Das Stromnetz ist ein hervorragendes flexibles Mittel, um Energie an den gewünschten Punkt zu liefern und dort für verschiedene Aufgaben zu nutzen. Es hat jedoch auch einen schwerwiegenden Nachteil, der eine direkte Fortsetzung des genannten Verdienstes darstellt. Tatsache ist, dass elektrische Netze sehr empfindlich gegenüber Kurzschlüssen sind, die als direkte Verbindung von Neutral- und Phasendrähten unter Umgehung der Last verstanden werden. In dreiphasigen Netzen umfasst ein Kurzschluss auch die gleiche Verbindung zweier Phasen. Ein solches Ereignis führt zu verschiedenen unangenehmen Folgen und wird in schweren Fällen von einem Brand begleitet.
Zum Schutz vor Kurzschlüssen in modernen Häusern sind verschiedene Geräte installiert, die das Netzwerk überwachen und bei Bedarf die Verkabelung abschalten. Wir sprechen von Leistungsschaltern, die die Stecker des alten Großvaters ersetzt haben. Die Auswahl der Art der Kennlinie der Maschine erfolgt durch den Kurzschlussstrom.
Warum kann der Kurzschlussstrom in verschiedenen Netzen variieren?
Aus einem Schulphysikkurs ist bekannt, dass eine Kombination aus jeder Stromquelle (Batterie, Autobatterie, Elektrik) besteht Netzwerk usw.) und der Verbraucher (Lampe, Wasserkocher, Kühlschrank) können in Form eines in der Abbildung gezeigten Ersatzschaltbilds dargestellt werden 1. Links von der gepunkteten Linie befindet sich ein Generator mit einer elektromotorischen Kraft E und einem Innenwiderstand Rin, rechts eine Last mit einem Widerstand Rн.
Der Innenwiderstand der Quelle kann über einen weiten Bereich variieren. Es wird maßgeblich beeinflusst von:
- Verteilungstransformatorleistung;
- Abschnitt der Kabeladern;
- die Qualität des Kupfers, aus dem diese Adern hergestellt werden;
- Abstand von der Platte zur Steckdose.
und vieles mehr.
Experimentelle Bestimmung des Innenwiderstands
Um den tatsächlichen Wert von Ri zu bestimmen, benötigen Sie:
- Haushaltsmultimeter;
- Tee oder irgendein anderer Splitter;
- Last mit einer bekannten Leistung P = 1 - 2 kW (zum Beispiel ein Bügeleisen, ein Wasserkocher und dergleichen).
Eine direkte Messung des Kurzschlussstroms gemäß dem Diagramm in Abbildung 2 ist nicht möglich, da:
- Ein Multimeter, das nicht für Ströme von Hunderten und Tausenden von A ausgelegt ist, brennt aus.
- Wenn die Maschine nicht vorhanden ist, entzündet sich die Verkabelung und schmilzt.
Daher ist ein Trick erforderlich, dessen Kern darin besteht, das folgende Verfahren durchzuführen:
- Für die Reinheit des Experiments werden wir die Belastung des Netzwerks auf ein Minimum reduzieren, indem wir die maximal mögliche Anzahl von Verbrauchern vom Netzwerk trennen.
- Mit einem T-Stück gemäß dem Diagramm in Abbildung 3 verbinden wir das zuvor in den Voltmeter-Modus geschaltete Multimeter mit dem Netzwerk und legen die gemessene Spannung Uхх des offenen Stromkreises der Quelle (des Netzwerks) fest.
- In die zweite Buchse des T-Stücks verbinden wir unsere Last mit der Leistung P, wodurch wir das Diagramm in Abbildung 4 erhalten und erneut die Spannung Uн messen.
- Lassen Sie uns eine einfache Berechnung durchführen. Rin = P * (Uхх - Un) / 220 Ohm (wir nehmen P in Watt, die Berechnungsformel selbst ergibt sich aus dem Ohmschen Gesetz für eine vollständige Schaltung).
Auswahl der Maschine
Der geschätzte Kurzschlussstrom im untersuchten Netzwerk beträgt Isc = Uхх / Rin. Die Auswahl des Leistungsschalters erfolgt nach dem empfangenen Wert.
Wenn die Berechnung einen Isc von ein bis zweitausend Ampere oder mehr ergibt, wird eine automatische Maschine mit einer C-Kennlinie installiert, bei Strömen in der Größenordnung von 200 A oder weniger müssen Maschinen mit einer Kennlinie vom Typ B verwendet werden.