Zwarcie

Zwarcie jest zamierzone lub przypadkowe połączenia dwóch (lub więcej) punktów z obwodu elektrycznego , między którymi jest różnica potencjału, przez przewodem o małej rezystancji. Powoduje to powstanie prądu zwarciowego i generalnie wzrost temperatury przewodów.

Inżynieria elektryczna

W elektrycznej sieci dystrybucyjnej zwarcia można sklasyfikować:

Zgodnie z ich czasem trwania

gaśnica samoistna, jeśli awaria ustąpi samoczynnie w bardzo krótkim czasie, bez wyzwolenia urządzeń zabezpieczających ( bezpiecznik lub wyłącznik automatyczny ),
przemijające, jeśli usterka ustępuje dopiero po jednej lub kilku krótkich przerwach w dostawie prądu bez konieczności interwencji,
półtrwałe, jeśli usterka ustępuje dopiero po jednej lub kilku długich przerwach w dostawie prądu (kilkadziesiąt sekund) bez konieczności interwencji,
trwałe, jeżeli awaria powoduje ostateczne wyłączenie i wymaga interwencji personelu w celu wznowienia pracy;

Zgodnie z ich pochodzeniem

mechaniczne (przerwane przewody, połączenie elektryczne utworzone między dwoma przewodami przez złe okablowanie, zapomniane narzędzie, na przykład gałąź lub zwierzę),
przepięcia elektryczne pochodzenia wewnętrznego (przepięcie łączeniowe) lub atmosferyczne (piorun),
degradacja izolacji spowodowana wysoką temperaturą, wilgocią, starzeniem lub atmosferą korozyjną;

Według ich lokalizacji

wewnątrz lub na zewnątrz maszyny, na linii napowietrznej lub metra;

W zależności od charakteru połączenia

wyraźne zwarcie, gdy dwa zwarte punkty stykają się bezpośrednio ze sobą,
zwarcie impedancyjne, gdy dwa punkty zwarcia są połączone medium impedancyjnym (na przykład wał).

Oprócz tych charakterystyk sieć trójfazową można odróżnić od zwarć:

jednofazowy (80% przypadków), w którym faza i przewód neutralny lub ziemia są ze sobą połączone;
dwufazowy (15% przypadków), w którym dwie fazy są połączone ze sobą;
trójfazowy (5% przypadków), w którym trzy fazy są ze sobą połączone;
dwufazowa ziemia (lub bi-ziemia ), w której dwie fazy i ziemia są połączone ze sobą .

Jeśli zwarcie wystąpi na linii niezabezpieczonej wyłącznikiem lub jeśli jest usuwane zbyt wolno, mogą wystąpić konsekwencje związane z szybkim nagrzewaniem się przewodów, takie jak stopienie izolacji syntetycznej, utrata ognia, zniszczenie sprzętu elektrycznego i telefonicznego. Dlatego należy koniecznie się wystrzegać takich incydentów .

Krótkie dobrowolne obwody

Zwarcia są bardzo przydatne dla inżynierów elektryków do testowania na przykład maszyn elektrycznych lub transformatorów

Zwarcia w ramach tych testów są wykonywane przez specjalistów świadomych ryzyka elektrycznego i są a priori bezpieczne dla świadomego użytkownika ( techników , starszych techników , inżynierów itp.), Ani dla urządzeń elektrycznych poddawanych testom. Najważniejsze jest, aby nie przekraczać nominalnych i / lub maksymalnych wartości prądu określonych przez producenta.

Teoria

Zwarcia systemów trójfazowych są podzielone na dwie kategorie: symetryczne i asymetryczne.

Usterka symetryczna wpływa jednakowo na wszystkie trzy fazy. To są usterki trójfazowe. Zatem obliczenie prądu zwarciowego jest stosunkowo proste, ponieważ wykorzystuje schemat jednokreskowy sieci. W teorii obliczania prądów zwarciowych prąd ten dzieli się na trzy składowe:

prąd podprzejściowy, który pojawia się jako pierwszy, który jest również najsilniejszy;
prąd przejściowy, pojawiający się między stanem przejściowym a stanem stałym;
stały prąd.

Asymetryczny błąd powoduje brak równowagi między fazami. To najczęstsze usterki. Obliczenie prądu zwarciowego wykorzystuje symetryczne składowe transformacji Fortescue .

Fizyczny

Zwarcie źródła napięcia sprowadza się do narzucenia nieskończonego prądu na kabel lub urządzenie elektryczne. Spowoduje to bardzo silne nagrzanie i zniszczenie danego urządzenia.

Usprawiedliwienie

Zgodnie z prawem Ohma w prądzie stałym mamy:

{\ displaystyle U = RI}

Napięcie U
R odpowiedni opór
I prąd przepływający przez rezystor.

Możemy przepisać równanie jako

{\ displaystyle {\ frac {U} {R}} = ja}

dla R> 0.

Dla danego napięcia im niższa rezystancja (na przykład drut miedziany), tym wyższy prąd. Który jest napisany matematycznie:

{\ displaystyle \ lim _ {R \ rightarrow 0} {\ frac {U} {R}} = ja = \ infty}

W praktyce zerowy opór istnieje tylko w przypadku materiałów nadprzewodzących , w przeciwnym razie przejawia się efekt Joule'a kabla, zgodnie z równaniem:

{\ displaystyle P = RI ^ {2} = UI}

Jeśli I jest bardzo duże i U> 0.

Efekt Joule'a, który musi rozpraszać kabel (a tym samym ciepło, które ma być odprowadzane) jest zbyt duży w porównaniu z rozpraszaniem ciepła przez kabel i drut topi się lub nawet sublimuje . Podobnie inne urządzenia elektryczne topią się lub sublimują, nie będąc w stanie rozproszyć tak dużej ilości energii .

Uwagi i odniesienia

short-circuit, short- Circuits, na stronie internetowej larousse.fr, przeglądano 28 września 2014 r
Definicje leksykograficzne i etymologiczne „Zwarcia” skomputeryzowanego skarbca języka francuskiego na stronie internetowej National Center for Textual and Lexical Resources
Understanding Choosing, „ Types of short circuit ” , na installation-electrique.comprendrechoisir.com (dostęp: 4 listopada 2014 )
Understanding Choosing, „ Prévention ” , na installation-electrique.comprendrechoisir.com (dostęp: 4 listopada 2014 )

Zobacz też

Powiązane artykuły