?

Kısa devreler:

• üç fazın da kısa devre olduğu üç fazlı (simetrik);

• sadece iki fazın kısa devre olduğu iki fazlı (dengesiz);

• sağlam topraklanmış nötrlere sahip sistemlerde iki fazdan toprağa;

• tek fazlı dengesiz topraklanmış nötrler.

Akım, tek fazlı bir kısa devre ile maksimum değerine ulaşır. Özel yapay önlemlerin kullanılmasının bir sonucu olarak (örneğin, nötrlerin reaktörler, nötrlerin sadece bir kısmını topraklama), tek fazlı kısa devre akımının maksimum değeri, en sık hesaplamaların yapıldığı üç fazlı kısa devre akımının değerine düşürülebilir.

Kısa devre nedenleri

Kısa devrenin ana nedeni arızalardır. elektrikli ekipmanların yalıtımı.

Yalıtım arızalarına şunlar neden olur:

1. Aşırı gerilim (özellikle izole nötrlü şebekelerde),

2. Doğrudan yıldırım çarpması,

3. Yaşlanma izolasyonu,

4.Yalıtımda mekanik hasar, büyük boyutlu mekanizmaların hatları altından geçme,

5. Ekipmanın yetersiz bakımı.

Elektrik tesisatlarının elektrik kısmındaki hasarların sebebi çoğu zaman servis personelinin vasıfsız davranışlarıdır.

kasıtlı kısa devre

Düşürme trafo merkezlerinin basitleştirilmiş bağlantı şemalarını uygularken, özel cihazlar kullanılır - kısa devrelerortaya çıkan arızayı hızlı bir şekilde kesmek için kasıtlı bir kısa devre oluşturan. Bu nedenle, güç sistemlerinde tesadüfi kısa devrelere ek olarak, bir kısa devre eyleminin neden olduğu kasıtlı kısa devreler de vardır.

Kısa devrenin sonuçları

Kısa devre sonucunda, canlı parçalar önemli ölçüde aşırı ısınır, bu da yalıtımın bozulmasına ve ayrıca elektrik tesisatlarının parçalarının tahrip olmasına katkıda bulunan büyük mekanik kuvvetlerin ortaya çıkmasına neden olabilir.

Bu durumda, bir hattaki kısa devrenin acil durum modu, voltajda genel bir düşüşe yol açtığından, şebekenin hasar görmemiş bölümlerindeki tüketicilerin normal beslemesi bozulur. Kısa devre noktasında konjugasyon sıfır olur ve kısa devre noktasına kadar tüm noktalarda voltaj keskin bir şekilde düşer ve hasarsız hatlara normal güç beslemesi imkansız hale gelir.

Güç sisteminde kısa devre meydana geldiğinde toplam direnci düşer, bu da kollarındaki akımların normal moddaki akımlara göre artmasına ve bu da güç sisteminin münferit noktalarında gerilimin düşmesine neden olur, özellikle kısa devre noktasına yakın büyük olan.Voltaj azaltma derecesi çalışmaya bağlıdır otomatik voltaj regülasyonu için cihazlar ve hasar bölgesinden uzaklık.

Arızanın meydana geldiği yere ve süresine bağlı olarak, sonuçları yerel nitelikte olabilir veya tüm güç kaynağı sistemini etkileyebilir.

Uzun bir kısa devre mesafesi ile kısa devre akımının değeri, jeneratörlerin anma akımının yalnızca küçük bir kısmı olabilir ve böyle bir kısa devrenin meydana gelmesi onlar tarafından yükte hafif bir artış olarak algılanır. .

Gerilimde güçlü bir azalma yalnızca kısa devre noktasının yakınında meydana gelirken, güç sisteminin diğer noktalarında bu azalma daha az fark edilir. Bu nedenle, dikkate alınan koşullar altında, bir kısa devrenin tehlikeli sonuçları yalnızca güç kaynağı sisteminin kaza mahalline en yakın kısımlarında kendini gösterir.

Kısa devre akımı, jeneratörlerin anma akımına kıyasla küçük olmasına rağmen, genellikle kısa devrenin meydana geldiği kolun anma akımının birçok katıdır. Bu nedenle, kısa süreli kısa devre akım akışında bile ek neden olabilir. akım taşıyan elemanların ısınması ve kablolar izin verilen seviyenin üzerinde.

Kısa devre akımları, iletkenler arasında, kısa devre işleminin başlangıcında, akım maksimum değerine ulaştığında özellikle büyük olan yüksek mekanik kuvvetlere neden olur. Tellerin mukavemeti ve bağlantıları yetersiz ise mekanik hasar meydana gelebilir.

Ani derin kısa devre voltaj düşüşü tüketicilerin performansını etkiler.Her şeyden önce, bu motorlar için geçerlidir, çünkü% 30-40'lık kısa süreli bir voltaj düşüşünde bile durabilirler (motorlar döner).

Normal üretim sürecini eski haline getirmek uzun zaman aldığından ve motorların beklenmedik bir şekilde kapanması fabrikanın ürününde bir kusura neden olabileceğinden, motorun devrilmesi bir endüstriyel tesisin çalışması üzerinde ciddi bir etkiye sahiptir.

Küçük bir mesafe ve yeterli bir kısa devre süresi ile paralel istasyonların senkronizasyondan çıkması mümkündür, örn. kısa devrenin en tehlikeli sonucu olan tüm elektrik sisteminin normal çalışmasının bozulması.

Toprak arızalarından kaynaklanan dengesiz akım sistemleri, servis personeli ve bu devrelerdeki ekipman için tehlikeli olan bitişik devrelerde (iletişim hatları, boru hatları) önemli EMF'leri indüklemeye yetecek kadar manyetik akıları yaratma yeteneğine sahiptir.

Bu nedenle, kısa devrenin sonuçları aşağıdaki gibidir:

1. Elektrikli ekipmanlarda mekanik ve termal hasar.

2. Elektrik tesisatlarında yangın.

3. Elektrik şebekesindeki voltaj seviyesinin düşmesi, elektrik motorlarının torkunun düşmesine, durmasına, performansının düşmesine ve hatta devrilmesine neden olur.

4. Münferit jeneratörlerin, enerji santrallerinin ve elektrik sistemi parçalarının senkronizasyon kaybı ve sistem kazaları dahil olmak üzere kazaların meydana gelmesi.

5. İletişim hatları, iletişim vb. üzerindeki elektromanyetik etki.

Kısa devre akımlarının hesabı ne için yapılır?

Devredeki bir kısa devre, içinde akımın iki bileşenin toplamı olarak kabul edilebileceği geçici bir sürece neden olur: zorunlu harmonik (periyodik, sinüzoidal) ip ve serbest (periyodik, üstel) ia. Serbest bileşen, Tc = Lc / rc = xc /? zaman sabiti ile azalır. Geçici bozunum olarak Rc. Toplam akımın iу maksimum anlık değerine şok akımı denir ve ikincisinin genliğe oranı Iπm şok katsayısı olarak adlandırılır.

Elektrikli ekipmanın doğru seçimi, tasarımı için kısa devre akımlarının hesaplanması gereklidir. röle koruması ve otomasyon, kısa devre akımlarını sınırlamak için araçların seçimi.

Kısa devreler (SC) genellikle geçici dirençler yoluyla meydana gelir - elektrik arkları, arıza yerindeki yabancı cisimler, destekler ve topraklamaları ve ayrıca faz iletkenleri ile toprak arasındaki dirençler (örneğin, iletkenler yere düştüğünde). Hesaplamaları basitleştirmek için, arıza tipine bağlı olarak bireysel geçici dirençlerin birbirine eşit veya sıfıra eşit olduğu varsayılır ("metalik" veya "donuk" kısa devre).

Ayrıca bakınız:Kısa devre akımının büyüklüğünü belirleyen kısa devre akımı