शॉर्ट सर्किट, ओवरलोड, क्षणिक प्रतिरोध। अग्नि सुरक्षा के उपाय

शॉर्ट सर्किट क्या है और शॉर्ट सर्किट क्यों होता है

तारों में शॉर्ट सर्किट अक्सर यांत्रिक क्षति, उम्र बढ़ने, नमी और संक्षारक वातावरण के संपर्क में आने के साथ-साथ अनुचित मानवीय कार्यों के परिणामस्वरूप प्रवाहकीय भागों के इन्सुलेशन के उल्लंघन के कारण होता है। शार्ट सर्किट होने पर यह और बढ़ जाता है एम्परेज, और जारी की गई ऊष्मा की मात्रा धारा के वर्ग के समानुपाती के रूप में जानी जाती है। इसलिए, यदि शॉर्ट सर्किट में करंट 20 गुना बढ़ जाएगा, तो जारी होने वाली गर्मी की मात्रा लगभग 400 गुना बढ़ जाएगी।

तारों के इन्सुलेशन पर थर्मल प्रभाव तेजी से इसके यांत्रिक और ढांकता हुआ गुणों को कम करता है। उदाहरण के लिए, यदि 20 ° C पर विद्युत कार्डबोर्ड (एक इन्सुलेट सामग्री के रूप में) की चालकता को एक इकाई के रूप में लिया जाता है, तो 30, 40 और 50 ° C के तापमान पर यह क्रमशः 4, 13 और 37 गुना बढ़ जाएगा। इन्सुलेशन की थर्मल उम्र बढ़ने अक्सर किसी दिए गए प्रकार और तारों के क्रॉस-सेक्शन के लिए अनुमेय लंबी अवधि से अधिक धाराओं के साथ विद्युत नेटवर्क के अधिभार के कारण होता है।उदाहरण के लिए, पेपर इंसुलेशन वाले केबलों के लिए, उनके सेवा जीवन को प्रसिद्ध "आठ डिग्री के नियम" के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है: प्रत्येक 8 डिग्री सेल्सियस के लिए तापमान में वृद्धि इन्सुलेशन के सेवा जीवन को 2 गुना कम कर देती है। पॉलिमरिक इन्सुलेट सामग्री भी थर्मल गिरावट के अधीन हैं।

तारों के इन्सुलेशन पर नमी और संक्षारक वातावरण का प्रभाव सतह के रिसाव की उपस्थिति के कारण इसकी स्थिति को काफी खराब कर देता है। परिणामी गर्मी तरल को वाष्पित करती है, इन्सुलेशन पर नमक के निशान छोड़ती है। जब वाष्पीकरण बंद हो जाता है, तो लीकेज करंट गायब हो जाता है। नमी के बार-बार संपर्क में आने से प्रक्रिया दोहराई जाती है, लेकिन नमक की सघनता में वृद्धि के कारण चालकता इतनी बढ़ जाती है कि वाष्पीकरण की समाप्ति के बाद भी रिसाव चालू नहीं रुकता है। इसके अलावा, छोटी चिंगारी दिखाई देती हैं। इसके बाद, लीकेज करंट के प्रभाव में, इंसुलेशन कार्बोनाइज हो जाता है, अपनी ताकत खो देता है, जिससे एक स्थानीय आर्किंग सरफेस डिस्चार्ज हो सकता है जो इंसुलेशन को प्रज्वलित कर सकता है।

बिजली के तारों में शॉर्ट सर्किट का खतरा विद्युत प्रवाह के निम्नलिखित संभावित अभिव्यक्तियों की विशेषता है: तारों और आसपास के ज्वलनशील वस्तुओं और पदार्थों के इन्सुलेशन का प्रज्वलन; प्रज्वलन के बाहरी स्रोतों द्वारा प्रज्वलित होने पर दहन फैलाने के लिए तारों के इन्सुलेशन की क्षमता; शॉर्ट सर्किट के दौरान पिघले हुए धातु के कणों का निर्माण, आसपास के ज्वलनशील पदार्थों को प्रज्वलित करना (पिघले हुए धातु के कणों की विस्तार गति 11 m / s तक पहुंच सकती है, और उनका तापमान 2050-2700 ° C है)।

एक आपातकालीन मोड तब भी होता है जब बिजली के तार ओवरलोड हो जाते हैं।उपभोक्ताओं के गलत चयन, स्विचिंग या विफलता के कारण, तारों के माध्यम से बहने वाली कुल धारा नाममात्र मूल्य से अधिक हो जाती है, अर्थात वर्तमान घनत्व (अधिभार) में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, जब 40 A का करंट समान लंबाई के तार के तीन श्रृंखला-जुड़े टुकड़ों से होकर बहता है, लेकिन अलग-अलग क्रॉस-सेक्शन -10; 4 और 1 mm2, इसका घनत्व अलग होगा: 4, 10 और 40 A / mm2। अंतिम टुकड़े में उच्चतम वर्तमान घनत्व है और, तदनुसार, सबसे बड़ा बिजली नुकसान। 10 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन वाला तार थोड़ा गर्म हो जाएगा, 4 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन वाले तार का तापमान अनुमेय स्तर तक पहुंच जाएगा, और 1 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन वाले तार का इन्सुलेशन बस जल जाएगा।

शॉर्ट सर्किट करंट ओवरलोड करंट से कैसे भिन्न होता है

शॉर्ट-सर्किट और अधिभार के बीच मुख्य अंतर इस तथ्य में निहित है कि शॉर्ट-सर्किट के लिए इन्सुलेशन का उल्लंघन आपातकालीन मोड का कारण है, और जब अधिभार - इसका परिणाम। कुछ परिस्थितियों में, आपातकालीन मोड की लंबी अवधि के कारण तारों और केबलों का ओवरलोडिंग शॉर्ट सर्किट की तुलना में आग के लिए अधिक खतरनाक होता है।

अधिभार के मामले में तारों की आधार सामग्री का प्रज्वलन विशेषताओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। अधिभार मोड में परीक्षणों के दौरान प्राप्त एपीवी और पीवी ब्रांडों के तारों के आग के खतरे के संकेतकों की तुलना से पता चलता है कि तांबे के तारों वाले तारों में इन्सुलेशन के प्रज्वलन की संभावना एल्यूमीनियम तारों की तुलना में अधिक है।

उसी पैटर्न को शॉर्ट-सर्किट करते हुए देखा गया है। तांबे के तारों वाले सर्किट में आर्क डिस्चार्ज की जलने की क्षमता एल्यूमीनियम तारों की तुलना में अधिक होती है।उदाहरण के लिए, 2.8 मिमी की दीवार मोटाई वाला एक स्टील पाइप 16 मिमी 2 के एल्यूमीनियम तार के क्रॉस-सेक्शन और 6 मिमी 2 के क्रॉस-सेक्शन वाले तांबे के तार के साथ जला दिया जाता है (या इसकी सतह पर ज्वलनशील सामग्री प्रज्वलित होती है)। .

करंट बहुलता कंडक्टर के दिए गए क्रॉस-सेक्शन के लिए शॉर्ट-सर्किट या ओवरलोड करंट के निरंतर स्वीकार्य करंट के अनुपात से निर्धारित होती है।

पॉलीइथाइलीन म्यान वाले तार और केबल, साथ ही पॉलीथीन पाइप जब उनमें तार और केबल बिछाते हैं, तो उनमें आग लगने का सबसे बड़ा खतरा होता है। आग के दृष्टिकोण से पॉलीथीन पाइप में वायरिंग विनाइल प्लास्टिक पाइप में वायरिंग की तुलना में अधिक खतरनाक है, इसलिए पॉलीथीन पाइप के आवेदन का क्षेत्र बहुत संकरा है। ओवरलोडिंग निजी आवासीय भवनों में विशेष रूप से खतरनाक है, जहां, एक नियम के रूप में, सभी उपभोक्ताओं को एक नेटवर्क से खिलाया जाता है, और सुरक्षात्मक उपकरण अक्सर अनुपस्थित होते हैं या केवल शॉर्ट-सर्किट करंट के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। गगनचुंबी आवासीय भवनों में, निवासियों को अधिक शक्तिशाली लैंप का उपयोग करने या घरेलू बिजली के उपकरणों को चालू करने से रोकने के लिए कुछ भी नहीं है, जिसके लिए नेटवर्क डिज़ाइन किया गया है।

केबल उपकरणों (संपर्क, स्विच, सॉकेट, आदि) पर, धाराओं, वोल्टेज, शक्ति के सीमा मूल्यों को इंगित किया जाता है, और टर्मिनलों, कनेक्टर्स और अन्य उत्पादों पर, इसके अलावा, जुड़े तारों का सबसे बड़ा क्रॉस-सेक्शन। इन उपकरणों का सुरक्षित रूप से उपयोग करने के लिए, आपको इन लेबलों को समझने में सक्षम होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, स्विच को «6.3 A; 250 वी «, कारतूस पर -» 4 ए; 250 वी; 300 डब्ल्यू «, और एक्सटेंशन -स्प्लिटर पर -» 250 वी; 6.3 ए «,» 220 वी। 1300 डब्ल्यू «,» 127 वी, 700 डब्ल्यू «।«6.3 ए» चेतावनी देता है कि स्विच से गुजरने वाला करंट 6.3 ए से अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा स्विच ज़्यादा गरम हो जाएगा। किसी भी कम करंट के लिए, स्विच उपयुक्त है, क्योंकि करंट जितना कम होगा, संपर्क उतना ही कम गर्म होगा। शिलालेख «250 वी» इंगित करता है कि स्विच का उपयोग नेटवर्क में वोल्टेज के साथ किया जा सकता है जो 250 वी से अधिक नहीं है।

यदि आप 4 ए को 250 वी से गुणा करते हैं, तो आपको 1000 मिलते हैं, 300 वाट नहीं। मैं एक परिकलित मान को एक लेबल के साथ कैसे संबद्ध करूँ? हमें सत्ता से शुरुआत करनी चाहिए। 220 वी के वोल्टेज पर, अनुमेय वर्तमान 1.3 ए (300: 220) है; 127 वी - 2.3 ए (300-127) के वोल्टेज पर। 4 A का करंट 75 V (300: 4) के वोल्टेज से मेल खाता है। शिलालेख "250 वी; 6.3 ए «इंगित करता है कि डिवाइस को 250 वी से अधिक के वोल्टेज वाले नेटवर्क के लिए डिज़ाइन किया गया है और 6.3 ए से अधिक का करंट नहीं है। 6.3 ए को 220 वी से गुणा करने पर, हमें 1386 डब्ल्यू (1300 डब्ल्यू, गोल) मिलता है। 6.3A को 127V से गुणा करने पर हमें 799W (700W गोलाकार) मिलता है। सवाल उठता है: क्या इस तरह गोल करना खतरनाक नहीं है? यह खतरनाक नहीं है क्योंकि राउंड करने के बाद आपको कम पावर वैल्यू मिलती है। यदि शक्ति कम है, तो संपर्क कम गर्म होते हैं।

जब संपर्क कनेक्शन के क्षणिक प्रतिरोध के कारण संपर्क कनेक्शन के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, तो वोल्टेज गिरता है, बिजली और ऊर्जा निकलती है, जिससे संपर्क गर्म हो जाते हैं। सर्किट में करंट में अत्यधिक वृद्धि या प्रतिरोध में वृद्धि से संपर्क और लीड तारों के तापमान में अतिरिक्त वृद्धि होती है, जिससे आग लग सकती है।

विद्युत प्रतिष्ठानों में, स्थायी संपर्क कनेक्शन (टांका लगाने, वेल्डिंग) और वियोज्य (स्क्रू, प्लग, स्प्रिंग, आदि के साथ) और स्विचिंग उपकरणों के संपर्कों का उपयोग किया जाता है - चुंबकीय स्टार्टर्स, रिले, स्विच और अन्य डिवाइस जो विशेष रूप से इलेक्ट्रिक को बंद करने और खोलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं सर्किट, यानी उनके कम्यूटेशन के लिए। बिजली के रिसीवर के प्रवेश द्वार से आंतरिक बिजली नेटवर्क में बिजली भार बड़ी संख्या में संपर्क कनेक्शनों के माध्यम से प्रवाहित होता है।

किसी भी हालत में संपर्क सूत्र नहीं टूटने चाहिए... आंतरिक नेटवर्क के उपकरणों पर कुछ समय पहले किए गए अध्ययनों से पता चलता है कि सभी जांचे गए संपर्कों में से केवल 50% GOST की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। जब खराब-गुणवत्ता वाले संपर्क कनेक्शन में लोड करंट प्रवाहित होता है, तो प्रति यूनिट समय में गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा जारी होती है, जो वर्तमान (वर्तमान घनत्व) के वर्ग और संपर्क के वास्तविक संपर्क बिंदुओं के प्रतिरोध के समानुपाती होती है।

यदि गर्म संपर्क ज्वलनशील सामग्रियों के संपर्क में आते हैं, तो वे आग या चारकोल पकड़ सकते हैं, और तारों के इन्सुलेशन में आग लग सकती है।

संपर्क प्रतिरोध का मान वर्तमान घनत्व, संपर्कों के संपीड़न बल (प्रतिरोध क्षेत्र का आकार), जिस सामग्री से वे बने हैं, संपर्क सतहों के ऑक्सीकरण की डिग्री आदि पर निर्भर करता है।

संपर्क में वर्तमान घनत्व (और इसलिए तापमान) को कम करने के लिए, संपर्कों के वास्तविक संपर्क क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक है। यदि संपर्क तलों को एक-दूसरे के विरुद्ध कुछ बल से दबाया जाता है, तो संपर्क के बिंदुओं पर छोटे ट्यूबरकल थोड़ा कुचल जाएंगे।इस वजह से, संपर्क मौलिक क्षेत्रों के आकार में वृद्धि होगी और अतिरिक्त संपर्क क्षेत्र दिखाई देंगे, और वर्तमान घनत्व, संपर्क प्रतिरोध और संपर्क हीटिंग में कमी आएगी। प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि संपर्क प्रतिरोध और टोक़ (संपीड़न बल) की मात्रा के बीच एक व्युत्क्रम संबंध है। टोक़ में दो गुना कमी के साथ, एपीवी तार के संपर्क कनेक्शन का प्रतिरोध 4 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन या 2.5 मिमी 2 के क्रॉस सेक्शन वाले दो तारों के साथ 4-5 गुना बढ़ जाता है।

संपर्कों से गर्मी को हटाने और इसे पर्यावरण में फैलाने के लिए, एक निश्चित द्रव्यमान और शीतलन सतहों के संपर्क बनाए जाते हैं। तारों के कनेक्शन के स्थानों और विद्युत रिसीवर के इनपुट उपकरणों के संपर्कों से उनके कनेक्शन पर विशेष ध्यान दिया जाता है। तारों के जंगम सिरों पर, विभिन्न आकृतियों के कान और विशेष क्लैम्प का उपयोग किया जाता है। संपर्क की विश्वसनीयता पारंपरिक वाशर, स्प्रिंग-लोडेड और फ्लैंग्स के साथ सुनिश्चित की जाती है। 3-3.5 वर्षों के बाद, संपर्क प्रतिरोध लगभग 2 गुना बढ़ जाता है। शॉर्ट सर्किट के दौरान कॉन्टैक्ट्स पर करंट के शॉर्ट पीरियोडिक इफेक्ट के कारण कॉन्टैक्ट्स का रेजिस्टेंस भी काफी बढ़ जाता है। परीक्षण बताते हैं कि प्रतिकूल कारकों के संपर्क में आने पर लोचदार वसंत वाशर के साथ संपर्क जोड़ों में सबसे बड़ी स्थिरता होती है।

दुर्भाग्य से, "पक बचत" काफी आम है। वॉशर अलौह धातुओं जैसे पीतल से बना होना चाहिए। स्टील वॉशर एक जंग रोधी कोटिंग के साथ सुरक्षित है।