Sieć elektryczna jest doskonałym elastycznym środkiem dostarczania energii do żądanego punktu i wykorzystania jej do rozwiązywania różnych problemów. Ma jednak też poważną wadę, która jest bezpośrednią kontynuacją odnotowanej zasługi. Faktem jest, że sieci elektryczne są bardzo wrażliwe na zwarcie, co jest rozumiane jako bezpośrednie połączenie przewodów neutralnych i fazowych omijające obciążenie. W sieciach trójfazowych zwarcie obejmuje również takie samo połączenie dwóch faz. Takie zdarzenie prowadzi do różnych nieprzyjemnych konsekwencji, aw ciężkich przypadkach towarzyszy mu pożar.
Aby zabezpieczyć się przed zwarciami w nowoczesnych domach, instalowane są różne urządzenia, które monitorują sieć i, jeśli to konieczne, odłączają okablowanie. Mówimy o wyłącznikach automatycznych, które zastąpiły wtyczki starego dziadka. Wybór rodzaju charakterystyki maszyny odbywa się za pomocą prądu zwarciowego.
Dlaczego prąd zwarciowy może się różnić w różnych sieciach?
Ze szkolnego kursu fizyki wiadomo, że połączenie dowolnego źródła prądu (akumulator, akumulator samochodowy, elektryczny sieć itp.) i konsumenta (lampa, czajnik elektryczny, lodówka) można przedstawić jako równoważny obwód pokazany na rysunku 1. Po lewej stronie przerywanej linii znajduje się generator o sile elektromotorycznej E i oporze wewnętrznym Rin, po prawej obciążenie o rezystancji Rn.
Opór wewnętrzny źródła może zmieniać się w szerokim zakresie. Znaczący wpływ na to mają:
- moc transformatora dystrybucyjnego;
- przekrój żył kablowych;
- jakość miedzi, z której wykonane są te żyły;
- odległość od panelu do wylotu.
i wiele więcej.
Eksperymentalne określenie oporu wewnętrznego
Aby określić rzeczywistą wartość Ri, będziesz potrzebować:
- multimetr domowy;
- trójnik lub inny rozdzielacz;
- obciążenie o znanej mocy P = 1 - 2 kW (na przykład żelazko, czajnik i tym podobne).
Bezpośredni pomiar prądu zwarciowego zgodnie ze schematem na rysunku 2 jest niemożliwy ze względu na:
- multimetr, który nie jest przeznaczony do prądów setek i tysięcy A, przepali się;
- w przypadku braku maszyny okablowanie zapali się i stopi.
Dlatego zajmie to trochę sztuczki, której istotą jest wykonanie następującej procedury:
- ze względu na czystość eksperymentu zredukujemy obciążenie sieci do minimum, odłączając od sieci maksymalną możliwą liczbę odbiorców;
- używając trójnika zgodnie ze schematem na rysunku 3, podłącz multimetr do sieci, która została wcześniej przełączona w tryb woltomierza, i ustal zmierzone napięcie Uхх bez obciążenia źródła (sieci);
- do drugiego gniazda trójnika łączymy nasze obciążenie z mocą P, w wyniku czego otrzymujemy obwód na rysunku 4 i ponownie mierzymy napięcie Un;
- wykonajmy proste obliczenia Rin = P * (Uхх - Un) / 220 Ohm (bierzemy P w watach, sam wzór obliczeniowy uzyskuje się z prawa Ohma dla całego obwodu).
Wybór maszyny
Szacunkowy prąd zwarciowy w badanej sieci wyniesie Isc = Uхх / Rin. Dobór wyłącznika następuje zgodnie z odebraną wartością.
Jeśli obliczenia dadzą Isc od jednego do dwóch tysięcy amperów lub więcej, wówczas zainstalowana jest automatyczna maszyna o charakterystyce C, przy prądach rzędu 200 A lub mniej, konieczne jest użycie maszyn o charakterystyce typu B.