สาเหตุและผลของการลัดวงจร

ไฟฟ้าลัดวงจร — การเชื่อมต่อแหล่งที่มาของ EMF เข้ากับโหลด ซึ่งความต้านทานมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับความต้านทานภายในของแหล่งที่มา

กระแสลัดวงจรถูกกำหนดโดยความต้านทานภายในของแหล่งที่มาเท่านั้น r เช่น ik = E / r โดยที่ E คือ EMF ของแหล่งที่มา

โดยปกติ แหล่งที่มาของ EMF ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับกระแสไฟฟ้าสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการลัดวงจร ความร้อนจำนวนมากถูกสร้างขึ้นในแหล่งกำเนิด ซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายและการตายของแหล่งกำเนิด ไฟฟ้าลัดวงจรเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแหล่งที่มีขนาดเล็ก ความต้านทานภายใน (แบตเตอรี่ รถยนต์ไฟฟ้า ฯลฯ)

ดังนั้น การลัดวงจรจึงเกิดขึ้นเมื่อสายไฟสองเส้นของวงจรถูกต่อเข้ากับขั้วต่างๆ (เช่น ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง สิ่งเหล่านี้คือ «+» และ «-«) ของแหล่งกำเนิดผ่านความต้านทานที่น้อยมาก ซึ่งเปรียบได้กับ ความต้านทานของสายไฟเอง

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรอาจเกินพิกัดกระแสไฟฟ้าในวงจรได้หลายเท่า ในกรณีเช่นนี้ ต้องตัดวงจรก่อนที่อุณหภูมิของสายไฟจะถึงค่าอันตราย

เพื่อป้องกันสายไฟจากความร้อนสูงเกินไปและเพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุรอบข้างติดไฟ อุปกรณ์ป้องกันจะรวมอยู่ในวงจร — ฟิวส์ หรือ เบรกเกอร์วงจร.

ไฟฟ้าลัดวงจรอาจเกิดขึ้นได้จากแรงดันไฟฟ้าเกินอันเป็นผลมาจากพายุฝนฟ้าคะนอง ฟ้าผ่าโดยตรง ความเสียหายทางกลต่อชิ้นส่วนที่เป็นฉนวน การกระทำที่ไม่ถูกต้องของเจ้าหน้าที่บริการ

ในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระแสลัดวงจรจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและแรงดันไฟฟ้าจะลดลง ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและอาจทำให้ไฟฟ้าขัดข้องกับผู้บริโภค

ดูสิ่งนี้ด้วย: การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรทำงานอย่างไร

การลัดวงจรคือ:

• สามเฟส (สมมาตร) ซึ่งทั้งสามเฟสลัดวงจร

• สองเฟส (ไม่สมดุล) ซึ่งมีเพียงสองเฟสเท่านั้นที่ลัดวงจร

• สองเฟสถึงกราวด์ในระบบที่มีสายดินที่เป็นกลางอย่างแน่นหนา

• เฟสเดียวที่ไม่สมดุลของสายดินที่เป็นกลาง

กระแสถึงค่าสูงสุดด้วยการลัดวงจรเฟสเดียว อันเป็นผลมาจากการใช้มาตรการเทียมพิเศษ (เช่น การต่อสายดินที่เป็นกลางโดย เครื่องปฏิกรณ์, การต่อสายดินเพียงส่วนหนึ่งของความเป็นกลาง) ค่าสูงสุดของกระแสลัดวงจรเฟสเดียวสามารถลดลงเป็นค่าของกระแสลัดวงจรสามเฟสซึ่งมักจะทำการคำนวณ

สาเหตุไฟฟ้าลัดวงจร

สาเหตุหลักของไฟฟ้าลัดวงจรคือสิ่งรบกวน ฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า.

ความล้มเหลวของฉนวนเกิดจาก:

1. แรงดันไฟฟ้าเกิน (โดยเฉพาะในเครือข่ายที่มีนิวทรัลแยก)

2. ฟ้าผ่าโดยตรง

3. การแยกอายุ

4.ความเสียหายทางกลต่อฉนวน, การขับภายใต้แนวของกลไกขนาดใหญ่,

5. การบำรุงรักษาอุปกรณ์ไม่เพียงพอ

บ่อยครั้งที่สาเหตุของความเสียหายในส่วนไฟฟ้าของการติดตั้งระบบไฟฟ้าคือการกระทำที่ไม่เหมาะสมของเจ้าหน้าที่บริการ

ไฟฟ้าลัดวงจรโดยเจตนา

เมื่อใช้รูปแบบการเชื่อมต่อแบบง่ายของสถานีย่อยแบบ step-down จะใช้อุปกรณ์พิเศษ — ลัดวงจรซึ่งสร้างการลัดวงจรโดยเจตนาเพื่อขัดขวางความผิดพลาดที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้น นอกจากการลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจในระบบไฟฟ้าแล้ว ยังมีการลัดวงจรโดยเจตนาที่เกิดจากการกระทำของไฟฟ้าลัดวงจรอีกด้วย

ผลที่ตามมาของการลัดวงจร

อันเป็นผลมาจากการลัดวงจร ชิ้นส่วนที่มีชีวิตมีความร้อนสูงเกินไปอย่างมาก ซึ่งอาจนำไปสู่การพังทลายของฉนวน รวมถึงการปรากฏตัวของแรงเชิงกลขนาดใหญ่ที่นำไปสู่การทำลายชิ้นส่วนของการติดตั้งระบบไฟฟ้า

ในกรณีนี้อุปทานปกติของผู้บริโภคในส่วนที่ไม่เสียหายของเครือข่ายจะหยุดชะงักเนื่องจากโหมดฉุกเฉินของการลัดวงจรในบรรทัดเดียวทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงโดยทั่วไป ที่จุดลัดวงจร คอนจูเกตจะกลายเป็นศูนย์ และทุกจุดจนถึงจุดลัดวงจร แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็ว และการจ่ายไฟปกติไปยังสายที่ไม่เสียหายจะเป็นไปไม่ได้

เมื่อไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้า ความต้านทานรวมจะลดลง ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสในสาขาเมื่อเทียบกับกระแสในโหมดปกติ และทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงในแต่ละจุดของระบบไฟฟ้า ซึ่งมีขนาดใหญ่เป็นพิเศษใกล้กับจุดลัดวงจรระดับการลดแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการทำงาน อุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ และระยะห่างจากจุดเสียหาย

ขึ้นอยู่กับสถานที่เกิดเหตุและระยะเวลาของความผิดพลาด ผลที่ตามมาอาจเกิดขึ้นเฉพาะที่หรือส่งผลกระทบต่อระบบจ่ายไฟทั้งหมด

ด้วยระยะทางที่ยาวของการลัดวงจรค่าของกระแสลัดวงจรอาจเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและพวกเขารับรู้การเกิดขึ้นของการลัดวงจรดังกล่าวเนื่องจากโหลดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย .

การลดลงอย่างมากของแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นใกล้กับจุดที่เกิดการลัดวงจรเท่านั้น ในขณะที่จุดอื่นๆ ของระบบไฟฟ้า การลดลงนี้จะสังเกตเห็นได้น้อยกว่า ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขที่พิจารณา ผลที่ตามมาที่เป็นอันตรายของไฟฟ้าลัดวงจรจึงแสดงเฉพาะในส่วนของระบบจ่ายไฟที่ใกล้กับจุดที่เกิดอุบัติเหตุเท่านั้น

กระแสลัดวงจรแม้ว่าจะมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับกระแสที่กำหนดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่โดยปกติจะเป็นหลายเท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของสาขาที่เกิดการลัดวงจร ดังนั้นแม้จะมีกระแสไฟลัดวงจรในระยะสั้นก็สามารถทำให้เกิดเพิ่มเติมได้ ความร้อนขององค์ประกอบที่มีกระแสไฟฟ้า และสายไฟเกินระดับที่อนุญาต

กระแสลัดวงจรทำให้เกิดแรงทางกลสูงระหว่างตัวนำ ซึ่งจะมีมากเป็นพิเศษในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการลัดวงจร เมื่อกระแสถึงค่าสูงสุด หากความแข็งแรงของสายไฟและการยึดไม่เพียงพอ อาจเกิดความเสียหายทางกลได้

แรงดันไฟฟ้าลัดวงจรที่ลดลงอย่างฉับพลันส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของผู้บริโภคประการแรก สิ่งนี้ใช้กับมอเตอร์เพราะแม้จะมีแรงดันตกในระยะสั้น 30-40% ก็สามารถหยุดได้ (มอเตอร์พลิกกลับ)

การพลิกคว่ำของเครื่องยนต์มีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการดำเนินงานของโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากต้องใช้เวลานานในการฟื้นฟูกระบวนการผลิตตามปกติ และการดับเครื่องยนต์โดยไม่คาดคิดอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ของโรงงานได้

ด้วยระยะห่างที่น้อยและระยะเวลาการลัดวงจรที่เพียงพอ จึงเป็นไปได้ที่สถานีคู่ขนานจะหลุดออกจากการซิงโครไนซ์ กล่าวคือ การหยุดชะงักของการทำงานปกติของระบบไฟฟ้าทั้งหมดซึ่งเป็นผลมาจากไฟฟ้าลัดวงจรที่อันตรายที่สุด

ระบบกระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลซึ่งเป็นผลมาจากความผิดพลาดของกราวด์สามารถสร้างฟลักซ์แม่เหล็กได้เพียงพอที่จะเหนี่ยวนำ EMF ที่สำคัญในวงจรที่อยู่ติดกัน (สายสื่อสาร ท่อส่ง) ซึ่งเป็นอันตรายต่อเจ้าหน้าที่บริการและอุปกรณ์บนวงจรเหล่านั้น

ดังนั้นผลที่ตามมาของการลัดวงจรมีดังนี้:

1. ความเสียหายทางกลและความร้อนต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า

2. ไฟไหม้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า

3. การลดลงของระดับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าทำให้แรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าลดลง การหยุดทำงาน ประสิทธิภาพการทำงานลดลง หรือแม้แต่การพลิกคว่ำ

4. การสูญเสียซิงโครไนซ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่อง โรงไฟฟ้า และชิ้นส่วนของระบบไฟฟ้า และการเกิดอุบัติเหตุรวมถึงอุบัติเหตุของระบบ

5. อิทธิพลของแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสายสื่อสาร การสื่อสาร ฯลฯ

การคำนวณกระแสลัดวงจรมีไว้เพื่ออะไร?

การลัดวงจรในวงจรทำให้เกิดกระบวนการชั่วคราวในระหว่างนั้น กระแสสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นผลรวมของสององค์ประกอบ: บังคับฮาร์มอนิก (เป็นระยะ, ไซน์) ip และอิสระ (ไม่เป็นระยะ, เลขชี้กำลัง) ia ส่วนประกอบอิสระจะลดลงตามเวลาคงที่ Tc = Lc / rc = xc /? Rc เมื่อการสลายตัวชั่วคราว ค่าสูงสุดทันที iу ของกระแสรวม i เรียกว่า กระแสกระแทก และอัตราส่วนของค่าหลังต่อแอมพลิจูด Iπm เรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การกระแทก

การคำนวณกระแสลัดวงจรเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าการออกแบบที่ถูกต้อง การป้องกันรีเลย์และระบบอัตโนมัติ, การเลือกวิธีการจำกัดกระแสลัดวงจร

การลัดวงจร (SC) มักเกิดขึ้นจากความต้านทานชั่วคราว เช่น ส่วนโค้งของไฟฟ้า สิ่งแปลกปลอมที่จุดเกิดข้อผิดพลาด ส่วนรองรับและกราวด์ ตลอดจนความต้านทานระหว่างตัวนำเฟสและสายดิน (เช่น เมื่อตัวนำตกลงพื้น) เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ค่าความต้านทานชั่วคราวแต่ละค่าจะถือว่าเท่ากันหรือเท่ากับศูนย์ ขึ้นอยู่กับประเภทของฟอลต์ ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของฟอลต์

ดูสิ่งนี้ด้วย:กระแสลัดวงจร ซึ่งกำหนดขนาดของกระแสลัดวงจร