Короткое замыкание: определение, виды и последствия

Короткое замыкание (КЗ), также известное как "коза" или "коротыш" на сленге электриков, представляет собой ненамеренное электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными потенциалами. Это соединение не предусмотрено конструкцией устройства и нарушает его нормальную работу. Короткое замыкание может произойти из-за нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Кроме того, коротким замыканием называют состояние, при котором сопротивление нагрузки оказывается меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Виды коротких замыканий

В трёхфазных электрических сетях различают несколько видов коротких замыканий:

• Однофазное: замыкание фазы на землю или нейтральный провод.
• Двухфазное: замыкание двух фаз между собой.
• Двухфазное на землю: замыкание двух фаз между собой и одновременно на землю.
• Трёхфазное: замыкание трёх фаз между собой.

В электрических машинах возможны следующие виды коротких замыканий:

• Межвитковые: замыкание между витками обмоток ротора или статора, либо витками обмоток трансформаторов.
• Замыкание обмотки на металлический корпус.

Последствия короткого замыкания

Короткое замыкание вызывает резкий и многократный рост силы тока в цепи, что по закону Джоуля-Ленца приводит к значительному тепловыделению. Это может привести к расплавлению электрических проводов, возникновению возгорания и распространению пожара.

Кроме того, короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить её функционирование в целом. У других потребителей может снизиться питающее напряжение, что может повредить устройства. В трёхфазных сетях короткие замыкания вызывают асимметрию напряжений, нарушающую нормальное электроснабжение. В крупных энергосетях короткое замыкание может привести к тяжёлым системным авариям.

Меры защиты от короткого замыкания

Для защиты от короткого замыкания принимают следующие меры:

1. Ограничение тока короткого замыкания:

• • Установка токоограничивающих электрических реакторов.
  • Распараллеливание электрических цепей, т.е. отключение секционных и шиносоединительных выключателей.
  • Использование понижающих трансформаторов с расщеплённой обмоткой низкого напряжения.
  • Применение быстродействующих коммутационных аппаратов с функцией ограничения тока короткого замыкания, таких как плавкие предохранители и автоматические выключатели.

2. Использование устройств релейной защиты для отключения повреждённых участков цепи.

Эти меры позволяют минимизировать риск и последствия коротких замыканий, обеспечивая надёжность и безопасность работы электрических сетей и оборудования.