Коротке замикання проти перенавантаження: розуміння відмінностей та захист вашої електромережі

Однією з основних відмінностей між коротким замиканням та перегрузкою є те, що коротке замикання відбувається через дефект між провідниками (між лініями) або між провідником і землею (лінія-земля), тоді як перегрузка означає ситуацію, коли обладнання споживає більше струму, ніж його номінальна пропускна здатність від джерела живлення.

Інші ключові відмінності між цими двома явищами пояснені в порівняльній таблиці нижче.

Термін "перегрузка" зазвичай вказує на стан в електричній схемі або під’єднаному пристрої. Схема вважається перегруженою, коли під’єднаний навантаження перевищує її проектну здатність. Перегрузки зазвичай виникають через аварію обладнання або неправильний проект схеми. Наприклад, умова короткого замикання виникає, коли голі металеві провідники прямо контактують один з одним або коли ізоляція між провідниками не відповідає. Під час короткого замикання опір практично знижується до нуля, що призводить до потоку надзвичайно великого струму через мережу.

Визначення короткого замикання

Коротке замикання — це електрична аварія, яка дозволяє струму протікати по неспланованому шляху з дуже низьким (або незначним) опором. Це призводить до масивного припливу струму, який може серйозно пошкодити ізоляцію та компоненти електричного обладнання. Короткі замикання часто виникають, коли два живі провідники торкуються один одного або коли ізоляція між провідниками руйнується.

Розмір струму короткого замикання може бути тисячі разів більшим, ніж нормальний робочий струм. У точці аварії напруга практично знижується до нуля, а дуже великий струм протікає через систему.

Короткі замикання мають кілька шкідливих наслідків для енергетичних систем, включаючи:

• Повільне нагрівання: Великий аварійний струм виробляє інтенсивне тепло, що може призвести до пожеж або навіть вибухів.

• Пошкодження від дуги: Утворення електричних дуг під час короткого замикання може призвести до серйозних пошкоджень компонентів енергетичної системи.

• Нестійкість системи: Короткі замикання можуть порушити стійкість енергетичної мережі, що впливає на безперервність та надійність живлення.

Визначення перегрузки

Перегрузка відбувається, коли на енергетичну систему або обладнання накладається навантаження, більше проектованої або номінальної здатності. Під час перегрузки напруга значно знижується, але не падає до нуля. Струм зростає за межі нормального рівня, хоча залишається значно нижчим, ніж струм під час короткого замикання. Цей надмірний струм призводить до збільшення виробництва тепла, як описано законом Джоуля (P = I²R), що підвищує температуру провідників та компонентів. Це перегрівання може призвести до пошкодження ізоляції, виходу обладнання з ладу або навіть пожежних загроз.

Стан перегрузки може пошкодити обладнання енергетичної системи. Наприклад, розглянемо інвертор з номіналом 400 ватт: під’єднання навантаження 800 ватт до нього призведе до перегрузки, що може призвести до перегріву та виходу обладнання з ладу.

Основні відмінності між коротким замиканням та перегрузкою

• Коротке замикання відбувається, коли напруга в точці аварії практично знижується до нуля, що призводить до потоку надзвичайно великого струму через схему. Наприклад, перегрузка відбувається, коли навантаження більше проектованої або безпечного рівня під’єднано до системи.

• Під час короткого замикання напруга в точці аварії знижується практично до нуля. В умовах перегрузки напруга може знизитися через надмірне запитування, але не падає до нуля.

• Під час короткого замикання опір шляху струму стає дуже низьким (практично нуль), що призводить до масивного припливу струму. При перегрузці струм вищий за нормальний, але значно нижчий порівняно зі струмом короткого замикання.

• Коротке замикання зазвичай відбувається, коли живі (фазні) та нейтральні дроти прямо контактують через невдалу ізоляцію або випадкове з’єднання. Перегрузка, з іншого боку, відбувається, коли занадто багато електричних пристроїв під’єднано до однієї схеми або розетки, перевищуючи її номінальну здатність.

Струм короткого замикання в основному поставляється синхронними машинами, включаючи синхронні генератори, синхронні двигуни та синхронні конденсатори.