Нередко виновниками аварий в электросетях становятся короткие замыкания. Они же часто являются источником возникновения пожара, причиной выхода из строя электроприборов и отдельных участков сетей. Эффективной мерой в борьбе с последствиями замыканий является применение плавких предохранителей или использование современных автоматов защиты, которые отсекают от питания неисправные участки цепей. Но тогда возникает проблема: как найти короткое замыкание на обесточенном проводе или приборе. Поиск неисправности всегда труднее, чем устранение дефекта, поэтому о некоторых простых способах обнаружения КЗ пойдёт речь в данной статье.
Причины возникновения КЗ
Чтобы бороться с негативными явлениями, необходимо, прежде всего, выяснить причину их возникновения. Для этого дадим определение термину «короткое замыкание».
Уверен, что у большинства из вас ответ готов: «Короткое замыкание, это когда соприкасаются друг с другом два проводника с током разной полярности». Такое определение верно только отчасти. Оно не описывает полной картины КЗ. В частности, короткое замыкание может возникнуть между двумя фазными проводами, и не обязательно в результате их касания.
На рисунке 1 показана схема короткого замыкания фазных проводников.
Поэтому правильный ответ таков: КЗ – явление, возникающее в результате соединение двух точек участка цепи, вызвавшее состояние, при котором сопротивление нагрузки оказывается намного меньше, от внутреннего сопротивления источника тока.
Исходя из определения, становится понятно, что причиной возникновения короткого замыкания может стать любая ситуация, приводящая к значительному уменьшению сопротивления между проводниками с разными потенциалами. Например, пробой диода или другого электронного элемента в схеме электрического устройства. КЗ возникает в результате ошибочного соединения проводов (фазы с нулём) при выполнении монтажа электропроводки.
Довольно часто короткие замыкания вызывает:
- Обрыв проводов в энергосетях под напором сильного ветра, от налипания снега и по другим причинам.
- В домашней сети причиной КЗ нередко стаёт неисправность электропроводки или чрезмерная нагрузка отдельных участков электрической сети.
- Короткие замыкания встречаются в электрическом оборудовании, как правило, из-за плохого состояния соединительных шнуров, причиной которого является небрежное отношение к ним.
- Электрикам иногда приходится устранять последствия КЗ в результате повреждения кабеля при самовольном выполнении земляных работ. Несанкционированное рытьё траншей приводит не только к нарушению изоляция проводов, но и к замыканиям ковшом экскаватора токоведущих жил.
- Использование электрической проводки не по назначению. Например, применение во внешних линиях передачи электрического тока проводов, предназначенных для внутренних сетей. Под действием солнечных лучей, влаги, перепадов температур изоляция разрушается. Когда трещины заливает вода, происходит контакт между проводами с накоплением электролитических солей. Рано или поздно там случится короткое замыкание.
- Механическое повреждение, когда участок электропроводки замыкается от повреждения кабеля гвоздём, шурупом, сверлом или в результате случайного задевания рабочей частью строительного инструмента. Такие короткие замыкания характерны для скрытой электропроводки.
Существуют и другие причины аварий связанных с КЗ, но они встречаются очень редко. Например, эксплуатация электророзеток с плохими контактами. Вследствие искрения розеток образуется сажа, которая оседает на пластиковые детали. При длительной эксплуатации, особенно если включать потребители с повышенными нагрузками, слой сажи может замкнуть провода. Последствие показаны на рисунке 2.
До этого редко доходит, так как замыканию предшествует появление едкого запаха горелой проводки, что обычно побуждает владельца квартиры заменить неисправную розетку.
Способы поиска короткого замыкания
Если неприятность всё-таки случилась в квартире, где установлены стандартные предохранители или автоматические выключатели, то вы, в худшем случае, отделаетесь лёгким испугом. Вам также придётся пережить временные неудобства, связанные с отсутствием электричества.
Ваши действия: вызывайте электрика либо пытайтесь устранить короткое замыкание самостоятельно.
Алгоритм поиска места КЗ.
Первым делом обесточьте электрическую цепь, удалив предохранители или выключив все не сработавшие автоматы. Потом отключите от питания все электрические приборы и займитесь поиском неисправности.
Визуальный осмотр
В результате короткого замыкания выделяется значительное количество тепла, прежде всего, сильно нагревается точка контакта проводов. Это вызывает процесс возгорания проводки, с выделением запаха и большого количества нагара. Именно по этим признакам можно определить где произошло короткое замыкание или локализовать место поиска.
Если розетки целые, без признаков горения, перейдите к вскрытию распределительных коробок. Вскрывая их по очереди, можно обнаружить возгорание изоляции или даже найти причину этой неприятности.
Пример, демонстрирующий видимые последствия КЗ показан на рис. 3.
В случае, когда визуальный осмотр не дал результатов – замените неисправный предохранитель и вверните пробки, либо включите автоматы. Они могли сработать от чрезмерной нагрузки сети или от КЗ в одном из электроприборов. Если это так, то такими действиями вы восстановите электропитание сети. Признаком работоспособности может служить то, что автоматы не срабатывают, а предохранители не перегорают.
Для убеждения включите освещение. По очереди включайте все электроприборы и наблюдайте за светом лампочек. Если при включении очередного потребителя тока свет погаснет – ищите причину КЗ в нём.
Применение мегаомметра или мультиметра
Короткое замыкание может произойти на участке скрытой электропроводки. Это худший из возможных вариантов. Поиск КЗ в стене и способ его устранения очень затруднён. Он требует определённых навыков и наличия оборудования, например мегаомметра или мультиметра. Если вы умеете пользоваться мультиметром, то попытайтесь с его помощью определить неисправную цепь. Облегчить задачу поиска вам наличие схемы проводки.
Проделайте следующие шаги:
- При отключённых электроприборах (обязательно на обесточенной сети) замеряйте сопротивления цепи на отельных её участках. По возможности используйте электрическую схему электроснабжения вашего дома. На исправных участках прибор будет показывать бесконечно большое сопротивление. А на участке, где есть короткое замыкание, сопротивление должно равняться нулю. Однако прибор мультиметр может показать и большую величину сопротивления, особенно если до места КЗ большое расстояние. Для такого случая лучше использовать мегаомметр (при наличии).
- При отсутствии упомянутых приборов используйте контрольную лампу с автономным источником тока. Оборудуйте для этого щупами карманный фонарик (лампочка должна загораться от прикосновения штырьков между собой). Замыкая поочерёдно соответствующие жилы проводки на скрутках распределительных коробок, вы, по загоранию лампочки, точно определите, на каком участке сети со скрытой проводкой есть короткое замыкание.
- Устраните повреждённый провод. Проведение точечного ремонта электропроводки не имеет смысла. Во-первых, скрытая проводка находится под штукатуркой или другой облицовкой, а это дополнительные расходы на заделывание стены. Во-вторых – лучше заменить весь (по возможности) повреждённый провод, так как не исключено повторное замыкание на данном участке. Если позволяют условия, новый провод спрячьте за плинтусом. Используя специальный короб, подведите его к розетке.
Бывают случаи, когда короткое замыкание является причиной обрыва проводки. Для поиска обрыва используйте те же приборы, что и для определения замыканий. Чтобы найти обрыв замыкайте свободные концы проводов на конце участка поиска. В данном случае нулевое или близкое к нулю сопротивление – признак исправности, а бесконечно большое – показывает разрыв. Контрольная лампочка погаснет при подсоединении её к проводу, на котором есть обрыв.
На рисунке 4 показан пример использования мультиметра для поиска КЗ.
Метод исключения
Данный метод работает, когда есть возможность поочерёдно исключать из зоны поиска неповрежденные приборы или участки цепи.
Народный метод по звуку и запаху
Принцип поиска короткого замыкания по источнику запаха, описанный выше. Что касается звука, то здесь всё сложнее. Если вы не услышали хлопка в момент КЗ, то вряд ли сможете его воспроизвести при поиске на обесточенной цепи. Можно, конечно, принудительно удерживать рычаг автомата во включённом положении или вместо стандартного предохранителя поставить мощный «жучок», но последствия от этого могут быть катастрофическими.
По звуку вы можете определить разве что неисправный контакт. Его уличает потрескивание или шипение. Нагревание неисправного участка электрической цепи служит дополнительным признаком плохого контакта.
Методы устранения и профилактика
- Розетки, шнуры питания и другие замкнувшие элементы сети лучше заменить.
- Для устранения коротких замыканий в электроприборах пользуйтесь услугами специализированных мастерских, либо ремонтируйте самостоятельно (при наличии знаний и опыта).
- Разрыв кабеля ликвидируйте путём замены повреждённого участка новым проводом. При этом следите, чтобы коэффициент сопротивления изоляции соответствовал величине тока.
В целях профилактики проверяйте исправность контактов. Вовремя меняйте розетки. Используйте только стандартные электроприборы. Не допускайте превышения уровней нагрузок. К источнику тока подключайте только исправные электроинструменты и другую бытовую технику.
На рис. 5 показаны последствия эксплуатации электрогенератора с неисправным шнуром.
Помните, что ваша безопасность во многом зависит от надёжности системы электроснабжения жилых и бытовых помещений. Это тот, из немногих случаев, где экономия не уместна.
Источник: www.asutpp.ru
Разновидности замыканий проводки, их причины и методы поиска
Казалось бы, причины короткого замыкания силовой электропроводки и их разновидности это разные вопросы, но на деле они тесно переплетаются между собой. По сути, замыкание это следствие ряда причин, по которым фазный провод напрямую соприкасается с нулевым, либо изоляция между ними не препятствует возникновению дугового разряда (разумеется, при наличии на проводниках напряжения). Основные причины из-за чего коротит проводка и какие могут быть последствия, по которым можно определить место поломки, следующие:
Физический износ изоляции
Происходит с течением времени и вследствие даже незначительных, но регулярных перепадов температур.
Обычно в таком случае изоляция постепенно из гибкой становится хрупкой – на ней появляются трещины в которых может скапливаться влага или пыль. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств это может спровоцировать возникновение КЗ через микродугу, причем это самый тяжелый случай с точки зрения поиска неисправности.
При этом внешне вся проводка выглядит целой, но когда на нее подается напряжение, то со временем выбивает автомат защиты.
Поиск подавляющего большинства неисправностей в электроцепи происходит по принципу проверки «слабых звеньев» — это любые контакты, переходы – все те места, где при монтаже вскрывается наружная изоляция кабеля. Поэтому в скрытой проводке поиск неисправности всегда надо начинать в розетках, коробах и щитках.
Как итог – в этом случае проводится внимательный осмотр проводки – если уже выбивает автомат защиты, то возможно место повреждения изоляции будет подгоревшим и его станет видно. В некоторых случаях приходится устаивать проводке «стресс-тест» – подавая на нее повышенное напряжение. Это достаточно экстремальный способ, ведь по сути приходится провоцировать полноценное короткое замыкание электропроводки, после которого место неисправности видно «невооруженным глазом.
Для скрытой проводки и нахождения микротрещин в изоляции также можно воспользоваться и мегаомметром, но он только покажет наличие КЗ на локализованном участке электроцепи, а место его возникновения определить не сможет.
После того, как находим неисправность, то уже в зависимости от общего состояния проводки надо решать, менять кабель или обойтись восстановлением изоляции посредством изоленты.
Пример работы мегаомметра – на видео:
Повреждение изоляции грызунами
Это достаточно частое явление в сельской местности, да и в промышленных условиях такие поломки далеко не редкость – мыши прогрызают наружную изоляцию кабелей, затем внутреннюю и замыкают собой фазу с нолем.
Сложность поиска такой неисправности может заключаться в том, что неизвестно где мышь могла облюбовать себе место для «трапезы». Но с другой стороны, обычно место повреждения хорошо заметно, поэтому достаточно поверхностного осмотра провода, хоть и по всей его длине.
Надо учитывать, что здесь не всегда происходит полноценное замыкание – иногда мышь может частично повредить изоляцию и замкнуть провода не напрямую, а через себя. В таком случае велика вероятность найти место повреждения провода по погибшему животному, которого судорога от электрического тока приковывает к перегрызенному проводу. Хотя иногда бывает и такое, что мышь отбрасывает от кабеля, особенно если у нее получается замкнуть провода напрямую и произойдет полноценное короткое замыкание погрызенной проводки.
Значительный перегрев изоляции кабелей
Это не всегда заметно глазу, но при подаче напряжения на провода, на них начинает действовать электромагнитное поле, которое стремится распрямить их металлическую часть. Пока провод работает в штатном режиме, это не имеет особого значения, но если к нему подключен слишком мощный потребитель, то жилы начнут нагреваться. Когда вследствие этого изоляция станет мягкой, то жилы под воздействием электромагнитного поля расшатают пластик изнутри, а со временем и полностью его прорвут. В итоге произойдет полноценное замыкание и выбьет автомат защиты, а если совсем не повезет, то загорится сама изоляция кабеля.
Пока не расплавится изоляция провода, визуально заметить, что она становится мягкой невозможно – поэтому после прокладки новой линии или подключении на нее дополнительного электрооборудования, надо обязательно проконтролировать, не нагревается ли кабель.
Производители проводов обычно указывают на бирках, сколько кратковременных нагревов может выдержать изоляция, но в любом случае, если перегревы уже происходили, то кабель лучше менять.
Прямое соединение фазного и нулевого проводов
Причины, по которым напрямую коротнуло силовую проводку могут быть самыми разнообразными – от банальной невнимательности, которую иногда допускают выполняя монтаж, до аварии вследствие бури или другого стихийного бедствия.
Главное здесь то, что при прямом соприкосновении фазы и ноля всегда происходит скачкообразное повышение силы тока и температуры на токоведущих жилах. В большинстве случаев провода не рассчитаны на то, чтобы выдерживать токи короткого замыкания, поэтому в месте соприкосновения происходит мини-взрыв, вследствие которого выгорает изоляция, а разлетающиеся расплавленные частицы токоведущих жил разносят ее пепел вокруг. В этом случае нет особой проблемы в том, как найти короткое замыкание в проводке – все видно невооруженным глазом – провода оплавлены и все вокруг в саже.
Здесь особо надо учитывать, что сажа, которая покрывает всю прилегающую поверхность, как и пыль, в определенных концентрациях способна проводить электрический ток, поэтому при ликвидации последствий замыкания ее надо тщательно вычищать.
Как предупредить короткое замыкание
Самый простой способ – это соблюдать рекомендации, прописанные в ПУЭ – практически всем записям в этой книге предшествует какая-либо авария либо как минимум нештатная ситуация. Ну а так как заучивать правила скорее всего никто не будет, то хотя бы надо руководствоваться здравым смыслом, который диктует следующее:
- Если проводка старая, то настоятельно рекомендуется ее замена. Если по каким-либо причинам это невозможно, то, как минимум, надо осмотреть контакты розеток и оценить, требуется ли им дополнительная изоляция.
- Если квартиру затопили соседи сверху, то, даже если ничего не замкнуло, это повод пересмотреть скрутки проводов в распределительных коробах – под воздействием влаги липкая сторона изоленты теряет свои свойства.
- Нужна осторожность при вбивании гвоздей в стены – неудачно забитый гвоздь приносит с собой большое количество «головной боли» по замене перебитого провода.
Настоятельно рекомендуется при проведении капитального ремонта составить план электропроводки, а если в каком-либо месте есть скрутки проводов, то обязательно указывать её на схеме – это потенциальное «слабое звено».
Также можно просто сделать фото проводов до того, как они будут спрятаны в стену.
- В частном секторе обязательно надо применять дополнительные меры по защите проводки от крыс и мышей – есть достаточно большое количество найденных домашними электриками способов борьбы с грызунами – это могут быть металлические гофры, промазывание кабелей мастикой и прочие методы.
- Если в розетку приходилось включать мощный прибор, то потом стоит перепроверить, не подгорели ли контакты и состояние изоляции.
Пример поиска короткого замыкания специальным прибором — на видео:
Устранение последствий короткого замыкания
Чаще всего все сводится к замене поврежденного участка проводки, причем практически гарантированно потребуется наращивать кабель вместо его выгоревшего куска. Основные правила следующие:
- Пространство прилегающее к месту возникновения КЗ надо тщательно вычистить от сажи – она может спровоцировать повторение замыкания.
- Не стоит экономить на проводе и пытаться оставить токоведущую жилу, на которой сгорела изоляция – всегда лучше полностью заменить провод.
- Если полноценного замыкания еще не произошло, но розетки начали подплавляться, то не стоит пробовать их ремонтировать – после многочисленных нагревов/охлаждений меняется структура металла и устройство становится более уязвимым.
Если проводка начала коротить «от старости» (изоляция стала хрупкой), то это настоятельный сигнал к полноценному ремонту – он в любом случае обойдется дешевле, чем устранение последствий возможного пожара.
Как итог – надо ли бояться короткого замыкания
Обычно сам процесс возникновения полноценного короткого замыкания электропроводки проходит очень быстро – все происходит в течение долей секунды, после чего срабатывает защита. У электриков старой школы даже есть черный юмор на эту тему: «Включай – если оно коротит, то мы это сразу увидим». Это значит, что все необходимые меры безопасности надо применять до возникновения нештатной ситуации, а если она все-таки произошла, то остается только устранять последствия.
Источник: YaElectrik.ru
Замыкание электропроводки: случайность или ожидаемая поломка?
Короткое замыкание – неприятная поломка электрики в плане развития негативного процесса и устранения причин возникновения.
Неисправность в доме возникает внезапно и становится полной неожиданностью для пользователей бытовой техники и электроприборов. В случае скрытой проводки трудно без специальных приборов самостоятельно определить место КЗ.
Опасность в доме
Неисправность, называемая на сленге электриков «коротышом», в бытовой сети без защитного отключения и «жучками» вместо предохранителей, чревата серьезными последствиями. Всегда наносит материальный ущерб.
При «благополучном» сценарии перегорит проводка в месте замыкания, оплавится электрофурнитура в месте контакта с металлическими частями, выйдет из строя электротехническое оборудование.
В экстремальной ситуации, если вовремя не обесточить сеть, может возникнуть пожар в частном доме. Например, от дуговой вспышки воспламенится изоляция или электроприбор, затем очаг возгорания распространится по прилегающим помещениям объекта. Это приведет к материальным потерям с последствиями, описываемыми в сводках МЧС.
Определение и физическое обоснование возникновения неисправности:
Коротким замыканием называют возникновение электрического контакта между двумя точками участков электрической цепи с разными значениями электрического потенциала, если подобное соединение не предусмотрено конструкцией прибора. Что приводит к нарушениям в работе.
Энергосистема объекта, включая жилой дом, состоит из электрических устройств и линейных элементов прохождения электрического тока потребителям от вводно-распределительного устройства.
Она обеспечивает бесперебойную работу силовых агрегатов, бытовой техники, нагревателей и светильников.
Подачу рабочего напряжения к электроприемникам обеспечивают шлейфы из двухжильного и многожильного провода. Для разводки используются проводники с медными или алюминиевыми жилами в оболочке из диэлектрика (используется резина, поливинилхлорид, тканевая оплетка).
В нормальном состоянии проводники с различным электрическим потенциалом «фаза» и «ноль» не взаимодействуют, они разделены слоем диэлектрика. Если в аварийной ситуации возникает электрический контакт, немедленно лавинообразно возрастает и сила тока. Это связано с тем, что сеть представляет источник переменного напряжения U = 220 В или U = 380 В, значение которого практически не меняется. Следовательно, ток при неизменном напряжении определяется значением сопротивления в нагрузке Iкз = U/Rкз, где значение Rкз в знаменателе равно 0.
В соответствии с физическим законом Джоуля-Ленца, протекающий ток большой силы вызывает значительное выделение тепла, нагревающего замкнутые проводники до температуры 5000 °C .
Какое может быть замыкание
По типу протекающего тока различают короткое замыкание переменного AC и постоянного DС тока.
Замыкание фазного тока (переменный ток)
В однофазной сети нарушение изоляции в любом месте бытовой сети переменного тока напряжением 220 В приведет к протеканию токов короткого замыкания, если образуется цепь «фаза↔нуль».
Неисправность «коротыш» возникает и в трехфазной сети 380 В в случае замыкания:
- любых 2 или 3 фаз между собой;
- одной любой фазы на ноль;
- 1, 2 или 3 фаз на землю.
В цепях постоянного тока
После прохождения через адаптеры и встроенные блоки питания переменное напряжение сети 220 в 50 Гц преобразуется в постоянное. Полученное напряжение 6–24 В постоянного тока DC питает домашнюю электронику, аудио-видео аппаратуру, зарядные устройства, адаптеры и бытовые приборы. От него работают слаботочные платы управления силовых агрегатов, сплит-систем и сложной бытовой техники. При возникновении в каскадах устройств КЗ срабатывает токовая защита, перегорают предохранители, которыми оснащается современная СБТ.
Возникающий «коротыш» устраняется полным обесточиванием электротехнического изделия с последующим ремонтом закороченной платы или полной заменой модуля.
Причины замыкания
- Небрежное обращение пользователей с электрикой в доме: повреждение изоляции, закоротка контактов посторонними предметами и заливание проводов.
- Проводка не рассчитана на существующую токовую нагрузку по причине неправильного расчета сечения проводов или подключения энергоемкого электрооборудования.
- Контактные соединения жил выполнены скруткой, неправильно выполнена скрытая проводка, шлейф проводов на стене закреплен с нарушением норм электромонтажа.
- Превышен срок службы проводов, старая проводка обветшала, изоляция потеряла свои физико-химические свойства и осыпалась.
Как избежать замыкания электропроводки в доме
Выполнение определенных требований позволит избежать замыкания электропроводки по функциональным причинам.
Как найти в скрытой проводке помеху мультиметром
В первую очередь, надо проверить сопротивление цепи, предварительно отключив электропитание. Оба провода тестера с зажимами «крокодил» на концах подключить к оголенным жилам фазы и нуля кабеля, идущего от электрощитка в штробу стены. Повторить аналогичный замер с подключением «фаза – земля». Если табло прибора в обеих случаях покажет «0» – проводка исправна. Показание любого значения сопротивления свидетельствует о замыкании. Тогда поочередным отключением проводов шлейфа в распределительных коробках, вставляя щупы мультиметра в розетки, выявляется неисправная цепь.
Срок эксплуатации проводки
Номинальный срок службы медного провода при использовании во внутридомовых магистралях составляет 20 лет. Реальная продолжительность на 5–10 лет больше.
Нагрузка на сеть
Мощность единовременного включения всех потребителей в доме называют расчетной мощностью. Электрика в советское время проектировалась из расчета 8–10 кВт на один ввод. Сегодня потребляется мощность 14–20 кВт.
Старая проводка в панельном доме
Старая проводка, установленная 30 и более лет назад по нормативам своего времени, не соответствует современным требованиям:
- Тогда применялся недолговечный алюминиевый провод, который сейчас в строительстве домов не используется.
- Применялось соединение концов проводов скруткой вместо более надежного сочленения сваркой или болтами, пружинными колпачками и клеммниками.
Что делать, если замкнуло: экстренные действия
В случае отключения электроэнергии в доме следует убедиться, что произошла авария в доме. О проблемах «расскажут» дым и едкий запах расплавившейся пластмассы.
Необходимо отключить автоматы, выкрутить пробки на электрическом щитке, отсоединить из розеток электроприборы. Открытый огонь лучше сбить, накрыв одеялом или плотной тканью.
Причины серьезных неисправностей электропроводки разнообразны, но в большинстве случаев известны. Возникновение КЗ связано с неправильной эксплуатацией и нарушением при монтаже электропроводки п.2.1.21 правил ПЭУ.
Источник: elektrika.expert