Het elektriciteitsnetwerk is een uitstekend flexibel middel om energie op het gewenste punt af te leveren en daar te gebruiken voor het oplossen van verschillende problemen. Het heeft echter ook een ernstig nadeel, dat een directe voortzetting is van de genoemde verdienste. Het feit is dat elektrische netwerken erg gevoelig zijn voor kortsluitingen, die worden opgevat als directe verbinding van neutrale en fasedraden die de belasting omzeilen. In driefasige netwerken omvat een kortsluiting ook dezelfde verbinding van twee fasen. Zo'n gebeurtenis leidt tot verschillende onaangename gevolgen en gaat in ernstige gevallen gepaard met brand.
Ter bescherming tegen kortsluiting in moderne huizen zijn verschillende apparaten geïnstalleerd die het netwerk bewaken en, indien nodig, de bedrading spanningsvrij maken. We hebben het over stroomonderbrekers die de stekkers van de oude grootvader hebben vervangen. De selectie van het type kenmerken van de machine wordt uitgevoerd op basis van de kortsluitstroom.
Waarom kan de kortsluitstroom variëren in verschillende netwerken?
Van een natuurkundecursus op school is bekend dat een combinatie van elke bron van elektriciteit (batterij, auto-accu, elektrisch netwerk, enz.) en de consument (lamp, waterkoker, koelkast) kunnen worden weergegeven in de vorm van een equivalent circuit zoals weergegeven in de afbeelding 1. Links van de stippellijn staat een generator met een elektromotorische kracht E en een interne weerstand Rin, rechts een last met een weerstand Rн.
De interne weerstand van de bron kan over een groot bereik variëren. Het wordt aanzienlijk beïnvloed door:
- distributie transformator vermogen;
- sectie van kabelkernen;
- de kwaliteit van het koper waaruit deze aders zijn gemaakt;
- afstand van het paneel tot het stopcontact.
en veel meer.
Experimentele bepaling van interne weerstand
Om de werkelijke waarde van Ri te bepalen, heb je nodig:
- huishoudelijke multimeter;
- tee of een andere splitter;
- belasting met een bekend vermogen P = 1 - 2 kW (bijvoorbeeld een strijkijzer, een waterkoker en dergelijke).
Directe meting van de kortsluitstroom volgens het diagram in figuur 2 is onmogelijk vanwege het feit dat:
- een multimeter die niet is ontworpen voor stromen van honderden en duizenden A zal doorbranden;
- bij afwezigheid van de machine zal de bedrading ontbranden en smelten.
Daarom is er een trucje voor nodig, waarvan de essentie is om de volgende procedure uit te voeren:
- voor de zuiverheid van het experiment zullen we de belasting van het netwerk tot een minimum beperken door het maximaal mogelijke aantal consumenten los te koppelen van het netwerk;
- gebruik een T-stuk volgens het diagram in figuur 3, sluit een multimeter aan op het netwerk, dat eerder was overgeschakeld naar de voltmetermodus, en bevestig de gemeten spanning Uxx van het open circuit van de bron (netwerk);
- in de tweede aansluiting van het T-stuk verbinden we onze belasting met vermogen P, waardoor we het circuit in figuur 4 krijgen, en opnieuw meten we de spanning Uн;
- laten we een eenvoudige berekening uitvoeren Rin = P * (Uхх - Un) / 220 Ohm (we nemen P in watt, de berekeningsformule zelf wordt verkregen uit de wet van Ohm voor een compleet circuit).
Selectie van de machine
De geschatte kortsluitstroom in het bestudeerde netwerk is Isc = Uхх / Rin. De selectie van de stroomonderbreker wordt uitgevoerd op basis van de ontvangen waarde.
Als de berekening een Isc geeft van een tot tweeduizend ampère of meer, dan is een automaat met een C-karakteristiek geïnstalleerd, bij stromen in de orde van grootte van 200 A of minder is het noodzakelijk om machines te gebruiken met een karakteristiek van type B.