วิธีการป้องกันสายไฟจากการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร

ภารกิจหลักของช่างไฟฟ้าคือการทำให้สายไฟเชื่อถือได้และปลอดภัย อุบัติเหตุอาจทำให้เกิดไฟไหม้หรือไฟฟ้าช็อต อุบัติเหตุเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าและไฟฟ้าลัดวงจร ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำมากเกินไปทำให้เกิดความร้อนขึ้นและฉนวนกันความร้อนละลายบนตัวพวกมันเกิดประกายไฟหรืออาร์คเกิดขึ้น ในบทความนี้ฉันจะพูดถึงวิธีการป้องกันสายไฟจากการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร

ทำไมไฟฟ้าลัดวงจรเกินพิกัดจึงเป็นอันตราย - ทฤษฎี

เพื่อให้เข้าใจถึงอันตรายของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟเราจำเป็นต้องระลึกถึงกฎทางฟิสิกส์ที่สำคัญสองข้อจากหลักสูตร“ ไฟฟ้าและแม่เหล็ก” ข้อแรกคือกฎของโอห์ม:

กระแสในวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าและสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน

ซึ่งหมายความว่าหากวงจรมีความต้านทานต่ำกระแสจะมีขนาดใหญ่และถ้ามีขนาดใหญ่แล้วมีขนาดเล็กและยังมีแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นกระแสจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย สิ่งนี้ดูเหมือนชัดเจน แต่สำหรับผู้เริ่มต้นคำถามมักเกิดขึ้น“ ทำไมมีการลัดวงจรเรียกว่าสั้น” และจะเกิดอะไรขึ้นอีกนาน?” นั่นเป็นเพราะด้วยไฟฟ้าลัดวงจรความต้านทานของวงจรปิดมีค่าเท่ากันโดยประมาณ:

R_KZ= R_LINES+ r + R_{ติดต่อ},

ที่ R LINES คือความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับหน้าตัดและความยาว (R = po * L / S)

r คือความต้านทานภายในของแหล่งพลังงาน กล่าวง่ายๆว่าขึ้นอยู่กับการออกแบบว่าเป็นเซลล์กัลวานิกหรือบนส่วนตัดของลวดในขดลวดหม้อแปลง Rcontact - การเปลี่ยนแปลงหรือการต้านทานการติดต่อ - ค่าของมันขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของตัวนำปิดสองตัว

นอกจากนี้ยังควรพิจารณาถึงความต้านทานอินดัคทีฟแบบเหนี่ยวนำและแบบ capacitive แต่ในการเดินสายภายในบ้านคุณสามารถตัดปัญหานี้ได้

เป็นผลให้เมื่อปิดวงจรกระแสจะถูก จำกัด โดยความต้านทานข้างต้นและในกรณีส่วนใหญ่พวกเขาจะมีความสำคัญน้อย (เศษส่วนของโอห์มในเครือข่ายไฟฟ้าในบ้าน) แม้จะมีความต้านทาน 1 โอห์มที่แรงดันไฟฟ้า 220V กระแสไฟฟ้า 220V จะไหลในวงจร 16-40A แต่ในทางปฏิบัติกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเป็นแอมแปร์นับแสน!

กฎข้อที่สองที่ต้องกล่าวคือกฎหมาย Joule-Lenz หนังสือเรียนพูดเกี่ยวกับเรื่องนี้:

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาในส่วนที่พิจารณาของวงจรนั้นเป็นสัดส่วนกับผลคูณของกำลังสองของความแข็งแรงกระแสในส่วนนี้และความต้านทานของส่วน

สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร ยิ่งความต้านทานของตัวนำหรือกระแสผ่านมากก็จะยิ่งปล่อยความร้อนมากขึ้น นั่นคือเมื่อกระแสไหลผ่านสายไฟก็จะร้อนขึ้น แต่ละตัวนำมีความต้านทานเฉพาะ

เพื่อให้ตัวนำไม่ร้อนมากเกินไปพวกเขาเลือกส่วนที่ต้องการสำหรับกระแสไฟฟ้าที่แน่นอน เพื่อที่แกนกลางจะไม่ร้อนขึ้นความร้อนจะต้องกระจายไปสู่สภาพแวดล้อมมันจะกระจายเร็วขึ้นยิ่งพื้นที่ที่มีการกระจายตัวมากขึ้น

ในเรื่องนี้สายไฟบาง ๆ ภายใต้ภาระสูงเริ่มร้อนขึ้นและร้อนขึ้นและสายไฟหนาก็สามารถถ่ายโอนความร้อนไปสู่ภายนอกและอุณหภูมิของมันก็ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หากอุณหภูมิของตัวนำสูงเกินไปจนถึงสีแดงของแกนฉนวนจะละลาย

ตัวนำข้ามส่วน - ก้าวแรกสู่การป้องกันโอเวอร์โหลด

คุณอาจรู้ว่าสำหรับการเลือกลวดหรือสายเคเบิลที่มีแกนของส่วนตัดบางส่วนนั้นถูกเลือกเช่นเพื่อประเมินทางเลือกที่ถูกต้องของหน้าตัดของแกนของสายเคเบิลยอดนิยมของแบรนด์ VVG-NG-ls ให้ใช้ตาราง 1.3.4 จาก PUE มันอธิบายข้อกำหนดสำหรับสายไฟและสายเคเบิลที่มีฉนวนยางหรือโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) นอกจากนี้ยังคำนึงถึงวิธีการวางและจำนวนตัวนำ

เนื่องจากตัวนำถูกเลือกด้วยระยะขอบช่างไฟฟ้าจึงได้รับคำแนะนำโดยกฎง่ายๆสำหรับร้านค้าสายไฟ 2.5 มม. ²และสำหรับให้แสง - 1.5 มม. ² ในกรณีส่วนใหญ่ก็เพียงพอแล้ว

ตามตารางนี้คุณตรวจสอบค่าที่คำนวณได้ของส่วนตัดขวางและดูว่าแกนสามารถทนต่อความหนาแน่นกระแสดังกล่าวได้หรือไม่โดยไม่ร้อนเกินไปและปัญหาอื่น ๆ

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปัญหานี้ดูบทความนี้:พื้นที่หน้าตัดของสายไฟและสายเคเบิลขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสการคำนวณของหน้าตัดสายเคเบิลที่ต้องการ

ดังนั้นขั้นตอนแรกในการป้องกันการโอเวอร์โหลดคือการวางสายไฟที่ดีจากสายทองแดงประเภท VVG-NG-ls หรือ NYM โปรดทราบว่าเมื่อซื้อผลิตภัณฑ์เคเบิล“ ในตลาด” ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตตาม GOST อาจรอคุณอยู่ซึ่งหมายความว่าหน้าตัดจริงนั้นน่าจะน้อยกว่าที่ระบุไว้ ผลก็คือดูเหมือนว่าสายเคเบิลถูกวาง "สิ่งที่คุณต้องการ" แต่เป็นผลมาจากการเชื่อมต่อที่พวกเขาเผาไหม้, สายไฟมีความร้อนและฉนวนกันความร้อนละลาย

อุปกรณ์ป้องกัน

เบรกเกอร์ - เป็นอุปกรณ์สวิตช์หลักสำหรับป้องกันสายไฟจากการโอเวอร์โหลดและไฟฟ้าลัดวงจร ผู้คนเรียกพวกเขาว่าปืนกลและ "ผู้บรรจุหีบห่อ" อย่างผิด ๆ (ซึ่งผิดขั้นพื้นฐาน) เราได้พูดคุยเกี่ยวกับวิธีการทำงานในบทความ อุปกรณ์และหลักการทำงานของเบรกเกอร์

สิ่งสำคัญที่ต้องจำคือเบรกเกอร์ปกป้องสายเคเบิลสายไฟหรือสายไฟจากไฟไหม้หรือความเหนื่อยหน่าย แต่ไม่ใช่อุปกรณ์หรือผู้คน

ในระยะสั้นมีสองรุ่นในเบรกเกอร์ - ไฟฟ้าและความร้อน การเดินทางด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อมีกระแสเกินแรง (หน่วยและมากกว่าสิบเท่าของกระแสนิยม) เช่นมีการลัดวงจรและความร้อนที่มีการโอเวอร์โหลดเล็กน้อยเช่น 20-50%

ดังนั้นหากคุณเปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก - การระบายความร้อนจะร้อนขึ้นนี่คือแผ่น bimetal ซึ่งจะโค้งงอเมื่อถูกความร้อน โดยการดัดมันจะตั้งค่าในการเคลื่อนไหวกลไกการตัดวงจรสะดุดดังนั้นวงจรจะถูกยกเลิกการลุ้น

ปล่อยแม่เหล็กไฟฟ้า - นี่คือโซลินอยด์ภายในซึ่งมีแกนกลาง เมื่อกระแสขนาดใหญ่ไหลโซลินอยด์จะดันแกนและขับเคลื่อนกลไกการปิด นี่เป็นรีเลย์ชนิดหนึ่ง

ความปลอดภัยในการใช้งานนั้นขึ้นอยู่กับตัวเลือกที่ถูกต้องของการจัดอันดับและประเภทของเวลาปัจจุบันลักษณะ

เบรกเกอร์จัดอันดับในปัจจุบัน เลือกตามปริมาณงานของจุดอ่อนที่สุดในการเดินสาย ตัวอย่างเช่นไม่ว่าคุณจะวางสายเคเบิลไว้ที่ใดให้ดูที่สิ่งที่เขียนไว้ในร้านค้าส่วนใหญ่ในครัวเรือนคุณจะเห็น 16 แอมแปร์และบางครั้งก็ 10 แอมป์

ดังนั้นอันดับของเซอร์กิตเบรกเกอร์จึงถูกเลือกที่ 16A ตัวอย่างเช่นหากคุณตัดสินใจที่จะวางเครื่องอัตโนมัติที่มีกระแสไฟ 32A บนพื้นฐานของการพิจารณา“ มีหลายซ็อกเก็ตและสายเคเบิลสามารถทนต่อมันได้ 2.5-4 มม. ²” จากนั้นเมื่อเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ตตัวเดียวผ่านเครื่องทำความร้อนและเครื่องเป่าผม ปัจจุบันมากกว่า 16A เป็นผลให้รายชื่อผู้ติดต่อของมันเริ่มที่จะอุ่นเครื่องและกรณีที่ละลาย

หากคุณไม่ถอดอุปกรณ์ออกตามกำหนดเวลาจากนั้นเมื่อถูกความร้อนผู้ติดต่อจะถูกปกคลุมด้วยเขม่าส่วนต่างๆของร่างกายจะละลายและแท่งโลหะที่เสียบปลั๊กจะขยายตัวและหน้าสัมผัสจะอ่อนตัวลง เนื่องจากความต้านทานสัมผัสจะเพิ่มขึ้นและความร้อนจะเกิดขึ้นอย่างเข้มข้นมากขึ้นเต้าเสียบจะเริ่มเป็นประกายและควันจนกระทั่งกระดาษผนังหรือผนังที่ติดตั้งติดไฟ

ลักษณะเวลาปัจจุบันในแง่ง่ายนี่เป็นลักษณะที่แสดงว่าเครื่องจะปิดเร็วแค่ไหนในกรณีที่มีการโอเวอร์โหลด ในแผงไฟฟ้าที่บ้านพวกเขามักจะใช้ เครื่องจักรคลาส B และ C.

กฎข้อที่สองคือการติดตั้งเบรกเกอร์วงจรด้วยกระแสไฟที่ไม่เกินจุดอ่อนในการเดินสายหากคุณต้องการให้ผู้บริโภคจำนวนมากขึ้นสามารถทำงานพร้อมกันได้ - แบ่งซ็อกเก็ตออกเป็นกลุ่มในแต่ละห้องและวางสายเคเบิลแยกต่างหากสำหรับพวกเขา (แผนภาพการเดินสายรัศมี)

การป้องกันการรั่วไหลที่แตกต่างกัน

และจนถึงทุกวันนี้ชาวกรุงที่ติดตั้ง RCD ด้วยเหตุผลบางอย่างเชื่อว่ามันจะป้องกันการโอเวอร์โหลดหรือการลัดวงจรนี่เป็นความผิดพลาดเช่นกัน

RCD - อุปกรณ์ป้องกันการปิดถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันการรั่วไหลในปัจจุบัน สิ่งนี้จำเป็นสำหรับ: ปกป้องบุคคลจากการสัมผัสชิ้นส่วนที่มีชีวิตโดยไม่ตั้งใจ (สายเปลือย, กรณีของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ชำรุด), เช่นเดียวกับกระแสรั่วไหลไปยังเรือนที่มีสายดิน, ท่อ, องค์ประกอบของโครงสร้างอาคารและอื่น ๆ

RCD จะตรวจสอบว่ากระแสไหลผ่านเฟสและเท่าใดตามตัวนำเป็นกลางถ้ามีความแตกต่างระหว่างสายไฟการรั่วไหลจึงเกิดขึ้นและหน้าสัมผัสกำลังเปิด

สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของผู้คนรวมทั้งลดความเสี่ยงของการรั่วไหลไปยังไฟฟ้าลัดวงจรหากฉนวนได้รับความเสียหายซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในบ้านไม้เช่น

อุปกรณ์ความปลอดภัยอีกประเภทหนึ่งคือ เบรกเกอร์วงจรฉุกเฉิน, รวมฟังก์ชั่นของ RCD และเบรกเกอร์ ในรูปด้านล่างคุณจะเห็นวิธีการแยก difavtomat (ซ้าย) จาก RCD (ขวา) ความแตกต่างในแผนภาพและการทำเครื่องหมาย

RCDs และ difiltomata มักดำเนินการในรูปแบบสองขั้วหรือสี่ขั้วของวงจรเฟสเดียวและสามเฟสตามลำดับ อ้างอิงจาก PUE หน้า 1.7.80 ควรใช้เฉพาะในกรณีที่มี ดินนั่นคือในเครือข่ายสองสายจะไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ อย่างไรก็ตามนี่เป็นปัญหาความขัดแย้งในบทความนี้จะไม่ได้รับการพิจารณา

ตัว จำกัด พลังงาน

อุปกรณ์ถัดไปตัดการเชื่อมต่อโหลดในกรณีที่พลังงานเกิน นี่เป็นรีเลย์ จำกัด พลังงาน ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ OM-110 แบบเฟสเดียวหรือสามเฟส OM-310 มีรุ่นอื่น ๆ - เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น

แม้ว่าอุปกรณ์นี้จะไม่ได้รับการป้องกันโดยเนื้อแท้และมันถูกใช้ในระดับที่มากขึ้นโดย บริษัท พลังงานหรือเครือข่ายเพื่อควบคุมและ จำกัด การใช้ไฟฟ้าที่สูงกว่าปกติหรือเพื่อลดค่านี้ในกรณีฉุกเฉิน ผลิตภัณฑ์จะตรวจสอบการใช้พลังงานและหากเกินให้ปิดการใช้งานของผู้ใช้

อย่างไรก็ตามอุปกรณ์จะไม่อนุญาตให้ทำการเดินสายไฟมากเกินไปหากคุณตั้งค่าพารามิเตอร์ของการทำงานอย่างถูกต้อง หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้เขียนความคิดเห็นและเราจะบอกคุณเกี่ยวกับพวกเขา

สรุป - 3 กฏเพื่อให้ไม่มีการลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด

ความปลอดภัยและความทนทานของการเดินสายไฟฟ้าอยู่บนเสาสามเสา:

1. ทางเลือกที่เหมาะสมของหน้าตัดของผลิตภัณฑ์เคเบิล

2. การติดตั้งเบรกเกอร์วงจรและอุปกรณ์ป้องกันอื่น ๆ ของการจัดอันดับที่ต้องการ ซื้อเฉพาะในร้านค้าที่ได้รับการรับรองเท่านั้นเพื่อไม่ให้เป็นของปลอมให้ความพึงพอใจกับแบรนด์เช่น ABB, Schneider Electric และจากร้านที่ถูกกว่า - ในประเทศ KEAZ (Kursk)

3. การทำงานที่เหมาะสมของอุปกรณ์ไฟฟ้า

โดย“ การทำงานที่เหมาะสม” ฉันหมายถึง:

1. การแทนที่และการเจาะเทอร์มินัลบล็อกของอุปกรณ์เสริมสายไฟ - อุปกรณ์อัตโนมัติ RCD สวิตช์ไฟซ็อกเก็ต

2. การกระจายเหตุผลของการโหลดบนร้าน - อย่าใส่เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพลงในเสื้อยืดและสายต่อเพื่อให้คุณสามารถโอเวอร์โหลดเต้าเสียบหรือสายเคเบิลที่จ่ายได้ (ดู - ทำไมการใช้เสื้อยืดและสายเสริมจึงเป็นอันตราย).

3. การจัดการเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างระมัดระวัง - ห้ามให้น้ำหรือวัตถุโลหะเข้าไปในเครื่องใช้ในครัวเรือนเพื่อไม่ให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร แน่นอนแม้ว่าจะมีการติดตั้งเบรกเกอร์วงจรและสายเคเบิลแล้วก็ตามคุณต้องจำไว้ว่าบางครั้งเบรกเกอร์วงจรจะติดหรือทำงานช้าลงเนื่องจากการเชื่อมต่อในกล่องไฟฟ้าถูกยิง

4. เมื่อซ่อมอุปกรณ์และติดตั้งหรือบำรุงรักษาสายไฟให้ใช้ฉนวนคุณภาพสูงที่ยึดเกาะได้ดีหรือ ท่อหดความร้อน. หลีกเลี่ยงการบิด - เชื่อมต่อสายไฟโดยบัดกรี, เชื่อม, ปลอกหุ้มหรือบล็อกของอาคาร วิธีนี้คุณหลีกเลี่ยงการลัดวงจรเนื่องจากฉนวนไม่ดีหรือความร้อนของการเชื่อมต่อในกล่องแยก