Co je to zkrat, zjednodušeně řečeno?

Zkratový proud je rostoucí elektrický impuls typu rázu. Může způsobit roztavení vodičů a poškození některých elektrických zařízení.

Proč dochází ke zkratu?

Zkratové proudy se vyskytují v následujících případech

1. Když je úroveň napětí vysoká. Dojde k náhlému skoku napětí, úroveň napětí začne překračovat přípustnou úroveň a začne docházet k elektrickému průrazu izolačního povlaku vodiče nebo obvodu. Dochází k úniku proudu a zvyšuje se teplota oblouku. Zkratové napětí vytváří krátkodobou obloukovou poruchu.
2. Pokud je izolační vrstva stará. Ke zkratu dochází v obytných a průmyslových budovách, kde nebyla vyměněna elektroinstalace. Každý izolační nátěr má určitou životnost, která se vlivem prostředí časem snižuje. Pokud izolaci včas nevyměníte, může dojít ke zkratu.
3. V případě vnějších mechanických vlivů. Uchopení nebo odizolování ochranného pláště kabelového svazku nebo poškození kabelového svazku vede k požárům a zkratům.
4. Pokud se do obvodu dostanou cizí předměty. Prach, nečistoty nebo jiné drobné předměty zachycené na vodičích mohou způsobit zkrat v mechanismu.
5. Při úderu blesku. Napětí se zvýší a izolační vrstva vodiče nebo obvodu se prorazí, což způsobí poruchu v obvodu.

Proč se zkratům říká zkraty?

Podívejme se na definici zkratu, který znamená zkrat. Jedná se o spojení jakýchkoli 2 bodů (s různými potenciály), které jsou v elektrickém obvodu. Spojení nemá být normální funkcí obvodu, což má za následek kritický proud v místě, kde se body spojují.

Takový zkrat se nazývá zkratový, protože vzniká obejitím zařízení, tj. zkratem.

Zjednodušeně řečeno: kladný a záporný vodič jsou spojeny (zkrat), což způsobí, že hodnota odporu je 0. Odpor je nezbytný pro správnou funkci mechanismu a jeho absence způsobuje poruchu zdroje napětí, což vede ke zkratu.

Zkrat je jakékoliv spojení vodičů s různými potenciály navzájem nebo se zemí. Ke zkratu dochází pouze tehdy, pokud s takovým spojením konstrukce daného spotřebiče nebo stroje nepočítá. Například spojení mezi libovolnými body různých fází nebo spojení fáze a 0, kde vzniká destruktivní proud, který překračuje všechny kritické hodnoty elektrického obvodu spotřebiče.

Jaká nebezpečí hrozí?

Důsledky zkratu mohou být následující:

1. Úroveň napětí v elektrickém obvodu klesá. To může vést k poruše a popálení elektrického spotřebiče nebo k jeho nesprávné funkci.
2. Mechanické a tepelné poškození: rozpojený obvod, poškození kabeláže nebo jednotlivých vodičů, zásuvek a vypínačů.
3. V závislosti na intenzitě zkratu může dojít k požáru elektroinstalace a okolních materiálů a předmětů.
4. Ničivý elektromagnetický účinek na telefonní linku, počítač, televizor a další elektrické spotřebiče.
5. Ohrožení života. Pokud se v době vzniku poruchy nachází osoba v blízkosti zdroje zkratu, může se popálit.
6. Je narušena funkčnost systému elektrického napájení.
7. V závislosti na parametrech zkratu mohou být podzemní inženýrské sítě narušeny elektromagnetickým účinkem.

Mnoho lidí zajímá, jak vypočítat proud zkratu. K tomu použijte Ohmův zákon: proud v obvodu je přímo úměrný napětí na jeho koncích a nepřímo úměrný impedanci obvodu.

Výpočet zkratů se provádí podle vzorce: I= U/R (I je proud, U je napětí, R je odpor).

Typy zkratů a jejich příčiny

Existuje několik typů zkratů

1. Jednofázové zkraty. Porucha na přenosovém vedení, při níž je 1 fáze elektrické soustavy zkratována se zemí nebo s prvkem, který je spojen se zemí. Porucha může být způsobena nesprávným uzemněním.
2. Dvoufázová porucha. Typ poruchy, která se vyskytuje mezi 2 fázemi s různým potenciálem v silovém obvodu. Příčinou je porucha izolace vodičů. Může se také jednat o spojení 2 fází se zemí, nikoliv mezi sebou.
3. Třífázové zkraty (symetrické). Vzájemné zkratování 3 fází. To může být způsobeno mechanickým poškozením izolačního povlaku, přehřátím a porušením izolace nebo přiskřípnutím vodičů.
4. Inter-twist. Tento typ zkratu je charakteristický pro elektrické stroje. V tomto případě jsou vinutí statorového vinutí, transformátoru nebo rotoru navzájem zkratována.
5. Zkrat na kovovém tělese spotřebiče nebo systému. Ke zkratu dochází při porušení izolace vodičů na kovovém krytu.

Možnosti ochrany proti zkratu

Ochranu proti zkratu lze zajistit pomocí:

• Elektrické tlumivky, které omezují proud;
• paralelní zapojení elektrického obvodu;
• odpojení sekčních jističů;
• snižovací transformátory s nízkonapěťovými dělenými cívkami;
• rychle působící rozváděč s možností omezení proudu;
• pojistné prvky;
• instalace jističů;
• včasná výměna izolace vodičů a pravidelná kontrola závad na elektroinstalaci;
• Reléová ochranná zařízení, která vypínají vadné části obvodu.

Jističe lze namontovat pouze na celý systém, nikoli na jednotlivé fáze a nulový obvod. V opačném případě dojde při poruše k výpadku nulového jističe a celý systém bude pod napětím, protože bude pod napětím fázový jistič. Ze stejného důvodu se nedoporučuje instalovat vodič s menším průřezem, než umožňuje jistič.

Využití tohoto jevu

Tento jev našel své uplatnění při obloukovém svařování, jehož pracovní princip je založen na interakci tyče s kovovým povrchem. Povrch se zahřeje na teplotu tání, čímž vznikne nové pevné spojení, tj. svařovací elektroda je zkratována se zemnicí elektrodou.

Tyto zkratové režimy fungují po krátkou dobu. Při svařování se ve spoji mezi tyčí a povrchem vytváří nestandardní proudový náboj, který způsobuje uvolňování velkého množství tepla. To stačí k roztavení kovu a vytvoření sváru.

Zkrat se používá také v oblasti průmyslové automatizace a slouží k vytváření informačních systémů, které odrážejí parametry přenosu proudového signálu.

Užitečné zkraty se používají v elektrodynamických senzorech. Například v indukčních vibrometrech, seismických přijímačích. Zkrat poskytuje příležitost k dalšímu snížení kmitání pohyblivého systému.

Zkratový režim lze využít při kombinování kaskád v elektronice, kdy výstup první aktivní součástky pracuje ve zkratovém režimu.

Související články: