Тақырыбы: «Электр тораптары мен желілеріндегі қысқаша тұйықталу, себептері, түрлері, процесі, зиянды әсері, қарсы шаралар»

«Қысқаша тұйықталу» - дегеніміз электр желісі фазаларының өзара қиылысуы, ал жерге жалғанған бейтарапты жүйеде – бір немесе бірнеше фазалардың жерге немесе нольдік өткізгіш сыммен тұйықталуы (1-ші және 2-ші суреттерде бейнеленген).

а) в)

1-Сурет: «а»-екі фазалық қысқаша тұйықталу;

«в»-үш фазалық қысқаша тұйықталу;

с) д)

2-Сурет: «с»-бір фазаның нольдік сыммен тұйықталуы;

«д»-екі фазаның нольдік сыммен тұйықталуы.

Қысқаша тұйықталу пайда болған кезде тізбектің жалпы кедергісі тез азаяды, ал тоқтың шамасы көбейеді. Осының әсерінен кернеу энергия жүйесінің әртүрлі нүктелерінде төмендейді. Қысқаша тұйықталу пайда болған жерде кернеу нольге тең болып қалады.

Қысқаша тұйықталудың басты себебі – электр жабдығы элементтерінің оқшауламасының (изоляциясының) бүлінуі. Бұл бүлінулерді тудыратындар: кернеудің жоғарылауы, механикалық жарақаттар, оқшаулағыш материалдардың ескіруі. Ал тарату қондырғылары мен аппаратураларда қысқаша тұйықталулар оларға бөгде заттардың түсіп кетуінен, изоляторларды тоқ өткізгіш шаң басуынан пайда болады.

Себептер қатарына қай қосулар кезінде жіберілген қызмет көрсетуші жұмыскердің қателерін де жатқызуға болады.

Үш фазалы электр қондырғыларында және желілерінде қысқаша тұйықталудың келесі түрлері кездеседі:

а) 3-фазалы қысқаша тұйықталу – үш фазаның бір мезгілде бір нүктеде қиылысуы;

б) 2-фазалы қысқаша тұйықталу – екі фазаның қиылысуы;

с) 1-фазалы қысқаша тұйықталу - (жерге жалғанған бейтарапты жүйеде) – жеке бір фазаның тұйықталуы.

Қысқаша тұйықталу кезінде электр тізбегінің кедергісі азайып, тоқ көбейе бастайды. Тізбекте индуктивті кедергі бар болғандықтан тоқ бірден өзгере алмайды. Осы кезде өтпелі процесс пайда болады және бұл процесс өтіп жатқанда тоқ өзінің бастапқы шамасынан тұйықтанған белгілі – бір деңгейіне дейін өзгереді. Осы кездегі қорытынды (суммарный) тоқ екі құрама тоқтан тұрады, оның бірі «і»-периодтық, ал екіншісі – «і_а» апериодтық құрама тоқ (3-суретте бейнеленген).

Қысқаша тұйықталу тоғының өзгеру қисық сызықтары 0,1 -0,2 с өткеннен соң сөнеді. Қысқвшв тұйықталудың толық тоғының тез өткетін шамасы осы кезде келесі формуламен анықталады:

(1)

Үш фазалы қысқаша тұйықталудың I-ші периоды кезіндегі тоқтың периодтық бөлігінің әсер етуші шамасы келесі формуламен анықталады:

(2)

мұндағы U_н – номиналды кернеу, В;

х_рез – қысқаша тұйықталу болған тізбектің индуктивті кедергісінің

қорытынды шамасы, Ом.

Кернеуі 1000В жоғары электр қондырғыларында активті кедергіні есепке алмайды, себебі ол индуктивті кедергіден көптеген есе кем болады.

Қысқаша тұйықталу тоғы аппараттардың тоқ өткізгіш бөлшектері, тарату қондырғыларының шиналары және кабельдер арқылы жүре отырып оларға зиянды термиялық және электродинамикалық әсер етеді. Термиялық әсер кезінде аппараттардың тоқ өткізгіш бөліктерінің температурасы олар арқылы қ.т. тоғы өткенде тез жоғарылай бастайды. Себебі қ.т. тоғы номиналды тоқтан бірнеше есес көп болады.

Электродинамикалық әсер электрлік күш түрінде білінеді. Бұл күш аппартатардың параллель орналасқан тоқ өткізгіш бөлшектеріне әсер етеді. Және де бұл күштің шамасы «соғу тоғының» квадратына (і_у²) пропорциональды болады. Аталмыш күштің үлкен шамасы і_у амплитудалық тоққа тең болған кезде (қысқаша тұйықталу басталғаннан 0,01с өткен уақытта) байқалады.

Қорғаныс аппаратураларының жұмысқа қосылу уақыты 0,01с көп болғандықтан, олар электр тізбегін тоқ көзінен сөндіргенге дейін аппаратуралар мен құрылғылар қысқаша тұйықталу пайда болғанда үлкен электрлік күштің әсеріне тап болады. Аппаратуралар дұрыс таңдалмаса аталмыш күштің әсерінен бүлініп істен шығуы мүмкін.

Электр қондырғыларын жобалау және жұмыста пайдалану кезінде қысқаша тұйықталуларды болдырсауға қарсы шаралар қарастырылады, ал ол бола қалған жағдайда зиянды әсерлерін азайту (шектеу) де ескеріледі.

Осындай шараларға төмендегілер жатады:

- электрмен жабдықтаудың тиімді түлерін таңдау;

- қысқаша тұйықталу тоғының әсеріне төзімді электр жабдықтарын таңдау;

- қысқаша тұйықталу тоқтарын жасанды жолмен шектейтін арнайы аппараттрады қолдану;

- қысқаша тұйықталудан және асқын кернеуден қорғайтын арнайы қорғаныс түрлерін қолдану.