Короткое замыкание (КЗ). Коротким замыканием называется всякое непредусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление между фазами, или нескольких фаз на землю (или нулевой провод). Ток при этом резко возрастает, вызывая разогрев и даже расплавление проводников. Короткие замыкания могут быть трехфазными, двухфазными, однофазными на землю. Однофазные КЗ легко переходят в трехфазные.
Основные причины коротких замыканий:нарушение изоляции проводов, кабелей, машин и т.д.;неправильный монтаж электросетей и электрооборудования;отсутствие систематического контроля сопротивления изоляции;перекрытие фаз животными.
Наиболее характерными признаками КЗ являются оплавления проводов и других токоведущих устройств. Эти оплавления в большинстве случаев имеют вид наплавленных шариков металла.
Профилактику КЗ следует проводить в двух направлениях: во-первых: не допускать возникновения КЗ, во-вторых: ограничить время действия опасных токов КЗ.
С этой целью необходимо правильно выбирать, монтировать и эксплуатировать электроустановки. Электрооборудование должно соответствовать характеру окружающей среды, величины и роду тока, напряжению, мощности нагрузки. В профилактических целях необходимо регулярно проводить планово-предупредительные осмотры и измерения сопротивления изоляции.Для ограничения действия опасных токов КЗ необходимо правильно выбирать аппараты защиты, которые предназначены отключать поврежденный участок раньше, чем произойдет воспламенение изоляции. Для этой цели используются быстродействующие автоматы (время отключения 0,008-0,005 сек) и плавкие предохранители.
Перегрузка. Перегрузкой называется такое явление, когда по проводам и кабелям течет рабочий ток IР больше длительно допустимого IД: IР> IД. Величина длительно допустимого тока зависит от сечения и материала проводников, способа прокладки и температуры окружающей среды. Длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели различных марок, с учетом вышеизложенного, установлены Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) из расчета безопасного нагрева жил проводов. Температура нагрева проводов и кабелей лежит в пределах 65-80 градусов. При двукратной и более перегрузке проводников со сгораемой изоляцией происходит ее воспламенение.
Основными причинами перегрузок являются:несоответствие сечения проводников рабочему току;параллельное включение в сеть непредусмотренных расчетом токоприемников;попадание на проводники разрядов молнии;повышение температуры окружающей среды;перегрев двигателей при механической перегрузке на валу.
Профилактика перегрузок: Необходимо правильно выбирать сечение проводников по нагреву; ограничивать параллельное включение токоприемников; создавать условия для охлаждения проводов, электромашин, аппаратов. Во избежание перегрузок двигателей необходимо правильно выбирать двигатели по мощности, не допускать их механической перегрузки, работы на двух фазах, своевременно очищать двигатели от пыли и загрязнений.
Искрение и электрическая дуга. Возникает в результате прохождения тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, при пробое изоляции, между щетками и коллектором электродвигателей. Под действием электрического поля воздух между контактами ионизируется и при достаточной величине напряжения происходит разряд, сопровождается свечением воздуха и треском, а при достаточной мощности искровой разряд может быть в виде электрической дуги.
Искры и электрическая дуга при наличии в помещении паров ЛВЖ или горючих газов могут быть причиной пожара или взрыва.
Для уменьшения пожарной опасности от электрических искр и дуг необходимо:
- искрящие по условиям работы части выключателей, переключателей, рубильников, магнитных пускателей, контакторов и т.п. закрывать крышками, кожухами, колпаками;
- выносить из взрывоопасных помещений искрящие аппараты в безопасное место или применять такие их исполнения (например, маслонаполненное), которые обеспечивают взрывобезопасность;- правильно производить соединение и оконцевание проводников;
- следить за состоянием щеток, колец, коллекторов электрических машин, контактов, выключателей, рубильников, магнитных пускателей.
Большое переходное сопротивление - возникает в местах перехода тока с одного проводника на другой либо с проводника на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов. Пожарная опасность переходных сопротивлений усугубляется тем, что эти места трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев происходит только за счет повышения сопротивления. Особенно интенсивное окисление происходит во влажной и химически активной средах, а также при нагреве контактов выше 70-75 градусов.
Для предупреждения возникновения пожаров от больших переходных сопротивлений необходимо тщательное соединение проводов и кабелей (опрессованием, пайкой, сваркой, или специальными зажимами). В процессе эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы контакты машин, аппаратов и т.п. плотно и с достаточной силой прилегали друг к другу.
Вихревые токи. Токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями, называются вихревыми токами (токами Фуко). Вихревые токи могут быть очень большими и сильно нагревать сердечники машин и аппаратов, что может привести к разрушению изоляции проводников и даже ее воспламенению. Устранить полностью вихревые токи нельзя, но уменьшить можно и нужно.Для уменьшения вихревых токов якоря генераторов, электрических двигателей, сердечники трансформаторов, электромагнитов делают не сплошными, а набранными из отдельных тонких (0,35-0,5) штампованных листов стали, расположенных по направлению магнитных силовых линий и изолированных один от другого. В этом случае, вследствие малого поперечного сечения каждого стального листа, уменьшается величина проходящего через него магнитного потока, а, следовательно, уменьшается индуктируемая в нем ЭДС и ток. С этой же целью применяют легированные стали (стали, содержащие до 4% кремния). Примесь кремния не изменяет свойств стали, но значительно увеличивает ее электрическое сопротивление, уменьшает величину вихревого тока и его тепловое действие. Вихревые токи находят и полезное применение, например, в электрометаллургии для индукционного нагрева заготовок.
Взрывоопасные смеси. Классификация взрывоопасных смесей горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) с воздухом по категориям и группам (ПИВЭ, ПИВРЭ, ГОСТ 12.1.011.-78).