Короткое замыкание – что это такое и почему так называется, суть явления, последствия, виды

Практически все происшествия в быту, связанные с электричеством, вызывает короткое замыкание в цепи. Последствия могут быть самыми разными – от простого обесточивания сети до порчи дорогостоящего оборудования и пожара. Разберем, что собой представляет это явление, на какие виды подразделяется, каковы его причины, последствия и методы обнаружения, а также какими мерами можно его предотвратить.

Короткое замыкание – что это такое и почему так называется, суть явления, последствия, виды

Когда между фазой и нулем или фазой и землей (либо «+» и «-» в сети постоянного тока), а также между двумя или тремя фазами образуется контакт, возникает эффект короткого замыкания. Явление характеризуется резким скачком силы тока, превышающий номинал в 10-100 раз, и падением напряжения почти до 0.

Само название «короткое» означает, что путь движения электрического тока сокращается до минимума. Так как в обычном случае подключение прибора также предполагает замыкание, но в отличие от рассматриваемого случая – с правильно рассчитанной нагрузкой.

Чтобы понять, что происходит, разберем суть явления с физической точки зрения:

1. Сила тока определяется, как отношение напряжения к сопротивлению.
2. Если предположить, что в сеть будет включена очень малая нагрузка, например, 0,01 Ом, то сила тока будет равна = 220/0,01 = 22000 А или 22 кА.
3. При этом бытовая розетка выдерживает 16 А, а никак не 22 кА.

Из этого нетрудно предположить результат эксперимента. Именно такая ситуация произойдет при соединении фазного и нулевого медного провода. Так как медь в проводке имеет очень малую величину сопротивления.

Последствия

Если в цепи был предусмотрительно установлен правильно подобранный автоматический выключатель, то, скорее всего, событие закончится обесточиванием сети. Если же сеть вовремя не отключилась, последствия могут иметь следующий характер:

• Значительное падение напряжения в сети. В результате отключается или выходит из строя подключенное оборудование.
• Физическое повреждение участков электроцепи – разрыв, расплавление, обгорание.
• Воспламенение изоляции электропроводки, приборов, рядом расположенных предметов.
• Электромагнитное воздействие на точную электронную технику.
• Риск для жизни и здоровья людей и животных – при коротком замыкании возникает мощная электродуга, повышается температура, образуются другие поражающие факторы.
• Нарушение электроснабжения.

На заметку! В большинстве случаев короткое замыкание становится причиной пожара. При этом обычная автоматика не защищает на 100 %. Поэтому лучше своевременно заменить изношенные части проводки и оборудования.

Виды

В сети переменного тока бывают следующие виды корочения в электроцепи:

1. 1-фазное – фаза + земля. Самый распространенный тип явления, когда фазу пробивает на корпус. Последний в свою очередь в той или иной степени всегда контактирует с землей.
2. 1-фазное – фаза + ноль. Замыкание происходит непосредственно в оборудовании между фазой и нейтралью.
3. 2-фазное – фаза + фаза. Возникает в 3-х-фазной сети при контакте 2-х любых фаз.
4. 2-фазное – 2 фазы + земля. Помимо того что фазы соединены между собой, они дополнительно замыкаются на землю.
5. 3-фазное – соединение 3-х фаз между собой.
6. 3-фазное с землей – когда 3 фазы замкнуты не только друг на друга, но и еще на землю.

Более половины случаев в быту приходится на корочение между фазой и землей. На долю 3-х-фазных цепей доводится не более 5 % – в основном это пробои между корпусом и обмотками двигателей.

Причины

Нарушение изоляционной оболочки проводов – то, из-за чего происходит короткое замыкание в быту чаще всего. Однако приводить к этому может несколько факторов:

• Резкий рост напряжения. При повышении потенциала сверх нормы в изоляции смежных проводников возникает точка утечки тока, которая затем расширяется и приводит к дуговому пробою.
• Перегрев вследствие перегрузки. При подключении к цепи нагрузки сверх нормы проводники начинают перегреваться, и изоляция плавиться. В итоге это приводит к соприкосновению оголенных токоведущих жил.
• Износ электропроводки. Со временем изоляционный слой теряет свои рабочие свойства. Растрескивание, отслоение, разрушение приводит к тому, что незащищенные металлические части контактируют между собой.
• Оседание пыли, грязи, воды. В местах без изоляции металлические элементы покрываются токопроводящим слоем из пылевых частиц и влаги. В определенный момент такое покрытие приводит к пробою тока.
• Воздействие биологических факторов. В сопутствующих условиях грызуны нередко повреждают защитную оболочку, создавая неминуемые предпосылки для замыкания.

• Природные стихийные бедствия. Удар молнии способен привести к расплавлению изоляции, пробою электричества и порче оборудования и материалов.
• Человеческий фактор. По ошибке электромонтажники могут соединить фазные контакты с нулевыми или заземляющими проводами. При подаче тока произойдет корочение.

Важно! Болтовые соединения требуют регулярного осмотра на предмет расшатывания контактов. Так как именно они из-за расслабления часто перегреваются и горят.

Если выключение автомата при замыкании произошло без видимых признаков, потребуется определить место повреждения. Сделать это можно несколькими путями:

• Осмотр. В первую очередь следует проверить стыки проводов, распредкоробки, розетки и выключатели. Как правило, последствия заметны сразу – по обгорелой изоляции с характерным запахом.
• Исключение. Поэтапно отключая оборудование – пока автомат перестанет вырубать, можно найти именно тот прибор, из-за которого произошло обесточивание.

• Применение специальных измерителей. Суть метода состоит в прозвонке цепи с помощью мультиметра. При обнаружении замыкающего сектора он начнет издавать сигнал.

Поврежденный участок также можно обнаружить по звуку, световой вспышке и дыму в момент замыкания.

Меры профилактики

Выполнение следующих профилактических мер поможет снизить вероятность или полностью предотвратить короткое замыкание:

1. Подбирать соответствующее нагрузке сечение кабеля по нормативам ПУЭ.
2. Проводить периодический осмотр мест контактов, розеток, выключателей, щитков.
3. По возможности установить современные и правильно рассчитанные модели автоматов.
4. Подключать в сеть оборудование с мощностью, соответствующей характеристикам проводки.
5. В сырых помещениях использовать проводники и приборы с необходимой степенью влагозащиты.

Старую давно эксплуатируемую проводку следует заменить, тем более, если используется алюминиевые жилы. Так как средний срок проводника с сердечником из алюминия не превышает 15 лет – а при тех же условиях медный прослужит вдвое дольше.

Короткое замыкание возникает по причине возникновения контакта между фазой и землей или нулем, а также между несколькими фазами, или плюсовым и минусовыми контактами в сети постоянного тока. Называется явление так, потому что ток начинает проходить кратчайшим путем – с минимальным сопротивлением.

Последствия могут быть самые разные – от падения напряжения до поражения людей и животных и пожара. При этом классифицируется явление на несколько видов в зависимости от типа взаимодействия – например, фаза + земля, фаза + ноль, фаза + фаза и т. д.

Причин замыкания бывает несколько:

• Скачок напряжения.
• Перегрев из-за перегрузки.
• Старение изоляции.
• Образование поверхностного слоя из грязи и воды.
• Повреждение грызунам.
• Удар молнии.
• Ошибки электромонтажников.

Обнаружить поврежденный участок можно визуальным осмотром, методом исключения и прозвонкой. Чтобы предотвратить появление короткого замыкания в электропроводке, следует регулярно проводить профилактические мероприятия.