Коротке замикання - електричне з'єднання двох точок електричного кола з різними значеннями потенціалу, не передбачене конструкцією пристрою і порушує його нормальну роботу. Коротке замикання може виникати при порушенні ізоляції струмоведучих елементів або внаслідок механічного зіткнення елементів, що працюють без ізоляції. Також коротким замиканням називають стан, коли опір навантаження менше внутрішнього опору джерела живлення.
Види коротких замикань
У трифазних електричних мережах розрізняють такі види коротких замикань:
- Однофазное (замикання фази на землю);
- Двофазне (замикання двох фаз між собою);
- Двофазне на землю (2 фази між собою і одночасно на землю);
- Трифазне (3 фази між собою).
В електричних машинах можливі короткі замикання:
- Межвітковие - замикання між собою витків обмоток ротора або статора;
- Замикання обмотки на металевий корпус.
Методи захисту
Для захисту від короткого замикання приймають спеціальні заходи:
- Обмежують струм короткого замикання:
встановлюють токоограничивающие електричні реакторизастосовують расспаралеліваніе електричних ланцюгів тобто відключення секційних і шіносоеденітельних вимикачіввикористовують знижувальні трансформатори з розщепленої обмоткою низької напругивикористовують отключающее обладнання - швидкодіючий комутаційний апарат з функцією обмеження струму короткого замикання тобто плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі- Застосовують пристрої релейного захисту для відключення пошкоджених ділянок ланцюга
Причини виникнення коротких замикань
Основною причиною виникнення коротких замикань є порушення ізоляції електрообладнання.
Порушення ізоляції викликаються:
1. Перенапруженнями (Особливо в мережах з ізольованими нейтралями),
2. Прямими ударами блискавки,
3. Старінням ізоляції,
4. Механічними пошкодженнями ізоляції, проїздом під лініями негабаритних механізмів,
5. Незадовільним доглядом за обладнанням.
Часто причиною пошкоджень в електричній частині електроустановок є некваліфіковані дії обслуговуючого персоналу.
Навмисні короткі замикання
При здійсненні спрощених схем з'єднань понижуючих підстанцій використовують спеціальні апарати - короткозамикачі, які створюють навмисні короткі замикання з метою швидких відключень виникли ушкоджень. Таким чином, поряд з короткими замиканнями випадкового характеру в системах електропостачання мають місце також навмисні короткі замикання, що викликаються дією короткозамикачів.
Наслідки коротких замикань
При виникненні коротких замикань в системі електропостачання її загальний опір зменшується, що призводить до збільшення струмів в її гілках в порівнянні з струмами нормального режиму, а це викликає зниження напруги окремих точок системи електропостачання, яке особливо велике поблизу місця короткого замикання.
Залежно від місця виникнення і тривалості ушкодження його наслідки можуть мати місцевий характер або відбиватися на всій системі електропостачання.
При великій віддаленості короткого замикання величина струму короткого замикання може становити лише незначну частину номінального струму живлять генераторів і виникнення такого короткого замикання сприймається ними як невелике збільшення навантаження. Сильне зниження напруги виходить тільки поблизу місця короткого замикання, в той час як в інших точках системи електропостачання це зниження менш помітно. Отже, при розглянутих умовах небезпечні наслідки короткого замикання проявляються лише в найближчих до місця аварії частинах системи електропостачання.
Струм короткого замикання, будучи навіть малим у порівнянні з номінальним струмом генераторів, зазвичай у багато разів перевищує номінальний струм гілки, де сталося коротке замикання. Тому і при короткочасному протіканні струму короткого замикання він може викликати додатковий нагрів струмоведучих елементів і провідників вище допустимого.
Струми короткого замикання викликають між провідниками великі механічні зусилля, які особливо великі на початку процесу короткого замикання, коли струм досягає максимального значення. При недостатній міцності провідників і їх кріплень можуть мати місце руйнування механічного характеру.
Раптове глибоке зниження напруги при короткому замиканні відбивається на роботі споживачів. В першу чергу це стосується двигунів, тому що навіть при короткочасному зниженні напруги на 30-40% вони можуть зупинитися (відбувається перекидання двигунів). Перекидання двигунів важко відбивається на роботі промислового підприємства, так як для відновлення нормального виробничого процесу потрібен тривалий час і несподівана зупинка двигунів може викликати брак продукції підприємства.
При малої віддаленості і достатньої тривалості короткого замикання можливе випадання з синхронізму паралельно працюючих станцій, тобто порушення нормальної роботи всієї електричної системи, що є найнебезпечнішим наслідком короткого замикання.
Виникаючі при замиканнях на землю неврівноважені системи струмів здатні створити магнітні потоки, достатні для наведення в сусідніх ланцюгах (лініях зв'язку, трубопроводах) значних ЕРС, небезпечних для обслуговуючого персоналу та апаратури цих ланцюгів.
Таким чином, наслідки коротких замикань наступні:
1. Механічні та термічні пошкодження електрообладнання.
2. Займання в електроустановках.
3. Зниження рівня напруги в мережі, що веде до зменшення обертального моменту електродвигунів, їх гальмування, зниження продуктивності або навіть до перекидання їх.
4. Випадання із синхронізму окремих генераторів, електростанцій і частин електричної системи і виникнення аварій, включаючи системні аварії.
5. Електромагнітне вплив на лінії зв'язку, комунікації та т.п.