короткое замыкание в поле что делать

Короткое замыкание

Что такое короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ, англ. short curcuit) — незапланированное соединение точек цепи с различными потенциалами друг с другом или с другими электрическими цепями через пренебрежимо малое сопротивление. При этом образуется сверхток, значения которого на порядки превышают предусмотренные нормальными условиями работы.

Определение КЗ из «Элементарного учебника физики» Ландсберга

В результате короткого замыкания выходит из строя электрооборудование, происходят возгорания. О самых разрушительных последствиях коротких замыканий мы регулярно узнаем из новостных рубрик «Чрезвычайные происшествия». Что же именно происходит при КЗ? В результате чего они появляются? Какими могут быть последствия? Давайте рассмотрим подробнее эти и другие вопросы в приведенной ниже статье.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за 8 класс, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:

I — сила тока в цепи, А

R — сопротивление, Ом

Давайте рассмотрим вот такую схему

Если мы подключим настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнем ключ SA, то вольфрамовая нить лампы начнет разогреваться под тепловым воздействием тока. В этом случае значительная часть электрической энергии преобразуется в световую и тепловую.

А теперь покончим с лирическими отступлениями и замкнем два провода, которые идут на лампочку, через толстый провод AВ

Что будет дальше, если мы замкнем контакты ключа SA?

В результате ток пойдет по укороченному пути, минуя нагрузку. Короткий путь в данном случае и есть провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема преобразуется в делитель тока. Согласно правилу делителя тока, если нагрузки соединены параллельно, то через нагрузку с меньшим сопротивлением побежит большая сила тока, а через нагрузку с большим значением сопротивления — меньшая сила тока. Так как провод АВ обладает почти нулевым сопротивлением, то через него потечет большая сила тока, согласно опять же закону Ома:

Как я уже сказал, в режиме КЗ сила тока достигает критических значений, превышающих допустимые для данной цепи.

Закон Джоуля-Ленца

Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловое действие тока прямо пропорционально квадрату силы тока на данном участке электрической цепи

I — сила тока в этой цепи, А

R_н — сопротивление нагрузки, Ом

Это означает, что на проводе AB будет выделяться бешеное количество теплоты. Провод резко нагреется от температуры, а потом и сгорит. Все зависит от мощности источника питания.

То есть, если ток при коротком замыкании возрастет в 20 раз, то количество выделяющейся при этом теплоты — примерно в 400 раз! Вот почему бывшая еще мгновение назад мирной электроэнергия превращается в настоящее стихийное бедствие: горит проводка, расплавленный металл проводов поджигает находящиеся рядом предметы, возникают пожары.

Существуют еще запланированные и контролируемые КЗ, а также специальное замыкающее оборудование. Например, сварочные аппараты работают как раз на контролируемом КЗ, где требуется большая сила тока для плавки металла.

Основные причины короткого замыкания

Все многообразие причин возникновения коротких замыканий можно свести к следующим:

Нарушение изоляции вызывается как естественным износом, так и внешним вмешательством. Естественное старение элементов электросети ускоряется за счет длительного теплового воздействия тока (тепловое старение изоляции), агрессивных химических сред.

Внешние воздействия могут быть вызваны грызунами, насекомыми и другими животными. Сюда же относится и человеческий фактор. Это может быть «кривой» электромонтаж, либо несоблюдение техники электробезопасности.

Намного чаще короткое замыкание вызывается перегрузкой сети из-за подключения большого количества потребителей тока. Так, если совокупная мощность одновременно включенных в бытовую сеть электроприборов превышает допустимую нагрузку на проводку, с большой вероятностью произойдет короткое замыкание, так как сила тока в такой цепи начинает превышать допустимое значение. Такое явление можно часто наблюдать в домах со старой проводкой, где провода чаще всего алюминиевые и не рассчитаны на современные мощные электроприборы.

Ток короткого замыкания

Сверхток, образующийся в результате КЗ, называется током короткого замыкания. Как только произошло короткое замыкание в цепи, ток короткого замыкания достигает максимальных значений. После того, как провода начнут греться и плавиться, ток короткого замыкания идет на спад, так как сопротивление проводов в при нагреве возрастает.

Для источников ЭДС ток короткого замыкания может быть вычислен по формуле

I_кз — это ток короткого замыкания, А

E — ЭДС источника питания, В

R_внутр. — внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом

Более подробно про ЭДС и внутреннее сопротивление читайте здесь.

Ниже на рисунке как раз изображен такой источник ЭДС в виде автомобильного аккумулятора с замкнутыми клеммами

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора может достигать значений в доли Ома. Теперь представьте, какой ток короткого замыкания будет течь через проводник, если закоротить им клеммы аккумулятора. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от многих факторов. Возьмем среднее значение R_внутр = 0,1 Ом. Тогда ток короткого замыкания будет равен I_кз =E/R_внутр. = 12/0,1=120 Ампер. Это очень большое значение.

Виды коротких замыканий

В цепи постоянного тока

В цепи переменного тока

Трехфазное замыкание

Это когда три фазных провода коротнули между собой.

Трехфазное на землю

Здесь все три фазы соединены между собой, да еще и замкнуты на землю

Двухфазное

В этом случае любые две фазы замкнуты между собой

Двухфазное на землю

Любые две фазы замкнуты между собой, да еще и замкнуты на землю

Однофазное на землю

Однофазное на ноль

Эти две ситуации чаще всего бывают в ваших квартирах и домах, так как к простым потребителям идет два провода: фаза и ноль.

В трехфазных сетях наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю — 60-70% всех коротких замыканий. Двухфазные КЗ составляют 20-25%. Двойное замыкание фаз на землю происходит в электросетях с изолированной нейтралью и составляет 10-15% всех случаев. До 3-5% занимают трехфазные КЗ, при которых происходит нарушение изоляции между всеми тремя фазами.

В электрических двигателях короткое замыкание чаще всего возникает между обмотками двигателя и его корпусом.

Последствия короткого замыкания

Во время КЗ температура в зоне контакта возрастает до нескольких тысяч градусов. Помимо воспламенения изоляции, расплавления и механических повреждений выключателей и розеток и возгорания проводки, следствием замыкания может стать выход из строя компьютерного и телекоммуникационного оборудования и линий связи, которые находятся рядом, вследствие сильного электромагнитного воздействия.

Но падение напряжения и выход из строя оборудования — не самое опасное последствие. Нередко короткие замыкания становятся причиной разрушительных пожаров, зачастую с человеческими жертвами и огромными экономическими потерями.

Из-за удаленности и большого сопротивления до места замыкания защитное оборудование может не сработать. Бывают ситуации, когда ток недостаточен для срабатывания защиты и отключения напряжения, но в месте КЗ его вполне хватает для расплавления проводов и возникновения источников возгорания. Поэтому, токи коротких замыканий очень важны для расчетов аварийных режимов работы.

Меры, исключающие короткое замыкание

Еще на заре развития электротехники появились плавкие предохранители. Принцип действия подобной защиты очень прост: под влиянием теплового действия тока предохранитель разрушается, тем самым размыкая цепь. Предохранители наиболее часто используются в бытовых электросетях и бытовых электроприборах, электрическом оборудовании транспортных средств и промышленном электрооборудовании до 1000 В. Встречаются они и в цепях с высоковольтным оборудованием.

Вот такие предохранители используются в цепях с малыми токами

вот такие плавкие предохранители вы можете увидеть в автомобилях

А вот эти большие предохранители используются в промышленности, и они уже рассчитаны на очень большие значения токов

Более сложную конструкцию имеют автоматические выключатели, оснащенные электромагнитными и/или тепловыми датчиками. Ниже на фото однофазный автоматический выключатель, а справа — трехфазный

Их принцип действия основан на размыкании цепи при превышении допустимых значений силы тока.

В быту мы чаще всего сталкиваемся со следующими устройствами защиты электросети:

Все вышеперечисленное защитное оборудование относится к устройствам вторичной защиты, действующим по инерционному принципу. На вводе бытовых электросетей наиболее часто устанавливаются автоматические защитные устройства, действующие по адаптивному принципу. Такие устройства можно увидеть возле счетчиков электроэнергии квартир, коттеджей, офисов.

В высоковольтных сетях защита чаще обеспечивается:

Большинства коротких замыканий можно избежать, если устранить основные причины их возникновения: своевременно ремонтировать или заменять изношенное оборудование, исключить вредные воздействия человека. Не допускать неправильных действий при монтажных и ремонтных работах, соблюдать СНИПы и правила техники безопасности.

Источник

Что такое короткое замыкание — причины, чем опасно и что делать

Для того чтобы понять что такое короткое замыкание, необходимо рассматривать это явление не как физический процесс перемещения тока, а как работу конкретной электрической системы. Коротким замыкание может быть только в полностью сформированной электрической сети.

Что такое короткое замыкание

Проблема заключается не только в том, что при коротком замыкании потребители не получают энергию, но и в разрушении всей системы

Каждая электрическая цепь рассчитана на определённое количество потребителей, длину и состояние проводников, напряжение и другие специфические характеристики. До тех пор, пока в этой цепи всё соответствует системным признакам, потребители электроэнергии не знают проблем.

При соединении проводников там, где этого быть не должно, вся система меняется. Ток перемещается по короткому пути, в то время как вся электрическая сеть обесточивается.

Дело в том, что при соединении проводников сила тока в короткой системе резко увеличивается, это приводит к перегреву проводов и возгоранию. Часть проводников системы разрушается, в результате чего прохождение электроэнергии по цепи прекращается, а возгорание может перейти в пожар.

Причины возникновения

Короткое замыкание обычно возникает там, где нарушается изоляция между проводами. В результате они соединяются, а ток направляется по другой цепи. Нарушение изоляции может возникнуть по причинам:

Если обобщить все причины, то наиболее распространённым следует считать действия человека. На втором месте оказывается износ системы. Третье место занимает фактор стихийного бедствия, то есть молнии, землетрясения, наводнения и т. д.

Чем опасно короткое замыкания и что делать, если оно возникло

Перед тем как тушить возгорание, необходимо обесточить сеть

Главная опасность при укорачивании электрической цепи состоит в прохождении электричества через человека, а также в появлении очага возгорания. По сравнению с этим отсутствие электроэнергии у потребителей окажется мелочью, недостойной внимания.

Если произошло КЗ, необходимо следовать алгоритму:

Короткое замыкание — это чрезвычайная ситуация. Действовать в ней нужно грамотно и быстро, но без суеты и паники, стараясь свести к минимуму негативные последствия этого явления.

Источник

КЗ в вейпинге, короткое замыкание в электронной сигарете, определение

КЗ в вейпе, короткое замыкание в электронной сигарете, Atomizer Low, Atomizer Short – замыкание аккумулятора без нагрузки в моде или мехмоде, а также замыкание цепи без нагрузки в теле атомайзера или в коннекторе.

Короткое замыкание означает, что электрический ток отправился не по своему обычному маршруту, а нашел путь обхода с очень низким сопротивлением, например смог прыгнуть со спирали на купол, пробрался через изоляцию пина, стойки или вовсе миновал электронику и пробрался через контактную группу.

В мире вейпинга, КЗ является самым нежелательным событием, так как приводит к временному отключению боксмода, а в некоторых случаях и к его поломке, выходу батарей из строя, возгоранию или взрыву мехмода. Не следует сильно драматизировать опасность КЗ в любой электронной сигарете с платой – электроника без труда переходит в защиту. А вот опасность короткого замыкания в мехмоде переоценить сложно.

*обратите внимание, что не каждое короткое замыкание в электронной сигарете действительно является коротким. Так например, в случае выбора правильных аккумуляторов в мехмоде и наличия газоотводов, замыканием может быть и длительным по времени. В этом случае девайс быстро нагреется, место замыкания сместится внутрь корпуса батареи и та начнет гореть. Технически, такое замыкание может длиться около минуты, пока вся реакция в батарее не завершится. В боксмодах же замыкания как правило действительно короткие и длятся долю секунды, пожара и взрыва не следует.

Ошибка Atomizer Short\Low

Если боксмод зафиксировал слишком низкое сопротивление (короткое замыкание), то плата выдает на дисплей ошибку «Atomizer Short» или аналогичную. Большинству устройств не нужны какие-либо манипуляции, кроме ликвидации причины замыкания, чтобы продолжить работать. Но иногда требуется скрутить атомайзер и накрутить заново, либо вытащить батарейки и вставить обратно.

Некоторые платы не обладают дисплеем, как например iJust. Это не означает, что в девайсе отсутствуют защиты, но означает, что ошибку на дисплее вы не увидите (нет дисплея). Инженеры по-разному решают эту проблему, в большинстве случаев девайс мигает светодиодом определенное число раз, чтобы сообщить пользователю о КЗ. Но иногда это мигание идентично сигналу о разряженном АКБ, что вводит в заблуждение.

Слишком низкое сопротивление

Большинство боксмодов не различают слишком низкое сопротивление и замыкание, так как и то и другое фактически является слишком низким сопротивлением (замыкание и есть слишком низкое сопротивление). Однако это может вызывать ложное ощущение поломки, особенно если не изучить спецификацию боксмода.

Так например, если мод поддерживает сопротивление от 0.1, то пользователь может установить 0.09, увидеть на дисплее это сопротивление и предположить, что все хорошо. Но по нажатию кнопки девайс выдаст ошибку Atomizer Short и откажется работать. Это является штатной ситуацией, так как установлено неподдерживаемое сопротивление, о чем плата и сообщает.

Если же замкнуть атомайзер совсем без нагрузки, например задеть пинцетом стойки, то сопротивление на дисплее выйдет в 0.00, что также приведет к идентичному сообщению Atomizer Short. Логической ошибки нет – сопротивления 0.09 и 0.00 являются ниже допустимого, так что и сообщение на дисплее будет идентичным. Тем не менее некоторые моды имеют разное сообщение на эти два случая: Atomizer Low для низкого сопротивления и Atomizer Short для короткого замыкания.

Типы короткого замыкания

Возможные варианты КЗ в вейпинге можно разделить на 3 случая:

Первый случай страшен только для механических модов, а 99% боксмодов с платой легко переживут КЗ в атомайзере, перейдя в режим “защиты”. В этом случае на экране просто появится надпись, наподобие “Atomizer Short”, “Too Low” или что-то подобное. Как правило устраняется корректировкой намотки, других действий не требуется.

Второй случай, то есть замыкание в теле мода, может быть опасным, только если пользователь замкнул аккумулятор контактной группой. Обычно так происходит в момент закрывания крышки, если изоляция батарейки повреждена. При этом плата не может перейти в защиту, так как замыкание случилось в цепи до электроники.

И последний сценарий, замыкание без боксмода, это классический случай, когда пользователь бросил АКБ в сумку с ключами или замкнул батарейку в зарядке. Некоторые АКБ с особой химической начинкой (китайские), могут дополнить возгорание взрывом, либо сразу перейти к взрыву, без пожара.

Важно понимать, что замыкания аккумуляторов не являются чем-то исключительно из мира вейпинга – любой аккумулятор можно замкнуть аналогичным способом. Например, все вышеперечисленное актуально для фонариков на батарейках, пультов ДУ, автомобильных аккумуляторов, смартфонов со сменным АКБ и всего, где есть батарейка.

КЗ в аккумуляторе для вейпа

На картинке ниже показано, что нужно замкнуть между собой, чтобы получить КЗ. Весь корпус батарейки является минусовым контактом, от плюса он отделен небольшой изоляционной проставкой. Если задеть эти два элемента металлическим предметом, то вы получите короткое замыкание:

На картинке выше показан АКБ, в котором не только повреждена термоусадка, но и отсутствует дополнительная изоляция под ней. Так как плюсовой контакт является самым опасным местом, то он дополнительно прикрывается более плотной проставкой, которая удерживается термоусадкой. Тем не менее, порвать можно и ее, а на картинке выше она просто вывалилась. Вторая изоляция выглядит как белый круг:

Причины возникновения КЗ в вейпах и способы их решения

Если замыкание произошло и вы не взорвались, то скорее всего используете боксмод, который выдал вам ошибку, перейдя в защиту. Это означает, что плата распознала слишком низкое сопротивление и отказалась работать. Для плат это штатная ситуация, ремонт не требуется, достаточно ликвидировать причину замыкания. Вот как это сделать:

Короткое замыкание в атомайзере

Первый возможный сценарий: короткое замыкание случилось в атомайзере. Распространенная ситуация – спираль сместилась и уперлась в купол, стойку, дно бака или дрипки. Нужно поправить спираль, убедиться, что она ничего лишнего не касается. Осматриваем койл, если нужно подправляем его.

Также частая практика: ножка спирали прошла через прижимной винт, вышла с другой стороны и уперлась в купол. Актуально только в том случае, если кончик ножки видно, он не уходит в базу. Требуется подрезать торчащие излишки, помогут кусачки с плоскими губками. Также можно попробовать загнуть лишнюю ножку под винт, которым она зафиксирована.

Кроме спирали, КЗ в атоме может случиться внутри стойки. Обычно это происходит, если стойка съемная и плохо закручена, либо изоляция не выдержала температуры. Попробуйте снять плюсовую стойки, для этого нужно открутить пин и аккуратно вытянуть стойку. Если стойка оказались съемной, проверьте изоляцию под ней. Соберите устройство и аккуратно, но усердно, подтяните винты, включая пин.

Следующая возможность – замыкание в коннекторе. Это могло произойти, если пин атомайзера слишком короткий и не выпирает достаточно из резьбы. В таком случае вам потребует настроить длину пина, если пин является настраиваемым. У необслуживаемых атомайзеров пин практически всегда “плавающий”, в этом случае его нужно немного вытянуть ногтями, а также слегка вытянуть пин самой сменной головки.

Последняя возможность – плохо протянутые прижимные винты. Хоть это и повышает сопротивление, а не снижает его, но некоторые платы принимают такую ситуацию за КЗ атомайзера. Вам потребуется усердно протянуть винты, но не слишком сильно.

Во всех случаях, скрутите дрипку или бак с мода после манипуляций, нажмите кнопку “Fire”, прикрутите все обратно – это нужно, чтобы плата вышла из режима защиты. Если вы замкнули стойки пинцетом, когда мотали спираль, вам также поможет простое снятие атомайзера. Не все платы переходят в режим защиты надолго, большинство девайсов сами возвращаются к нормальной работе практически моментально.

Короткое замыкание в теле мехмода или боксмода

В случае КЗ внутри тела мода, вы получите перегретые аккумуляторы с возможным взрывом или возгоранием. Если это случилось, использовать устройство повторно нельзя, даже если отсутствуют видимые повреждения или если замыкание было очень коротким. Отнесите девайс в сервис-центр, чтобы восстановить его работоспособность, либо просто убедиться в безопасности его дальнейшей работы.

Источник