Как определяется ток при коротком замыкании зажимов источника энергии

как определяется ток при коротком замыкании зажимов источника энергии?

I = E/r
I- сила тока.
E- ЭДС.
r- сопротивление источника энергии.

Остальные ответы

как, как? амперметром. )))

Определяется внутренним сопротивлением источника.

Похожие вопросы

Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Короткое замыкание возникает, когда провода, находящиеся под напряжением, соединяются между собой. Если по проводу проходит ток больше допускаемого, провод может перегреться. Особенно большого значения температура провода может достигнуть при коротком замыкании. Коротким замыканием называется соединение зажимов прием­ника или источника питания проводником с очень маленьким сопротивлением (много меньше сопротивления приемника).

При коротком замыкании возникает ток короткого за­мыкания, во много раз превосходящий допускаемый ток. Ток короткого замыкания может вызвать механические и тепловые повреждения и разрушения в установке. На рисунке ниже приведена схема короткого замыкания:

При коротком замыкании (участок между точками АВ) ток течет не через нагрузку (лампочку), а напрямую, через участок АВ. При этом ток короткого резко растет, а напряжение падает.

Отдельные участки электрической цепи всегда защищаются от тепловой перегрузки, вызываемой током короткого замыкания при помощи плавких предохранителей или спе­циальных автоматов защиты.

Типы некоторых предохраните­лей показан на рисунке.

Предохранители и защитные электрические автоматы это защита от короткого замыкания.
Предо­хранитель включается в разрыв проводов, соединяющих источ­ник питания и потребитель последо­вательно с потребителем энергии. Основная часть предохраните­ля — вставка — представляет со­бой короткий кусок проволоки из легкоплавкого металла, который при увеличении тока выше допустимого значения нагревает­ся этим током до температуры плавления, расплавляется и разрывает цепь тока, отключая за­щищаемый участок цепи.
Условное обозначение предохранителя приведено на рисунке:

Рекомендуем прочитать:

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
2. Закон Ома
3. Переносное заземление: назначение, устройство и применение
4. Автоматический выключатель: назначение, устройство, применение

№8 Пассивный и активный двухполюсники. Теорема об активном двухполюснике.

Двухполюсником называется часть электрической цепи любой сложности и произвольной конфигурации, выделенная относительно двух зажимов (двух полюсов).

Двухполюсник, не содержащий источников энергии или содержащий скомпенсированные источники (суммарное действие которых равно нулю), называется пассивным. Если в схеме двухполюсника имеются нескомпенсированные источники, он называется активным. На схеме двухполюсник обозначают прямоугольником с двумя выводами (рис. 8.1). Это обозначение можно условно рассматривать как коробку, внутри которой находится электрическая цепь.

Рис. 8.1 — Пассивый (а) и активный (б) двухполюсники

Пассивный двухполюсник является потребителем энергии и может быть заменен эквивалентным сопротивлением, величина которого равна входному сопротивлению двухполюсника (см., например, рис. 8.2).

Рис. 8.2 — Замена пассивного двухполюсника сопротивлением

Активный двухполюсник ведет себя как генератор. Находящиеся внутри него нескомпенсированные источники отдают энергию во внешнюю цепь (рис. 8.3, а). Можно попытаться подобрать источник энергии с ЭДС ЕЭ и внутренним сопротивлением RЭ, который будет эквивалентен двухполюснику, то есть будет создавать во внешней цепи тот же самый ток (рис. 8.3, б).

Полученный генератор должен быть эквивалентен двухполюснику в любом режиме, в том числе и в режимах холостого хода и короткого замыкания. Источники энергии, входящие в состав активного двухполюсника, в режиме холостого хода создают на его зажимах напряжение UХ (рис. 8.4, а), а при коротком замыкании вызывают ток IK (рис. 8.4, б).

Рис. 8.3 — Замена активного двухполюсника эквивалентным генератором

Из схем, приведенных на рис. 8.4, следует:

Рис. 8.4 — Холостой ход (а) и короткое замыкание (б) активного двухполюсника

Итак, любой активный двухполюсник может быть заменен эквивалентным генератором, ЭДС которого ЕЭ равна напряжению холостого хода двухполюсника, а внутреннее сопротивление RЭ напряжению холостого хода, деленному на ток короткого замыкания.

Это утверждение и есть теорема об активном двухполюснике (эквивалентном генераторе).

Пример 1.4. Заменить активный двухполюсник, выделенный пунктиром на рис. 8.5, а, эквивалентным генератором (рис. 8.5, б). Численные значения параметров цепи составляют: Е1 = 200 В, Е2 = 100 В, R1 = 50 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 20 Ом.

Рис. 8.5 — Замена активного двухполюсника эквивалентным генератором

Р е ш е н и е. Напряжение холостого хода, определяющее величину ЭДС эквивалентного генератора, можно найти по схеме на рис. 8.6, а любым известным способом.

Рис. 8.6 — Режимы холостого хода (а) и короткого замыкания (б)

Воспользуемся, например, методом контурных токов. Принимая в качестве контурных токи I1Х для левого контура и I3Х для правого, записываем контурные уравнения, из которых определяем контурные токи:

Напряжение холостого хода – это напряжение между точками m и n. Оно равно падению напряжения на сопротивлении R3:

Применим теперь метод узловых потенциалов.

Принимая потенциал узла n равным нулю (φn = 0), для узла m запишем узловое уравнение:

Из уравнения (1.12) имеем:

Получили тот же самый результат.

Приступаем к расчету режима короткого замыкания. Ток IK в схеме на рис. 8.6, б найдем методом наложения. При действии только первой ЭДС ее ток проходит по первой ветви и, минуя вторую и третью ветви, замыкается по проводнику, закорачивающему зажимы двухполюсника:

Аналогично находим ток, вызываем второй ЭДС:

Ток в третьей ветви равен нулю, так как она закорочена. Поэтому:

В соответствии с теоремой об эквивалентном генераторе

Короткое замыкание – разновидности, причины возникновения и способы защиты

Внештатная ситуация, при которой происходит прямой контакт точек электрической цепи между собой, носит название короткое замыкание. Поскольку сопротивление в области контакта низкое, происходит резкий скачок силы тока за пределы нормативных величин. Такое явление приводит к разрушению всех элементов цепи.

Часто встречающиеся виды КЗ

Действующие нормативы разделяют несколько типов короткого замыкания.

3-х фазное

В технической документации имеет обозначение К(3). Аварийная ситуация вызывается одновременным контактом всех трёх фаз. Расхождения в фазах не происходит. Скачок силы тока симметричный, что упрощает расчёт для этого процесса. Вместе с тем, трёхфазное замыкание – самый опасный вид ситуации, при которой имеет место максимальное электродинамическое и тепловое разрушение. Контакт с землёй не влияет на характеристики процесса.

2-х фазное

Принятое обозначение – К(2). Процесс протекает несимметрично. В электрической системе происходит «перекос» фаз. По сравнению с первым видом КЗ, расчёт силы тока в данном случае усложняется. В линиях передачи электроэнергии велик риск перехода явления из 2-хфазного в 3-хфазное, т.к. диэлектрическое покрытие проводников под воздействием температуры разрушается.

2-хфазное с землёй

В технических проектах и условиях обозначается К(1,1). Этот вид короткого замыкания относится к несимметричным явлениям. В случае аварийной ситуации, имеет место расхождение в величинах напряжений, что усложняет расчёт силы тока. Процесс К(1,1) происходит в электрической цепи с нейтральной фазой «земля». В месте «коротыша» проводки напряжения повреждённых кабелей равны нулю.

1-офазное с землёй

Условное обозначение – К(1). Самый распространённый тип короткого замыкания. На практике явление имеет место в промышленных и бытовых электрических системах, в подключённом к сетям оборудовании. При повреждении, один из трёх проводников замыкается на связанный с землёй элемент или на землю. Поведение электросети зависит от качества работы нейтральной фазы. Процесс короткого замыкания протекает несимметрично.

Двойное на землю

В технической документации имеет обозначение К(1+1). Такой вид аварийной ситуации может происходить в электросетях с нейтралью «земля». Имеет место замыкание двух фаз через землю. Проводники между собой не контактируют. Двойное замыкание на землю характерно для подстанций при превышении нагрузки. Если автоматическая защита не срабатывает, происходит перегрузка на фазах.

Основные причины возникновения КЗ

1. Износ бытовой или промышленной электросети. При длительной эксплуатации изоляционный слой токоведущих частей или электропроводки теряет защитные свойства. В системе появляется контакт, не предусмотренный электрической схемой. Определить износ проводки поможет проверка кабеля в электрических точках.

Устройства защиты от короткого замыкания

По способу реакции защитные механизмы классифицируют на пассивные и активные.

Пассивные устройства

Первостепенную роль играют системы заземления и зануления. Принцип работы этих соединений похож, но их функции различаются.

1. Заземление. Если кожух электрооборудования заземлён, при пробое фазы человек не получит удар током. Электрический заряд пойдёт по проводнику с наименьшим сопротивлением – по жиле «земля».
2. Зануление. Используется для защиты в системе трёхфазного тока. Техническая нейтраль – это точка соединения трёх обмоток трансформатора по схеме «звезда». При работе оборудования нулевой проводник находится под напряжением.
3. Громоотвод. Устройство необходимо для защиты от электрических явлений в атмосфере – грозовых разрядов, атмосферных электрических токов, зарядов осадков и облаков и др. Вертикальный штырь, установленный на крыше здания, отводит ток в землю.
4. Балластный трансформатор. Защитное оборудование предназначено для выравнивания входного напряжения. Стабилизация происходит за счёт магнитного поля сердечника. Балластный трансформатор часто используется как пассивный механизм защиты.
5. Защитная металлическая оболочка кабеля (броня). Используется для подземных жил. Защищает от внешних физических повреждений, которые могут вызвать КЗ.

Активные устройства

Подразделяются на несколько видов:

1. Стабилизаторы напряжения. Не допускают скачков тока в системе, чем обеспечивают бесперебойную работу техники. В сети переменного тока устанавливают выпрямители напряжения на базе автотрансформаторов. Стабилизаторы анализируют параметры тока на входе и выходе. Бывают релейные и серверные. В первой группе изменение напряжения происходит за счёт изменения позиции реле. В серверных датчиках короткого замыкания поворот бегунка на автоматическом трансформаторе выполняется за счёт электрического мотора.
2. Автоматические выключатели короткого замыкания. Срабатывают на повышение температуры и притягивание кабеля под воздействием электрического тока. Главные элементы конструкции – биметаллический контакт и катушка с движущимся сердечником (соленоид). Устройства способны мгновенно отключить приборы от напряжения при скачке тока.
3. Устройства защитного отключения. Принцип работы аппаратов сводится к определению разницы тока в технической нейтрали и линии фазы. УЗО выполняют функцию защиты человека и техники от последствий КЗ. Главный конструктивный элемент – дифференциальный трансформатор.

В последние годы на рынке защитных устройств появились модели, совмещающие функции автомата и УЗО.

Рекомендации для защиты от короткого замыкания: как выбрать сечение провода правильно

Определяющую роль играют условия использования силовых жил и категория подключаемого оборудования. Чем выше мощность приборов, тем больше должно быть сечение кабеля. Специальные электротехнические таблицы сориентируют в выборе нужного провода. Учитываются сила тока, производительность оборудования, мощность электросети.

Профессиональные электромонтажники могут произвести расчёт сечения кабеля для каждого конкретного случая, подобрать правильный материал.

Что необходимо делать, чтобы уберечься от КЗ?

Чтобы электропроводка служила долго и в безопасном режиме, следует соблюдать следующие правила:

1. Аккуратно обращаться с электроприборами – защищать оборудование от влаги, проникновения чужеродных металлических элементов.
2. Правильно выбирать сечение силового кабеля.
3. Использовать электрооборудование согласно заводской инструкции.
4. Установить требуемые приборы защиты от токов КЗ.
5. Избегать скруток при ремонте. Использовать качественный изоляционный материал.

Наши квалифицированные сотрудники готовы дать консультацию по выбору качественной кабельно-проводниковой продукции. Звоните по телефону: +375(29)202-13-86.