Короткое замыкание

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, соединение точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией электроустановки и нарушающее её нормальную работу. Короткое замыкание возникает при повреждениях электрической изоляции (вследствие износа, электрического пробоя и т.п.) и соединения токопроводящих частей установок друг с другом или с заземлёнными поверхностями либо при механическом соприкосновении неизолированных элементов цепи (например, электрических проводов). Коротким замыканием называют также состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания. В трёхфазных системах различают короткое замыкание однофазное (фазы на землю), двухфазное (2 фазы между собой), двухфазное на землю (2 фазы между собой и одновременно на землю), трёхфазное (3 фазы между собой). В электрических машинах и аппаратах возможны короткие замыкания между витками обмоток (межвитковое короткое замыкание), замыкание обмоток на металлический корпус и др.

Короткое замыкание представляет опасность для электрических установок, так как вызывает резкое увеличение силы тока (до сотен тысяч А), что нередко приводит к механическим и термическим повреждениям. Кроме того, в месте короткого замыкания часто возникает электрическая дуга, причиняющая разрушения. Процесс изменения тока при замыкании имеет сложный характер. С момента возникновения короткого замыкания ток быстро растёт и приблизительно через полпериода (0,01 с при частоте 50 Гц) достигает максимальной величины (так называемый ударный ток), после чего постепенно (в течение 4-5 с) переходит в синусоидальный ток установившегося режима, который значительно меньше ударного. Затухание тока короткого замыкания во времени происходит главным образом благодаря рассеянию электромагнитной энергии в виде теплоты, выделяющейся в элементах цепи. В электрической системе при коротком замыкании понижается напряжение у потребителей электроэнергии; в трёхфазных системах появляется асимметрия напряжений, частично или полностью нарушающая нормальное электроснабжение. Короткое замыкание может вызвать нарушение динамической устойчивости электрической системы и, как следствие этого, тяжёлые системные аварии. При коротком замыкании на землю проводов воздушных ЛЭП в окружающем пространстве возникает сильное электромагнитное поле, наводящее в близко расположенных линиях связи эдс, опасную для обслуживающего персонала и аппаратуры. При растекании тока от точки короткого замыкания на поверхности земли могут возникать опасные для жизни человека разности потенциалов (шаговое напряжение).

Для предотвращения опасных последствий короткого замыкания принимаются специальные меры, направленные на уменьшение силы тока короткого замыкания и быстрое автоматическое отключение повреждённых участков электрической сети (установка токоограничивающих электрических реакторов, секционирование сети, применение автоматических выключателей, устройств релейной защиты и др.).

Лит.: Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М., 1970; Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. 4-е изд. М., 1985.