Com protegir el cablejat de sobrecàrregues i curtcircuits

La tasca principal d’un electricista és fer que el cablejat sigui fiable i segur. Es poden produir accidents o xocs elèctrics. Els accidents es produeixen a causa de l’augment de la corrent i els curts circuits. Com a resultat, els fluxos massa corrents passen pels conductors, s’escalfen i l’aïllament es fon sobre ells, es produeixen espurnes o un arc. En aquest article parlaré de com protegir el cablejat de sobrecàrregues i curtcircuits.

Per què els circuits de sobrecàrrega són perillosos: teoria

Per entendre el perill que corri pels cables, cal recordar dues lleis importants de la física del curs “electricitat i magnetisme”. La primera és la llei d'Ohm:

El corrent al circuit és directament proporcional a la tensió i inversament proporcional a la resistència.

Això vol dir que si el circuit té una baixa resistència, el corrent serà gran, i si és gran, aleshores petit, i també amb un voltatge creixent, el corrent augmenta amb ell. Això sembla obvi, però, per als principiants, sovint es planteja la pregunta: “Per què s’anomena un curtcircuit? I què passa és llarg? ” Això només fa que amb un curtcircuit, la resistència del circuit tancat és aproximadament igual:

R_KZ= R_LÍNIES+ r + R_CONTACTE,

on R LINES és la resistència dels conductors, depèn de la seva secció i longitud (R = po * L / S).

r és la resistència interna de la font d’energia. En termes simples, depèn del disseny si es tracta d’una cèl·lula galvànica o de la secció transversal del fil del bobinatge del transformador. Rcontacte - transició o resistència de contacte - el seu valor depèn de l’àrea de contacte de dos conductors tancats.

També convé tenir en compte les resistències reactives inductives i capacitives, però en el cablejat de la llar podeu ometre aquest problema.

Com a resultat, quan el circuit es tanca, el corrent només està limitat per les resistències anteriors i, en la majoria dels casos, són negligibles (fraccions d’Ohms, a la xarxa elèctrica domèstica), fins i tot amb una resistència d’1 Ohm a una tensió de 220V, un corrent de 220V flotarà al circuit, generalment calculat en contra del seu cablejat a 16-40A. Però, a la pràctica, el corrent de curtcircuit és de centenars i milers d’amperis.

La segona llei que cal dir és la llei Joule-Lenz, els llibres de text en diuen:

La quantitat de calor alliberada per unitat de temps a la secció considerada del circuit és proporcional al producte del quadrat de la força actual en aquesta secció i la resistència de la secció.

Què vol dir això? Això és que, com més gran sigui la resistència del conductor o el corrent que hi travessa, més calor serà alliberada al damunt. És a dir, quan el corrent flueix pels cables, s’escalfen. Cada conductor té una resistència específica.

Perquè el conductor no s’escalfi, seleccionen la secció desitjada per a un cert corrent. Per tal que el nucli no s’escalfi - la calor s’ha de dissipar a l’entorn, s’escampa més ràpidament, més gran és la zona amb la qual s’escampa.

En aquest sentit, els fils prims amb una gran càrrega comencen a escalfar-se i s'escalfen, i els cables gruixuts aconsegueixen transferir calor a l'exterior i la seva temperatura es manté gairebé sense canvis. Si la temperatura del conductor és massa alta, fins al vermell del nucli, l'aïllament es fonrà.

Secció de conductor: primer pas cap a la protecció contra sobrecàrregues

Probablement sabeu que per a cada càrrega es tria un filferro o cable amb cables d’una secció transversal, per exemple, per valorar l’elecció correcta de la secció transversal dels cables del popular cable de la marca VVG-NG-ls, utilitzeu la taula 1.3.4 dels PUE. Descriu els requisits per a cables i cables amb aïllament de goma o clorur de polivinil (PVC). També té en compte el mètode de posada i el nombre de conductors.

Com que els conductors es trien amb un marge, els electricistes es guien amb una regla senzilla: per a les sortides, el filferro és de 2,5 mm², i per a l’enllumenat - 1,5 mm². En la majoria dels casos, això és suficient.

Segons aquesta taula, comproveu els valors calculats de la secció i si els nuclis poden suportar aquesta densitat de corrent sense sobreescalfament i altres problemes.

Per obtenir més detalls sobre aquest tema, consulteu aquest article:Àrea de secció de cables i cables segons la resistència actual, càlcul de la secció de cable necessària

Així doncs, el primer pas per protegir-se de les sobrecàrregues és establir un bon cablejat d’un cable de coure del tipus VVG-NG-ls o NYM. Tingueu en compte que quan compreu productes per cable “al mercat”, és possible que us esperin productes fabricats no conformes a GOST, la qual cosa significa que és probable que la secció real sigui inferior a la especificada. El resultat és que sembla que el cable es va posar "el que necessita", però com a resultat de la connexió es cremen, els cables s'escalfen i l'aïllament es fon.

Equips de protecció

Interruptor de circuit - Aquest és el principal dispositiu de commutació per protegir el cablejat de sobrecàrregues i curtcircuits. La gent els diu metralladores i erròniament "empaquetadores" (cosa fonamentalment equivocada). Hem parlat de com funciona a l'article El dispositiu i principi de funcionament de l’interruptor

El principal que cal recordar és que l’interruptor de circuit protegeix el CABLE, CORD o WIRE del foc o de la combustió, però no dels equips ni de les persones.

En resum, hi ha dos llançaments a l'interruptor de circuit: electromagnètic i tèrmic. Els desplaçaments electromagnètics quan hi ha un fort excés de corrent (unitats i desenes de vegades més gran que el corrent nominal), per exemple, amb un curtcircuit, i tèrmics amb una lleugera sobrecàrrega, per exemple, entre un 20 i un 50%.

Així, si engegueu molts aparells elèctrics, l’alliberament tèrmic s’escalfarà, es tracta d’una placa bimetal, que es doblega quan s’escalfa. En doblar, es posarà en marxa el mecanisme de disparador de l'interruptor, de manera que el circuit es desactivarà.

Alliberament electromagnètic - Es tracta d’un solenoide dins del qual hi ha un nucli. Quan flueix un gran corrent, el solenoide empeny el nucli i acciona el mecanisme d’apagada. Es tracta d’una mena de relé actual.

La seguretat del seu ús depèn de la correcta elecció de la qualificació i del tipus de característiques actuals.

Corrent nominal interruptor trieu en funció del rendiment del punt més feble del cablejat. Per exemple, sense importar el cable que hi hagi als punts de venda, mireu el que hi ha escrit; a la majoria de les botigues domèstiques podreu veure 16 amperes i, de vegades, 10 amperis.

Per tant, la qualificació de l'interruptor de circuit es selecciona a 16A. Si, per exemple, decidiu posar una màquina automàtica amb un corrent nominal de 32A, a partir de consideracions: "hi ha diverses preses i el cable pot suportar-ho, és de 2,5-4 mm²", aleshores quan es connecti a una sola presa mitjançant una extensió del calefactor i un assecador de cabell, es passarà per ella el corrent és superior a 16A, per tant, els seus contactes comencen a escalfar-se i el cas es fon.

Si no desconnecteu els dispositius a temps, aleshores, quan s'escalfa, els contactes es cobriran de sutge, les parts del cos es fonran i les barres metàl·liques que subjecten l'endoll s'ampliaran i el contacte es debilitarà. A causa del fet que augmentarà la resistència de contacte i es produirà encara més intensitat la calefacció, la presa de sortida començarà a escampar i fumar fins a l'encesa del fons de pantalla o de les parets on s'instal·la.

Característica actual, en termes senzills, es tracta d’una característica que mostra la rapidesa amb què s’apagarà la màquina en cas de sobrecàrrega. En un quadre elèctric domèstic s’utilitzen sovint màquines de classe B i C.

La segona regla és instal·lar interruptors amb corrent nominal que no excedeixi l’enllaç més feble del cablejat.Si necessiteu més consumidors per poder treballar simultàniament, dividiu els endolls en grups de cada habitació i poseu-hi un cable separat (diagrama de cablejat radial).

Protecció de fuites diferencials

I fins avui dia, els habitants de la ciutat, després d’haver instal·lat un RCD, creuen que per alguna raó protegirà contra la sobrecàrrega o el curtcircuit, també és un error.

RCD - dispositiu de tancament de protecció dissenyat per protegir-se contra les fuites de corrent. Això és necessari per a: protegir una persona que toqui accidentalment les peces en viu (cables nus, el cas d’un aparell elèctric danyat), així com una fuita de corrent a carcasses a terra, canonades, elements d’estructures de l’edificació i molt més.

El RCD supervisa la quantitat de corrent que ha passat per la fase i la quantitat del llarg del conductor neutre, si hi ha una diferència entre els cables, aleshores s’ha produït una fuga i els contactes d’alimentació s’obren.

D’aquesta manera es garanteix la seguretat de les persones, a més de reduir el risc de fuites posteriors a un curtcircuit, si es malmet l’aïllament, que és especialment important en una casa de fusta, per exemple.

Un altre tipus de dispositiu de seguretat és difavtomat, combina les funcions d’un RCD i d’un interruptor de circuit. A la figura següent, veieu com distingir un difavtomat (a l’esquerra) d’un RCD (a la dreta), les diferències en el diagrama i en la marca.

Els RCD i els difiltomats sempre es realitzen en una forma bipolar o de quatre pols de circuits monofàsics i trifàsics, respectivament. Segons PUE, p. 1.7.80, només s'ha d'utilitzar si n'hi ha posada a terra, és a dir, en una xarxa de dos fils no se’ls permet utilitzar. Tanmateix, aquest és un tema controvertit en aquest article que no es considerarà.

Limitador de potència

El següent dispositiu desconnecta la càrrega en cas d’excés de potència. Es tracta d'un relé que limita la potència. Un exemple d'aquest dispositiu és un OM-110 monofàsic o un OM-310 trifàsic; hi ha altres models, per exemple.

Tot i que aquest dispositiu no és inherentment protector i s'utilitza en major mesura per les empreses de subministrament d'energia o de xarxa per controlar i limitar el consum d'electricitat superior al normal o per reduir aquest valor en cas d'emergència. El producte supervisa el consum d'energia i, si es supera, el tanca.

No obstant això, el dispositiu no permetrà sobrecàrrejar el cablejat si heu definit correctament els paràmetres del seu funcionament. Si esteu interessats en aprendre més sobre aquests dispositius, escriviu-ne els comentaris i us n’explicarem.

Conclusió: 3 regles perquè no hi hagi curtcircuits i sobrecàrregues

La seguretat i la durabilitat del cablejat elèctric es troben en tres pilars:

1. L'elecció correcta de la secció de productes de cable.

2. Instal·lació de disjuntors i altres dispositius de protecció de les qualificacions desitjades. Compreu-los només en botigues certificades per no entrar en falsos, preferiu marques com ABB, Schneider Electric i d'altres més barats: el KEAZ domèstic (Kursk).

3. El bon funcionament dels equips elèctrics.

Per "funcionament adequat" vull dir:

1. Reemplaçament i distribució puntual de blocs terminals d’accessoris de cablejat: dispositius automàtics, RCDs, interruptors de llum, endolls.

2. La distribució racional de la càrrega a les sortides: no inseriu electrodomèstics potents en els cables i extensions, de manera que podeu sobrecarregar la presa o el cable que la subministra (vegeu - Per què és perillós utilitzar tees i extensions).

3. Manipulació minuciosa dels aparells elèctrics: no permeti que aigua ni objectes metàl·lics entrin dins dels electrodomèstics de manera que no es produeixi un curtcircuit. De fet, fins i tot si els disjuntors i el cable estan instal·lats, cal recordar que els disjuntors s’enganxen o funcionen lentament, com a conseqüència dels quals es disparen les connexions de les caixes elèctriques.

4. Quan repareu els dispositius i instal·leu o manteniu el cablejat, utilitzeu un aïllament de gran qualitat que s'enganxi bé tub de contracció tèrmica. Eviteu torçar-se: connecteu els fils mitjançant soldadura, soldadura, manga o terminals. D’aquesta manera s’evita curtcircuits a causa d’un mal aïllament o escalfament de les connexions a les caixes de connexions.