24. Короткое замыкание

Разберем случай, когда провода, идущие к лампе накаливания, оказались замкнутыми через очень малое сопротивление,

например толстый металлический стержень, случайно попавший на два провода. В этом случае ток сети, подходя к точке А, будет разветвляться по двум путям: одна, большая его часть, пойдет пo металлическому стержню — пути с малым сопротивлением, а другая, небольшая часть тока, будет проходить по пути с большим сопротивлением — лампе накаливания.

Определим ток, текущий по металлическому стержню с сопротивлением r = 0,01 ом.

На самом деле в случае короткого замыкания напряжение сети будет меньше 120 в, так как большой ток создаст в сети большое падение напряжения и поэтому ток, протекающий по металлическому стержню, будет также меньше 12 000 а. Но все же этот ток будет во много раз превышать ток, потреблявшийся ранее лампой накаливания.

Ток, проходя по проводнику, выделяет тепло, и проводник нагревается. В нашем примере сечение проводов электрической цепи было рассчитано на небольшой ток — 0,5 а. При замыкании проводов по цепи будет протекать очень большой ток — 12 000 а. Такой ток вызовет выделение громадного количества тепла, что приведет к обугливанию и сгоранию изоляции проводов, расплавлению материала проводов, порче электроизмерительных приборов, оплавлению контактов выключателей, ножей рубильников и т. д. Источник электрической энергии, питающий такую цепь, также может быть поврежден. Перегрев проводов может вызвать пожар.

Каждая электрическая сеть рассчитывается на свой, нормальный для нее ток.

Аварийный режим работы сети, когда вследствие уменьшения ее сопротивления ток в ней резко увеличивается против нормального, называется коротким замыканием.

Ввиду опасных, разрушительных, а иногда и непоправимых последствий короткого замыкания необходимо соблюдать определенные условия при монтаже и эксплуатации электрических установок. Основные из них следующие:

1) изоляция проводов должна соответствовать своему назначению (напряжению сети и условиям ее работы);

2) сечение проводов должно быть таково, чтобы нагревание их при существующих условиях работы не достигало опасной величины;

3) проложенные провода должны быть надежно защищены от механических повреждении;

4) провода должны быть проложены на изоляторах или ро- . ликах, обладающих достаточной механической и электрической прочностью;

5) места соединений и ответвлений должны быть так же надежно изолированы, как и самые провода;

6) скрещивание проводов должно быть выполнено так, чтобы провода не касались друг друга;

7) через стены, потолки и полы провода должны быть проложены так, чтобы они были защищены от сырости, механических и химических повреждений и хорошо изолированы.

Чтобы избежать внезапного, опасного увеличения тока в электрической цепи при ее коротком замыкании, цепь защищают плавкими предохранителями. Они представляют собой легкоплавкую проволочку, включенную последовательно в сеть. При увеличении тока сверх определенной величины проволочка предохранителя нагревается и плавится, в результате чего электрическая цепь автоматически разрывается и ток в ней прекращается. Более детально предохранители будут описаны ниже, в 54.