短路、過載、瞬態電阻。防火措施

什麼是短路以及造成短路的原因

佈線短路最常發生的原因是由於機械損壞、老化、暴露在潮濕和腐蝕性環境中以及不當的人為行為導致導電部件的絕緣受到破壞。當有短路時它會增加 安培數，並且已知釋放的熱量與電流的平方成正比。因此，如果在短路時電流會增加 20 倍，那麼釋放的熱量會增加約 400 倍。

對電線絕緣的熱效應會急劇降低其機械和介電性能。例如，如果以電工紙板（作為絕緣材料）在20℃時的電導率為一個單位，那麼在30、40和50℃的溫度下將分別增加4、13和37倍。絕緣熱老化最常發生的原因是電網過載，電流超過給定類型和導線橫截面的長期允許值。例如，對於紙質絕緣的電纜，其使用壽命可以根據著名的“八度法則”來確定：溫度每升高8℃，絕緣層的使用壽命減少2倍。聚合物絕緣材料也容易發生熱降解。

由於出現表面洩漏，水分和腐蝕性環境對電線絕緣的影響會顯著惡化其狀況。產生的熱量使液體蒸發，在絕緣層上留下鹽的痕跡。當蒸發停止時，漏電流消失。隨著反复暴露在水分中，重複該過程，但由於鹽濃度增加，電導率增加得如此之多，以至於即使在蒸發結束後漏電流也不會停止。此外，還會出現小火花。隨後，在洩漏電流的影響下，絕緣層碳化，失去強度，這可能導致局部電弧表面放電的出現，從而點燃絕緣層。

電線短路的危險表現為以下可能的電流表現： 點燃電線和周圍可燃物體和物質的絕緣層；當被外部點火源點燃時，電線絕緣層傳播燃燒的能力；短路時形成熔融金屬顆粒，點燃周圍可燃物（熔融金屬顆粒的膨脹速度可達11米/秒，其溫度為2050-2700℃）。

當電線過載時也會出現緊急模式。由於用電器選擇不當、接通或故障，流過導線的總電流超過標稱值，即電流密度增加（過載）。例如，當40A的電流流過三根串聯的等長截面積不同的導線時——10； 4和1mm2，它的密度就會不同：4、10和40A/mm2。最後一根電流密度最大，因此功率損耗最大。10 mm2 的導線會稍微發熱，4 mm2 的導線溫度會達到允許水平，並且橫截面為 1 mm2 的電線的絕緣層只會燃燒。

短路電流與過載電流有何不同

短路和過載之間的主要區別在於，對於短路，絕緣破壞是緊急模式的原因，而過載則是其後果。在某些情況下，由於緊急模式持續時間較長而導致的電線和電纜過載比短路更容易引起火災。

電線的基材對過載情況下的點火特性有重大影響。比較APV和PV品牌電線在過載模式下的火災隱患指標對比，銅導線的電線絕緣著火概率高於鋁線。

觀察到相同模式的短路。銅線電路中電弧放電的燃燒能力高於鋁線。例如，壁厚為2.8mm的鋼管用截面為16mm2的鋁絲和截面為6mm2的銅絲燃燒（或點燃其表面的可燃物） .

電流倍數由短路或過載電流與給定導體橫截面的連續允許電流之比決定。

帶有聚乙烯護套的電線和電纜，以及在其中敷設電線和電纜時的聚乙烯管道，發生火災的風險最大。從火災的角度來看，聚乙烯管中的佈線比乙烯基塑料管中的佈線具有更大的危險性，因此聚乙烯管的應用領域要窄得多。超載在私人住宅樓中尤其危險，通常情況下，所有用戶都由一個網絡供電，保護裝置通常不存在或僅設計用於短路電流。在高層住宅中，也沒有什麼可以阻止居民使用更大功率的燈或打開總功率大於網絡設計功率的家用電器。

在電纜設備（觸點、開關、插座等）上，標明了電流、電壓、功率的極限值，在端子、連接器和其他產品上，還標明了所連接電線的最大橫截面。要安全地使用這些設備，您必須能夠破譯這些標籤。

例如，開關標記為 «6.3 A； 250 V «, 在墨盒上 -» 4 A; 250 伏； 300 W «, 和擴展 -splitter -» 250 V; 6.3 A «,» 220 V。 1300 W «,» 127 V, 700 W «.《6.3 A》警告說，通過開關的電流不能超過6.3 A，否則開關會過熱。對於任何較低的電流，開關都是合適的，因為電流越低，觸點發熱越少。 «250 V» 字樣表示該開關可用於電壓不超過 250 V 的網絡。

如果將 4 A 乘以 250 V，則得到 1000 瓦，而不是 300 瓦。如何將計算值與標籤相關聯？我們必須從權力開始。在 220 V 電壓下，允許電流為 1.3 A (300: 220)；電壓為 127 V — 2.3 A (300-127)。 4 A 的電流對應於 75 V (300: 4) 的電壓。銘文“250 V； 6.3 A « 表示該設備專為電壓不超過 250 V、電流不超過 6.3 A 的網絡而設計。將 6.3 A 乘以 220 V，我們得到 1386 W（1300 W，四捨五入）。 6.3A 乘以 127V，我們得到 799W（700W 四捨五入）。問題來了：這樣四捨五入不危險嗎？這並不危險，因為四捨五入後您會得到較低的功率值。如果功率較小，則觸點發熱較少。

當電流由於接觸連接的瞬態電阻而流過接觸連接時，電壓下降，功率和能量被釋放，導致接觸件發熱。電路中電流的過度增加或電阻的增加會導致觸點和引線的溫度額外升高，這可能會引起火災。

在電氣裝置中，使用永久觸點連接（錫焊、焊接）和可拆卸（用螺釘、插頭、彈簧等）和開關裝置的觸點——磁力啟動器、繼電器、開關和其他專門設計用於關閉和打開電氣裝置的裝置電路，即它們的換向。在從入口到電力接收器的內部電力網絡中 電 負載流過大量的觸點連接。

在任何情況下都不應斷開聯繫鏈接……前段時間對內部網絡設備進行的研究表明，在所有檢查過的聯繫人中，只有 50% 符合 GOST 的要求。當負載電流流過質量較差的接觸連接時，每單位時間會釋放大量熱量，熱量與電流的平方（電流密度）和接觸點實際接觸點的電阻成正比。

如果熱觸點與可燃材料接觸，它們可能會著火或燒焦，並且電線的絕緣層可能會著火。

接觸電阻的大小取決於電流密度、接觸件的壓縮力（電阻面積的大小）、製造材料、接觸面的氧化程度等。

為了降低觸點中的電流密度（從而降低溫度），有必要增加觸點的實際接觸面積。如果接觸面用力壓在一起，接觸點的小結節就會被輕微壓扁。正因為如此，接觸單元區域的尺寸將增加，額外的接觸區域將出現，電流密度、接觸電阻和接觸熱將降低。實驗研究表明，接觸電阻與扭矩（壓縮力）的大小之間存在反比關係。扭矩降低兩倍，截面積為4mm2的APV導線或兩根截面積為2.5mm2的導線的接觸連接電阻增加4-5倍。

為了從觸點中移除熱量並將其消散到環境中，需要進行具有一定質量的觸點和冷卻表面。特別注意電線的連接位置及其與電接收器輸入設備觸點的連接。在電線的活動端，使用了各種形狀的耳和特殊的夾子。接觸的可靠性由傳統墊圈、彈簧加載和法蘭確保。 3-3.5年後，接觸電阻增加約2倍。由於電流對觸點的短期週期性影響，觸點的電阻在短路期間也會顯著增加。試驗表明，帶有彈性彈簧墊圈的接觸接頭在受到不利因素影響時具有最大的穩定性。

不幸的是，“節約冰球”非常普遍。墊圈應由黃銅等有色金屬製成。鋼墊圈採用防腐塗層保護。