Wat is een kortsluiting, simpel gezegd?

Een kortsluitstroom is een stijgende elektrische impuls van het type schok. Daardoor kunnen draden smelten en kan sommige elektrische apparatuur beschadigd raken.

Waarom ontstaat er kortsluiting?

Kortsluitstromen treden op in de volgende gevallen

1. Als het spanningsniveau hoog is. Er treedt een plotselinge sprong in de spanning op, het spanningsniveau begint het toelaatbare niveau te overschrijden en er ontstaat een elektrische storing in de isolerende bekleding van de geleider of in de schakeling van het elektrische type. Er treedt stroomlekkage op en de boogtemperatuur stijgt. De kortsluitspanning creëert een kortstondige boogfout.
2. Als de isolatielaag oud is. Deze kortsluiting doet zich voor in woon- en industriegebouwen waar de bedrading niet is vervangen. Elke isolatiecoating heeft een levensduur die na verloop van tijd door milieufactoren wordt uitgeput. Als de isolatie niet tijdig wordt vervangen, kan er kortsluiting ontstaan.
3. In geval van externe mechanische invloeden. Het vastgrijpen of strippen van de beschermende mantel van de bedradingsbundel of het beschadigen van de bedradingsbundel leidt tot brand en kortsluiting.
4. Als er vreemde stoffen in het circuit komen. Stof, puin of andere kleine voorwerpen die aan de draden blijven haken, kunnen kortsluiting in het mechanisme veroorzaken.
5. Tijdens een blikseminslag. Het spanningsniveau stijgt en de isolerende coating van de draad of het circuit breekt door, waardoor een fout in het circuit ontstaat.

Waarom worden kortsluitingen kortsluitingen genoemd?

Laten we eens kijken naar de definitie van een kortsluiting, wat staat voor kortsluiting. Dit is de verbinding van 2 punten (met verschillende potentialen) die zich in een elektrisch circuit bevinden. De verbinding is niet bedoeld als een normale functie van het circuit, hetgeen resulteert in een kritische stroom op het punt waar de punten samenkomen.

Een dergelijke kortsluiting wordt kortsluiting genoemd omdat zij wordt gevormd door het omzeilen van de inrichting, d.w.z. door het nemen van een kortere weg.

Eenvoudig gezegd: de positieve en negatieve geleider zijn met elkaar verbonden (kortsluiting), waardoor de weerstandswaarde 0 wordt. Weerstand is noodzakelijk voor de goede werking van een mechanisme, en de afwezigheid ervan veroorzaakt een storing in de spanningsbron, met kortsluiting tot gevolg.

Een kortsluiting is elke verbinding van geleiders met verschillende potentiëlen met elkaar of met de aarde. Kortsluiting treedt alleen op wanneer een dergelijke verbinding niet is voorzien in het ontwerp van het apparaat of de machine in kwestie. Bijvoorbeeld een verbinding tussen punten van verschillende fasen of de vereniging van een fase en 0, waarbij een destructieve stroom wordt opgewekt die alle kritische waarden van het elektrische circuit van het toestel overschrijdt.

Wat zijn de gevaren?

De gevolgen van een kortsluiting kunnen als volgt zijn:

1. Het spanningsniveau in het elektrische circuit daalt. Dit kan leiden tot uitval en verbranding van het elektrische apparaat of tot een slechte werking van het apparaat.
2. Mechanische en thermische schade: open circuit, schade aan de bedrading of afzonderlijke draden, contactdozen en schakelaars.
3. Afhankelijk van de ernst van de kortsluiting kunnen de bedrading en de omringende materialen en voorwerpen vlam vatten.
4. Vernietigend elektromagnetisch effect op telefoonlijn, computer, TV en andere elektrische apparaten.
5. Gevaar voor het leven. Indien een persoon zich in de nabijheid van de kortsluitingsbron bevindt op het ogenblik dat de storing optreedt, kan deze persoon brandwonden oplopen.
6. De werking van het elektrische voedingssysteem is aangetast.
7. Afhankelijk van de parameters van de kortsluiting kunnen de ondergrondse nutsvoorzieningen door het elektromagnetische effect worden ontregeld.

Veel mensen willen graag weten hoe ze de stroomsterkte van een kortsluiting kunnen berekenen. Gebruik hiervoor de wet van Ohm: de stroom in een stroomkring is recht evenredig met de spanning aan de uiteinden en omgekeerd evenredig met de impedantie van de stroomkring.

De berekening van kortsluitingen geschiedt volgens de formule: I= U/R (I is stroom, U is spanning, R is weerstand).

Typen kortsluiting en hun oorzaken

Er zijn verschillende soorten kortsluiting

1. Eenfase kortsluiting. Een fout op een transmissielijn, waarbij 1 fase van een elektrisch systeem kortgesloten is met de aarde of met een element dat met de aarde verbonden is. De storing kan worden veroorzaakt door onjuiste aarding.
2. Tweefasige fout. Een soort fout die optreedt tussen 2 fasen met verschillende potentialen in een stroomkring. Veroorzaakt door een fout in de isolatie van de geleiders. Het kan ook een verbinding zijn van 2 fasen naar aarde in plaats van naar elkaar.
3. Kortsluiting in drie fasen (symmetrisch). Kortsluiting van 3 fasen naar elkaar. Dit kan worden veroorzaakt door mechanische beschadiging van de isolatiecoating, oververhitting en breuk in de isolatie, of doordat draden worden afgekneld.
4. Inter-twist. Dit type kortsluiting is kenmerkend voor elektrische machines. In dit geval worden de wikkelingen van het statorwikkelmechanisme, de transformator of de rotor met elkaar kortgesloten.
5. Kortsluiting op het metalen lichaam van een apparaat of systeem. Een dergelijke kortsluiting ontstaat wanneer de isolatie van de bedrading op de metalen behuizing wordt verbroken.

Opties voor kortsluitingsbeveiliging

Bescherming tegen het optreden van kortsluiting kan worden geboden door:

• Elektrische reactors die de stroom beperken;
• parallelschakeling van het elektrisch circuit;
• uitschakeling van sectionele stroomonderbrekers;
• step-down transformatoren met laagspanning splijtspoelen;
• snelwerkend schakelmateriaal met stroombegrenzingsoptie;
• zekering elementen;
• installatie van stroomonderbrekers;
• tijdige vervanging van de isolatie van de geleiders en regelmatige inspectie van de bedrading op defecten;
• Relaisbeveiligingen die defecte delen van het circuit uitschakelen.

Stroomonderbrekers kunnen alleen op het gehele systeem worden aangebracht, niet op afzonderlijke fasen en het nulcircuit. Anders zal tijdens een storing de nulleider uitvallen en zal het hele systeem onder spanning komen te staan omdat de fase-automaat onder spanning komt te staan. Om dezelfde reden is het niet raadzaam een draad te installeren met een kleinere doorsnede dan de stroomonderbreker kan toestaan.

Gebruikmakend van dit fenomeen

Dit verschijnsel heeft zijn toepassing gevonden in het booglassen, waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op de wisselwerking van een staaf met een metalen oppervlak. Het oppervlak wordt verhit tot de smelttemperatuur, waardoor een nieuwe sterke verbinding ontstaat, d.w.z. de laselektrode is kortgesloten met de aardelektrode.

Deze kortsluitingsmodi werken gedurende korte tijd. Bij het lassen wordt een niet-standaard stroomlading opgewekt bij de verbinding tussen de staaf en het oppervlak, waardoor een grote hoeveelheid warmte vrijkomt. Dit is genoeg om het metaal te smelten en een lasnaad te maken.

De kortsluiting wordt ook gebruikt op het gebied van de industriële automatisering, met behulp waarvan informatiesystemen worden gecreëerd die de parameters van de transmissie van het stroomsignaal weergeven.

Nuttige kortsluitingen worden gebruikt in elektrodynamische sensoren. Bijvoorbeeld, in inductie vibrometers, seismische ontvangers. De kortsluiting biedt de mogelijkheid om de hoeveelheid oscillatie van het bewegende systeem verder te verminderen.

De kortsluitmodus kan worden gebruikt bij het combineren van cascades in elektronica, wanneer de uitgang van de eerste actieve component in kortsluitmodus werkt.

Verwante artikelen: