Mikä on oikosulku, yksinkertaisesti sanottuna?

Oikosulkuvirta on nouseva sähköimpulssi, joka on iskutyyppinen. Se voi sulattaa johtoja ja vahingoittaa joitakin sähkölaitteita.

Miksi oikosulku tapahtuu?

Oikosulkuvirtoja esiintyy seuraavissa tapauksissa

1. Kun jännitetaso on korkea. Jännite nousee äkillisesti, jännitetaso alkaa ylittää sallitun tason ja johtimen eristyspinnoitteessa tai sähkötyypin piirissä tapahtuu sähköinen rikkoutuminen. Virta vuotaa ja valokaaren lämpötila nousee. Oikosulkujännite aiheuttaa lyhytaikaisen valokaarivian.
2. Kun eristyspinnoite on vanha. Tämä oikosulku tapahtuu asuin- ja teollisuusrakennuksissa, joissa johdotuksia ei ole uusittu. Jokaisella eristyspinnoitteella on käyttöikä, joka ympäristötekijöiden vaikutuksesta kuluu ajan myötä loppuun. Jos eristystä ei vaihdeta ajoissa, se voi aiheuttaa oikosulun.
3. Ulkoisten mekaanisten vaikutusten sattuessa. Johdinsarjan suojavaipan tarttuminen tai irrottaminen tai johdinsarjan vahingoittaminen johtaa tulipaloihin ja oikosulkuihin.
4. Jos virtapiiriin pääsee vieraita aineita. Johtoihin tarttunut pöly, roskat tai muut pienet esineet voivat aiheuttaa oikosulun mekanismissa.
5. Salamaniskun aikana. Jännitetaso nousee ja johdon tai piirin eristävä päällyste puhkeaa, mikä aiheuttaa vian piirissä.

Miksi oikosulkua kutsutaan oikosuluksi?

Tarkastellaan oikosulun määritelmää, joka tarkoittaa oikosulkua. Tämä on kahden sähköpiirissä olevan pisteen (joilla on eri potentiaalit) yhdistäminen. Yhteyden ei ole tarkoitus olla piirin normaali toiminto, mikä johtaa kriittiseen virtaan pisteiden kohtaamispisteessä.

Tällaista oikosulkua kutsutaan oikosuluksi, koska se muodostuu ohittamalla laite eli oikotietä.

Yksinkertaistettuna: positiivinen ja negatiivinen johdin kytketään yhteen (oikosulku), jolloin resistanssin arvoksi tulee 0. Vastus on välttämätön, jotta mekanismi toimisi kunnolla, ja sen puuttuminen aiheuttaa vian jännitelähteessä, jolloin syntyy oikosulku.

Oikosulku on eripotentiaalisten johtimien kytkentä toisiinsa tai maahan. Oikosulku syntyy vain, jos tällaista kytkentää ei ole suunniteltu kyseisen laitteen tai koneen suunnittelussa. Esimerkiksi minkä tahansa eri vaiheiden pisteiden välinen liitos tai vaiheen ja 0:n liitos, jossa syntyy tuhovirta, joka ylittää kaikki laitteen sähköpiirin kriittiset arvot.

Mitkä ovat vaarat?

Oikosulun seuraukset voivat olla seuraavat:

1. Sähköpiirin jännitetaso laskee. Tämä voi johtaa sähkölaitteen rikkoutumiseen ja palamiseen tai laitteen toimintahäiriöön.
2. Mekaaniset ja lämpövauriot: avoin virtapiiri, johdotuksen tai yksittäisten johtojen, pistorasioiden ja kytkimien vauriot.
3. Oikosulun vakavuudesta riippuen johdot ja ympäröivät materiaalit ja esineet voivat syttyä palamaan.
4. Tuhoisa sähkömagneettinen vaikutus puhelinlinjaan, tietokoneeseen, televisioon ja muihin sähkölaitteisiin.
5. Hengenvaara. Jos henkilö on lähellä oikosulkulähdettä vian tapahtuessa, hän voi saada palovamman.
6. Sähköjärjestelmän toiminta on heikentynyt.
7. Oikosulun parametreista riippuen sähkömagneettinen vaikutus voi aiheuttaa häiriöitä maanalaisissa laitteissa.

Monet ihmiset ovat kiinnostuneita siitä, miten oikosulun ampeeriluku lasketaan. Käytä tähän Ohmin lakia: virtapiirin virta on suoraan verrannollinen sen päissä olevaan jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen piirin impedanssiin.

Oikosulkujen laskenta tehdään kaavan mukaisesti: I= U/R (I on virta, U on jännite, R on vastus).

Oikosulun tyypit ja niiden syyt

Oikosulkuja on useita erilaisia

1. Yksivaiheiset oikosulut. Siirtojohdon vika, jossa sähköjärjestelmän yksi vaihe on oikosulussa maahan tai maahan kytkettyyn elementtiin. Vika voi johtua väärästä maadoituksesta.
2. Kaksivaiheinen vika. Vikatyyppi, joka esiintyy virtapiirin kahden eri potentiaalilla olevan vaiheen välillä. Johtuu johtimien eristyksessä olevasta viasta. Se voi olla myös kahden vaiheen kytkentä maahan eikä toisiinsa.
3. Kolmivaiheiset oikosulut (symmetriset). 3 vaiheen oikosulku toisiinsa. Tämä voi johtua eristyspinnoitteen mekaanisesta vaurioitumisesta, ylikuumenemisesta ja eristyksen rikkoutumisesta tai johtojen puristumisesta.
4. Inter-kierre. Tällainen oikosulku on ominaista sähkökoneille. Tällöin staattorikäämitysmekanismin, muuntajan tai roottorin käämit ovat oikosulussa toisiinsa nähden.
5. Oikosulku laitteen tai järjestelmän metallirunkoon. Tällainen oikosulku syntyy, kun metallikotelon johdotuksen eristys rikkoutuu.

Oikosulkusuojausvaihtoehdot

Suojaus oikosulkua vastaan voidaan toteuttaa seuraavasti:

• Sähköiset reaktorit, jotka rajoittavat virtaa;
• sähköpiirin rinnakkaistaminen;
• osittaisten katkaisijoiden katkaisu;
• pienjännitemuuntajat, joissa on pienjännitteiset jaetut kelat;
• nopeavaikutteinen kytkinlaite, jossa on virranrajoitusvaihtoehto;
• sulake-elementit;
• katkaisijoiden asennus;
• johtimien eristyksen oikea-aikainen vaihtaminen ja johdotuksen säännöllinen tarkastaminen vikojen varalta;
• Relesuojalaitteet, jotka sulkevat piirin vialliset osat.

Katkaisijoita voidaan asentaa vain koko järjestelmään, ei yksittäisiin vaiheisiin tai nollajohtoon. Muussa tapauksessa vian aikana nollakatkaisija pettää ja koko järjestelmä kytkeytyy jännitteiseksi, koska vaihekatkaisija kytkeytyy jännitteiseksi. Samasta syystä ei ole suositeltavaa asentaa johtoa, jonka poikkileikkaus on pienempi kuin katkaisija sallii.

Tämän ilmiön avulla

Tätä ilmiötä on sovellettu kaarihitsauksessa, jonka toimintaperiaate perustuu puikon ja metallipinnan vuorovaikutukseen. Pinta kuumennetaan sulamislämpötilaan, jolloin syntyy uusi vahva liitos, ts. hitsauselektrodi on oikosulussa maadoituselektrodiin.

Nämä oikosulkutilat toimivat lyhyen aikaa. Hitsauksen aikana puikon ja pinnan väliseen liitokseen syntyy epätyypillinen virtalähde, joka vapauttaa suuren määrän lämpöä. Tämä riittää sulattamaan metallin ja luomaan hitsaussauman.

Oikosulkua käytetään myös teollisuusautomaation alalla, jonka avulla luodaan tietojärjestelmiä, jotka heijastavat nykyisen signaalinsiirron parametreja.

Sähködynaamisissa antureissa käytetään hyödyllisiä oikosulkuja. Esimerkiksi induktiovibrometreissä, seismisissä vastaanottimissa. Oikosulku tarjoaa mahdollisuuden vähentää liikkuvan järjestelmän värähtelyä entisestään.

Oikosulkutilaa voidaan käyttää yhdistettäessä elektroniikan kaskadeja, kun ensimmäisen aktiivisen komponentin lähtö toimii oikosulkutilassa.

Aiheeseen liittyvät artikkelit: