Zkrat: příčiny a prostředky ochrany

Zkrat (SC) je nebezpečný a nepříjemný jev, který způsobuje poškození elektrického systému bytu nebo soukromého domu a vede k dalším nevratným důsledkům pro uživatele. Ochrana proti němu by se neměla zanedbávat, jinak bude mít za následek neúměrné výdaje na obnovu elektrických rozvodů a opravy zařízení. V našem článku si rozebereme, co je zkrat, jaké to je a jak se před ním správně chránit.

Definice zkratu

Zkrat je spojení dvou částí (bodů) elektrického obvodu s různými potenciály (například fáze a nula, fáze a zem nebo dvě fáze), což vede k rychlému (skokovému) a kritickému nárůstu síla proudu v místě kontaktu (10-100krát) a snížení napětí. Samotné slovo „krátký“ znamená minimální dráhu průchodu proudu a prudký nárůst jeho hodnoty. Tento stav není zajištěn normálním provozem obvodu a vede k nadměrnému zahřívání vodičů, roztavení a následnému požáru izolace a jiných hořlavých materiálů na křižovatce. Ve většině případů to končí požárem. Nejjednodušším příkladem zkratu je, když se odkrytá část fázového vodiče dotkne otevřené části nulového vodiče. Podívejme se na tuto situaci v níže uvedeném diagramu.

Schéma ukazuje, že vlevo je obvod uzavřen přes zátěž – proud prochází lampou. Vpravo je spojení mezi fází a nulou v místě, které k tomu není určeno (například uvnitř zásuvky). V tomto případě dojde ke zkratu a vodičem s nižším odporem začne okamžitě protékat elektrický proud, který obchází zátěž s vyšším odporem. Je destruktivní pro kabeláž. Známky zkratu jsou vyřazení stroje/zástrčky (pokud jsou na lince instalovány), vytvoření elektrického oblouku a výskyt jisker v místě kontaktu.

Druhy zkratů a jejich důsledky

• jednofázový – když je fáze uzavřena nulovým vodičem nebo uzemněním (běžný případ), při takovém zkratu dosáhne proud největší hodnoty;
• dvoufázové – připojení libovolných dvou fází v síti 380 V, například A (L1) a B (L2);
• třífázový – dojde okamžitě ke zkratu mezi třemi fázovými vodiči – A (L1), B (L2) a C (L3).

Zkraty mohou nastat na kterékoli části obvodu a mohou mít globální (například pokud dojde ke zkratu na vstupu do domu, pak může dojít k poškození veškeré elektroinstalace) nebo místní (poškození zařízení se vyskytuje pouze v jednom úseku čára) v přírodě.

Podívejme se, jaké dopady a důsledky mohou mít zkraty.

Nesprávná obsluha nebo odstavení elektrických spotřebičů.

Nepravidelným otáčením se mohou poškodit například elektromotory v pračce, lednici nebo klimatizaci.

Požár elektrických spotřebičů a částí obvodů.

Uživatel může utrpět úraz elektrickým proudem.

Příčiny zkratu

Nejčastějšími příčinami zkratů jsou porušení a poruchy izolačního materiálu vodičů, porucha elektrických spotřebičů a vnější vlivy. Pojďme se na ně podívat podrobněji.

Selhání izolace

To je hlavní předpoklad pro výskyt zkratu, který může nastat v důsledku:

• nekvalitní instalace. Například při neopatrném odříznutí izolace kabelu po připojení mohou zůstat holé dráty, které se po nějaké době začnou dotýkat navzájem nebo různých kovových povrchů. To může také zahrnovat nekvalitní služby. Všechny závitové spoje časem slábnou, pokud nejsou pravidelně utahovány, dochází v těchto místech k silnému zahřívání nebo jiskření. Také v místech, kde jsou připojeny kabely, zejména venku, se velké částice prachu v určitém okamžiku mohou stát vodičem a způsobit zkrat;
• přetížení Při připojení zátěže přesahující příkon do sítě dochází také k přehřívání vodičů, což vyvolává postupnou destrukci jejich izolačního materiálu. Například většina prodlužovacích kabelů je dimenzována na 16 A (3,5 kW). Pokud k němu připojíte zařízení s velkým odběrem, dojde k přehřátí linky. To povede k roztavení a porušení izolace a následně ke zkratu;
• stárnutí. V průběhu času izolační vrstva ztrácí svůj zdroj. Praská a odlupuje se. Z tohoto důvodu může kdykoli dojít k úniku proudu – příčina poruchy oblouku;
• časté přepětí. Zhoršování elektroinstalace se zrychluje, objevují se havarijní oblasti (za nejlepší ochranu proti přepětí v síti je považována instalace stabilizátoru napětí, ale pokud v síti dojde k výpadkům proudu, pomůže pouze UPS).

Testování stabilizátoru napětí značky Shtil na speciálním stojanu DRS-001. Umožňuje vám zkontrolovat schopnost výrobku chránit zátěž před napěťovými rázy a zkraty.

Recenze invertorových stabilizátorů napětí IS5000 (5 kVA / 4,5 kW) a IS7000 (7 kVA / 5,5 kW) “Calm”

Recenze nástěnného UPS “Shtil” s výkonem 300, 500 a 1000 VA

Porucha elektrických spotřebičů

Zkraty se často vyskytují u vadných zařízení. Pokud například při připojení elektrického ohřívače do sítě okamžitě vypadne jistič, znamená to, že někde uvnitř ohřívače jsou přerušené vodiče nebo jeho vnitřní součásti nefungují správně. Když je paket vyřazen, nemůžete znovu zapojit vadné zařízení do zásuvky. V opačném případě dojde k poškození ochranných zařízení a veškeré elektroinstalace na vedení.

Není-li stroj nainstalován, může být výskyt zkratu určen vnějšími znaky – zápachem hoření a praskáním (jiskření). V tomto případě musíte okamžitě odpojit zátěž.

Vnější vlivy

• mechanické poškození části řetězu. Například při provádění oprav došlo k poškození kabelu příklepovou vrtačkou, což vedlo k poruše a zbytečnému propojování vodičů přes elektrické nářadí. Hlodavci mohou často poškodit izolační plášť kabelu, což způsobí prasknutí nebo otevření jeho vodivých částí;
• nehody v rozvodnách. Jedná se o poškození zařízení nebo vystavení výslednému elektrickému oblouku;
• údery blesku. Způsobují mnohonásobná přepětí na poškozených prvcích a tím pádem i poruchy elektrického vedení.

Jak se chránit proti zkratu?

Kvalitní instalace elektrických rozvodů a instalace spínacích zařízení, mezi které patří jističe, automatické jističe a ultrazvukové ochranné zařízení, pomohou chránit před tak nebezpečným jevem. Podívejme se na jejich schopnosti podrobněji.

Automatické přepínače

Hlavní zařízení na ochranu proti zkratu v domácnosti, která nahradila zástrčky. Jsou to spínací zařízení s modulární strukturou. Určeno pro montáž na DIN lištu v rozvodné desce. Mohou být instalovány na lince před vchodem do objektu (úvodní automat) nebo pouze před určitými spotřebiči (skupinový automat), např. osvětlení v domě. Jejich hlavním úkolem je chránit elektroinstalaci před přetížením a zkratovými proudy.

Uvnitř výrobků je elektromagnetická spoušť, která při výrazném překročení aktuální hodnoty okamžitě odpojí obvod a zabrání všem negativním důsledkům. Při spuštění mohou vyžadovat výměnu, pokud vnitřní prvky vyhoří. To se může stát hlavně u levných modelů bez zhášecích komor.

UZDP nebo UZIS

V elektrickém panelu jsou také instalována zařízení na ochranu před obloukovým výbojem a zařízení na ochranu proti jiskrám a jsou navržena tak, aby zabránila vzniku požáru. Automaticky rozpojují obvod a předem zabraňují vzniku zkratu, pokud se na vedení vytvoří elektrický oblouk nebo silné jiskry.

Zařízení mají provozní obvod, který jim umožňuje okamžitě detekovat oblouk nebo jiskrový výboj a poté přerušit obvod dříve, než dojde k nebezpečným následkům.

RCBO

Automatický spínač zbytkového proudu (zkráceně difavtomat). Stejné spínací přístroje jako jističe, ale navíc obsahují proudový chránič (RCD). Díky tomu také dokážou ochránit síť před svodovými proudy – napětím, které například při poruše elektrospotřebičů může vzniknout na jejich kovových částech.

RCBO jsou také instalovány v rozvodné desce. Vhodné pro komplexní ochranu před problémy v elektrické síti. Mají však vyšší cenu než běžné automatické spínače.

Pojistky

Jednorázová spínací zařízení, která při zahřátí otevírají obvod, protože proud překračuje přípustnou hodnotu. Jak se jeho hodnota zvyšuje, pojistka pojistky se rozpíná a vedení se přeruší.

Mohou být vnitřní (instalované téměř ve všech elektrických spotřebičích) nebo externí (umístěné v elektrických panelech ve formě modulu/vložky s vyměnitelnými kazetami). Některé modely mají kromě pojistkové vložky zhášedlo oblouku, ke kterému může dojít v okamžiku tavení. Po opotřebování pojistky je nutné ji vyměnit, jinak nebude možné obvod zpět uzavřít.

Na rozdíl od jiných zařízení pojistky okamžitě nepřeruší obvod. Doba odezvy je ovlivněna kvalitou materiálu vložky, stavem kontaktů a okolní teplotou. Proto je taková ochrana považována za nedostatečně spolehlivou.

Preventivní opatření proti zkratům

Provádějí se i preventivní opatření proti zkratům. Dokážou zcela eliminovat riziko zkratu v domácnosti, bytě nebo kanceláři. Mezi tyto akce patří:

• Správný výběr průřezu nebo výměny vodiče v souladu s výkonem připojené zátěže.
• Sledování připojení příliš výkonných zařízení k síti.
• Pečlivé připojení kontaktů pomocí svorek vhodného průřezu, krimpování, svařování, pájení atd.
• Výměna zastaralých ochranných zařízení za moderní modely v souladu s aktuální hodnotou.
• Periodické kontroly vzhledu a šroubových spojů ochranných zařízení (automaty, automaty atd.), vodičů, rozvodných krabic, zásuvek a spínačů na uvolněné kontakty.

Pokud dojde ke zkratu a ochrana funguje, je nutné určit zdroj problému. Chcete-li to provést, můžete zařízení vypínat krok za krokem, dokud se ochranná zařízení nepřestanou klepat. Pokud zařízení nelze najít, musíte se podívat na všechny vodiče a jejich připojení. Někdy lze nouzové místo snadno identifikovat podle zápachu hořící izolace a kouře. Pokud je zjištěna spálená izolace, je nutné neprodleně provést opravu částí elektroinstalace a výměnu jejích opotřebovaných prvků.