Causes i conseqüències d'un curtcircuit

Curtcircuit - connectar la font d'EMF a la càrrega, la resistència de la qual és molt petita en comparació amb la resistència interna de la font.

El corrent de curtcircuit només ve determinat per la resistència interna de la font r, és a dir. ik = E / r, on E és la FEM de la font.

Generalment Fonts de CEM No estan dissenyats per al corrent elevat que es produeix durant un curtcircuit, es genera una quantitat molt gran de calor a la font, que pot provocar la destrucció i la mort de la font. Un curtcircuit és especialment perillós per a fonts amb petites dimensions resistència interna (bateries, cotxes elèctrics, etc.).

Per tant, es produeix un curtcircuit quan es connecten dos cables d'un circuit, connectats a diferents terminals (per exemple, en circuits de corrent continu, aquests són «+» i «-«) de la font a través d'una resistència molt petita, que és comparable a la resistència dels mateixos cables.

El corrent de curtcircuit pot superar el corrent nominal del circuit moltes vegades. En aquests casos, el circuit s'ha de trencar abans que la temperatura dels cables arribi a valors perillosos.

Per protegir els cables del sobreescalfament i evitar que els objectes circumdants s'encenguin, s'inclouen dispositius de protecció al circuit: fusibles o disjuntors.

També es poden produir curtcircuits amb sobretensió com a resultat de tempestes, llamps directes, danys mecànics a les peces aïllants, accions incorrectes del personal de servei.

En cas de curtcircuit, els corrents de curtcircuit augmenten bruscament i la tensió disminueix, fet que suposa un gran perill per als equips elèctrics i pot provocar interrupcions de l'alimentació als consumidors.

Vegeu també: Com funciona i funciona la protecció contra curtcircuits

Els curtcircuits són:

• trifàsica (simètrica), en què les tres fases estan curtcircuitades;

• bifàsica (desequilibrada), en què només dues fases estan curtcircuitades;

• bifàsic a terra en sistemes amb neutres sòlidament connectats a terra;

• Neutres a terra desequilibrats monofàsics.

El corrent assoleix el seu valor màxim amb un curtcircuit monofàsic. Com a resultat de l'ús de mesures artificials especials (per exemple, posar a terra els neutres per reactors, posant a terra només una part dels neutres), el valor màxim del corrent de curtcircuit monofàsic es pot reduir al valor del corrent de curtcircuit trifàsic, per al qual els càlculs es realitzen més sovint.

Causes del curtcircuit

La principal causa del curtcircuit són les pertorbacions aïllament d'equips elèctrics.

Els errors d'aïllament són causats per:

1. Sobretensió (especialment en xarxes amb neutres aïllats),

2. Llampec directe,

3. Aïllament de l'envelliment,

4.Danys mecànics a l'aïllament, conducció sota les línies de mecanismes sobredimensionats,

5. Manteniment inadequat dels equips.

Sovint, la causa dels danys a la part elèctrica de les instal·lacions elèctriques són les accions no qualificades del personal de servei.

Curtcircuit intencionat

Quan s'apliquen esquemes de connexió simplificats de subestacions reduïdes, s'utilitzen dispositius especials: curtcircuitsque creen un curtcircuit intencionat per tal d'interrompre ràpidament la falla resultant. Així, a més dels curtcircuits accidentals en sistemes d'alimentació, també hi ha curtcircuits intencionats provocats per l'acció d'un curtcircuit.

Conseqüències d'un curtcircuit

Com a resultat d'un curtcircuit, les peces actives s'escalfen significativament, cosa que pot provocar una ruptura de l'aïllament, així com l'aparició de grans forces mecàniques que contribueixen a la destrucció de parts de les instal·lacions elèctriques.

En aquest cas, el subministrament normal dels consumidors a les seccions no danyades de la xarxa es veu interromput, ja que el mode d'emergència d'un curtcircuit en una línia condueix a una disminució general de la tensió. Al punt de curtcircuit, la conjugació esdevé zero, i en tots els punts fins al punt de curtcircuit, la tensió cau bruscament i l'alimentació normal de les línies no danyades es fa impossible.

Quan es produeixen curtcircuits al sistema d'alimentació, la seva resistència total disminueix, la qual cosa comporta un augment dels corrents a les seves branques en comparació amb els corrents en el mode normal, i això provoca una disminució de la tensió en punts individuals del sistema d'alimentació, que és especialment gran prop del punt curtcircuit.El grau de reducció de tensió depèn de l'operació dispositius per a la regulació automàtica de la tensió i la distància del lloc del dany.

Segons el lloc de l'ocurrència i la durada de la falla, les seves conseqüències poden ser de caràcter local o afectar a tot el sistema d'alimentació.

Amb una llarga distància del curtcircuit, el valor del corrent de curtcircuit només pot ser una petita part del corrent nominal dels generadors d'energia, i l'aparició d'aquest curtcircuit és percebut per ells com un lleuger augment de la càrrega. .

Una forta reducció de la tensió només es produeix a prop del punt de curtcircuit, mentre que en altres punts del sistema elèctric aquesta reducció és menys notable. Per tant, en les condicions considerades, les perilloses conseqüències d'un curtcircuit només es manifesten a les parts del sistema d'alimentació més properes al lloc de l'accident.

El corrent de curtcircuit, encara que petit en comparació amb el corrent nominal dels generadors, sol ser moltes vegades el corrent nominal de la branca on es produeix el curtcircuit. Per tant, fins i tot amb un flux de corrent de curtcircuit a curt termini, pot causar més escalfament d'elements portadors de corrent i cables per sobre del nivell permès.

Els corrents de curtcircuit provoquen fortes forces mecàniques entre conductors, que són especialment grans a l'inici del procés de curtcircuit, quan el corrent arriba al seu valor màxim. Si la resistència dels cables i les seves fixacions són insuficients, es poden produir danys mecànics.

La caiguda de tensió sobtada i profunda del curtcircuit afecta el rendiment dels consumidors.En primer lloc, això s'aplica als motors, perquè fins i tot amb una caiguda de tensió a curt termini del 30-40%, es poden aturar (els motors es tornen).

El bolcada del motor té un efecte greu en el funcionament d'una planta industrial, ja que es necessita molt de temps per restaurar el procés de producció normal i l'aturada inesperada dels motors pot provocar un defecte en el producte de la planta.

Amb una distància reduïda i una durada de curtcircuit suficient, és possible que les estacions paral·leles caiguin sense sincronisme, és a dir. interrupció del funcionament normal de tot el sistema elèctric, que és la conseqüència més perillosa d'un curtcircuit.

Els sistemes de corrent desequilibrat derivats de fallades a terra són capaços de crear fluxos magnètics suficients per induir EMF importants en circuits adjacents (línies de comunicació, canonades) que són perillosos per al personal de servei i els equips d'aquests circuits.

Per tant, les conseqüències d'un curtcircuit són les següents:

1. Danys mecànics i tèrmics als equips elèctrics.

2. Incendi en instal·lacions elèctriques.

3. Una disminució del nivell de tensió a la xarxa elèctrica, que comporta una disminució del parell dels motors elèctrics, la seva aturada, una disminució del rendiment o fins i tot un bolcada.

4. Pèrdua de sincronicitat de generadors individuals, centrals elèctriques i parts del sistema elèctric i aparició d'accidents, inclosos accidents del sistema.

5. Influència electromagnètica en les línies de comunicació, comunicacions, etc.

Per a què serveix el càlcul de corrents de curtcircuit?

Un curtcircuit en el circuit provoca un procés transitori en ell, durant el qual el corrent es pot considerar com la suma de dos components: harmònic forçat (periòdic, sinusoïdal) ip i lliure (aperiòdic, exponencial) ia. La component lliure disminueix amb la constant de temps Tc = Lc / rc = xc/? Rc a mesura que el transitori decau. El valor instantani màxim iу del corrent total i s'anomena corrent de xoc, i la relació d'aquest últim amb l'amplitud Iπm s'anomena coeficient de xoc.

El càlcul de corrents de curtcircuit és necessari per a la correcta selecció d'equips elèctrics, disseny protecció i automatització de relés, selecció de mitjans per limitar corrents de curtcircuit.

Els curtcircuits (SC) solen produir-se a través de resistències transitòries: arcs elèctrics, objectes estranys al lloc de la falla, suports i les seves masses, així com resistències entre conductors de fase i terra (per exemple, quan els conductors cauen a terra). Per simplificar els càlculs, se suposa que les resistències transitòries individuals, segons el tipus de fallada, són iguals entre si o iguals a zero (curtcircuit ("metàl·lic" o "avorrit")).

Vegeu també:Corrent de curtcircuit, que determina la magnitud del corrent de curtcircuit