Что такое короткое замыкание: определение, объяснение для «чайников»

Причины короткого замыкания

Чаще всего такая авария случается зимой. При наступлении холодов все включают электроконвекторы, электронагреватели, «дуйчики» и прочее. В сети поднимается нагрузка и нагревается провод. В старых проводках из-за этого часто ослабевают контакты, греется и может даже оплавиться изоляция. В результате возникает КЗ.

В других случаях к замыканию приводят банальные повреждения кабеля. Со временем ухудшается прочность изоляции, защищающей проводник, теряются ее свойства. В итоге, она может осыпаться или пробиться напряжением с фазного провода. Далее фаза и нейтраль спаиваются, от чего и возникает авария.

Также изоляция может повредиться механически. Например, если передавить кабель стулом или зацепить электрокосой. Вскрывается внешняя оболочка и оголенная часть фазы соприкасается с нейтралью. Иногда аварии случаются во время ремонта. Например, если кто-то сверлит стену или забивает гвоздь и случайно попадает в провод.

Повредить проложенный в стене кабель могут не только люди, но и грызуны. Особенно, если это частный дом или какое-либо подсобное помещение. Мыши и крысы с легкостью выедают дыры в деревянных досках, потому полиэтиленовая или ПВХ изоляция им вообще не преграда. При прорезании оболочки, оголенные проводники могут соприкоснуться, не без помощи того же грызуна.

Иногда урон проводке наносят и домашние питомцы. Например, коты и собаки часто играют с проводами и могут прокусить изоляцию. В результате сомкнутся контакты, и пострадает, не только животное, но и квартира.

Неправильно выбранный уровень пылевлагозащиты также может стать причиной КЗ. Например, если в ванной поставить розетку с низким показателем IP (незащищенную от влаги), в ней со временем будет скапливаться конденсат, а как известно вода — прекрасный проводник. Замкнутся контакты, и резко начнет повышаться температура. В итоге возникнет оплавление и деформация, вследствие чего оголившаяся «фаза» может соприкоснуться с «нулем».

Иногда сырость скапливается под обивкой и облицовкой. От этого на кабеле появляется плесень. Со временем повреждается оболочка, и влага проникает внутрь. Влага соединяет контакты и «мокрое место» начинает коротить и искриться. От этого происходит нагревание, и оболочка уже начинает плавиться. Как только соприкасаются контакты, проводка горит по всей длине.

Тем не менее часто короткое замыкание возникает и от банального нарушения техники безопасности. Например, раскололась или выпала розетка, а Вы продолжаете ею пользоваться. При нагрузке в поврежденной розетке ослабевают контакты, и в один момент фаза «отвалится» и соприкоснется с нулем.

Наверное, каждый в своей жизни видел ситуацию, когда в одну розетку натыкана куча тройников и электроприборов. От этого увеличивается нагрузка, розетка греется и уменьшается прочность контактов. Под весом переходников розетка может «с мясом» вырваться со стены. В результате повреждения «фаза» соприкоснется с «нулем» и возникнет КЗ.

Иногда КЗ случается и не по вине пользователей. Например, если рядом с квартирой находится стройка, и при включении мощного строительного оборудования возникают скачки напряжения. Резкое падение ниже 200В в однофазной сети выводит из строя чувствительное электрооборудование, особенно электронику. При поломке контакт противоположных полюсов может случиться внутри корпуса или на плате, из-за чего начнет гореть вся проводка.

Как говорится, «лучшая защита — это нападение», а лучший способ защититься от короткого замыкания — найти и устранить потенциальные его причины.

Блоки кода и циклы, IIFE

Предыдущие примеры сосредоточены на функциях. Но лексическое окружение существует для любых блоков кода .

Лексическое окружение создаётся при выполнении блока кода и содержит локальные переменные для этого блока. Вот пара примеров.

В следующем примере переменная существует только в блоке :

Когда выполнение попадает в блок , для этого блока создаётся новое лексическое окружение.

У него есть ссылка на внешнее окружение, так что может быть найдена. Но все переменные и Function Expression, объявленные внутри , остаются в его лексическом окружении и не видны снаружи.

Например, после завершения следующий не увидит , что вызовет ошибку.

Для цикла у каждой итерации своё отдельное лексическое окружение. Если переменная объявлена в , то она также в нём:

Обратите внимание: визуально находится снаружи. Но конструкция – особенная в этом смысле, у каждой итерации цикла своё собственное лексическое окружение с текущим в нём

И так же, как и в , ниже цикла невидима.

Мы также можем использовать «простые» блоки кода , чтобы изолировать переменные в «локальной области видимости».

Например, в браузере все скрипты (кроме ) разделяют одну общую глобальную область. Так что, если мы создадим глобальную переменную в одном скрипте, она станет доступна и в других. Но это становится источником конфликтов, если два скрипта используют одно и то же имя переменной и перезаписывают друг друга.

Это может произойти, если название переменной – широко распространённое слово, а авторы скрипта не знают друг о друге.

Если мы хотим этого избежать, мы можем использовать блок кода для изоляции всего скрипта или какой-то его части:

Из-за того, что у блока есть собственное лексическое окружение, код снаружи него (или в другом скрипте) не видит переменные этого блока.

В прошлом в JavaScript не было лексического окружения на уровне блоков кода.

Так что программистам пришлось что-то придумать. И то, что они сделали, называется «immediately-invoked function expressions» (аббревиатура IIFE), что означает функцию, запускаемую сразу после объявления.

Это не то, что мы должны использовать сегодня, но, так как вы можете встретить это в старых скриптах, полезно понимать принцип работы.

IIFE выглядит так:

Здесь создаётся и немедленно вызывается Function Expression. Так что код выполняется сразу же и у него есть свои локальные переменные.

Function Expression обёрнуто в скобки , потому что, когда JavaScript встречает в основном потоке кода, он воспринимает это как начало Function Declaration. Но у Function Declaration должно быть имя, так что такой код вызовет ошибку:

Даже если мы скажем: «хорошо, давайте добавим имя», – это не сработает, потому что JavaScript не позволяет вызывать Function Declaration немедленно.

Так что, скобки вокруг функции – это трюк, который позволяет показать JavaScript, что функция была создана в контексте другого выражения, и, таким образом, это функциональное выражение: ей не нужно имя и её можно вызвать немедленно.

Кроме скобок, существуют и другие пути показать JavaScript, что мы имеем в виду Function Expression:

Во всех перечисленных случаях мы объявляем Function Expression и немедленно выполняем его. Ещё раз заметим, что в настоящий момент нет необходимости писать подобный код.

Что же такое замыкание на землю?

Электрическая система может испытывать множество различных типов неисправностей, определенных как любой ненормальный поток электричества.

Здесь также замыкание является «коротким», поскольку оно обошло проводку цепи, так что замыкание на землю технически можно определить как один тип короткого замыкания.

И, как и в случае любого короткого замыкания, непосредственное воздействие — это внезапное снижение сопротивления, которое вызывает беспрепятственный ток. Как и другие типы короткого замыкания, замыкание на землю приводит к отключению автоматического выключателя из-за неконтролируемого потока.

Что значит замыкание на землю для электриков?

Но для электрика замыкание на землю обычно определяется как ситуация, когда горячий провод контактирует либо с заземляющим проводом, либо с заземленной частью системы, такой как металлическая электрическая коробка.

Поэтому электрики считают, что замыкание на землю отличается от короткого замыкания, хотя инженер-электрик воспринимает это несколько иначе.

Замыкание на землю в сети с заземленной нейтралью

В чем опасность замыканий на землю?

Основная опасность замыканий на землю заключается в вероятности удара током, если человек оказывается на пути с наименьшим сопротивлением заземлению.

Вот почему опасность шока гораздо более выражена в ситуациях, когда человек стоит на земле или во влажном месте.

Какая защита предусмотрена для таких замыканий.

Защиту от замыканий на землю обеспечивают автоматические выключатели, которые отключаются при внезапном увеличении потока электричества, а также система заземляющих проводов в цепях, обеспечивающих прямой путь назад к земле, в случае отклонения тока за пределы установленной проводной цепи.

Существуют также выходы прерывателя цепи замыкания на землю, которые можно использовать в ситуациях, когда замыкания на землю особенно вероятны, например, на открытом воздухе, вблизи сантехники и в местах ниже уровня грунта.

Чем КЗ отличается от перегрузки

Если фазу и ноль электрической сети соединить под напряжением друг с другом не через потребитель, а напрямую, то возникнет короткое замыкание, сокращенно КЗ. Коротким замыканием называется соединение проводников отдельных фаз между собой или с землей через относительно малое сопротивление, принимаемое равным нулю при глухом металлическом коротком замыкании.

Никакая сеть не предназначена для длительной работы в таком режиме. Однако данный аварийный режим иногда возникает. Так, короткое замыкание может случиться из-за нарушения изоляции электропроводки или из-за случайного замыкания разноименных проводников проводящими частями электрооборудования. Нормальная работа электрической сети будет нарушена. Чтобы это нежелательное явление предотвратить, электрики используют клеммники либо просто изолируют соединения.

Будет интересно Как устроен трехфазный выпрямитель

Проблема режима КЗ заключается в том, что в момент его возникновения в сети многократно увеличивается ток (до 20 раз превышает номинал), что приводит к выделению огромного количества джоулева тепла (до 400 раз превышает норму), поскольку количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату тока и сопротивлению потребителя.

Теперь представьте: сопротивление потребителя здесь — доли ома проводки, а ток, как известно, тем выше, чем меньше сопротивление. В итоге, если мгновенно не сработает защитное устройство, произойдет чрезмерный перегрев проводки, провода расплавятся, изоляция воспламенится, и может случиться пожар в помещении. В соседних помещениях, питаемых этой же сетью, упадет напряжение, и некоторые электроприборы могут выйти из строя.

Типичный вид короткого замыкания для жилых квартир — однофазное короткое замыкание, когда фаза смыкается с нулем. Для сетей трехфазных, например в цеху или в гараже, возможно трехфазное или двухфазное короткое замыкание (две фазы между собой, три фазы между собой, или несколько фаз на ноль). Для трехфазного оборудования, такого как асинхронный двигатель или трехфазный трансформатор, характерно межвитковое замыкание, когда витки замыкаются накоротко внутри обмотки статора или внутри обмотки трансформатора, шунтируя остальные рабочие витки и выводя таким образом прибор из строя.

Или замыкание может случиться через проводящий корпус прибора. Вообще проводящие корпуса следует заземлять, дабы защитить персонал от случайного поражения током, а провода в квартирах использовать те, что в негорючей изоляции. Есть еще один вид аварийного режима нагрузки электрической сети, связанный с превышением нормального тока.

Это так называемая перегрузка. Перегрузки иногда возникают в квартирах, в домах, на предприятиях. Это опасный режим, порой более опасный, чем короткое замыкание. Ведь короткое замыкание в квартире может быть на корню остановлено мгновенно сработавшим автоматическим выключателем в щитке. А вот токовая перегрузка — случай более хитрый.

Выключатели для защиты от короткого замыкания.

Представьте себе, что в одну единственную розетку вы решили понавтыкать множество электроприборов через тройник да через удлинители. Что нежелательного может в этом случае произойти? Если жила проводки, подведенный к розетке, не рассчитана на ток более 16 ампер, то при включении в такую розетку нагрузки более 3500 ватт начнется перегрев электропроводки чреватый пожаром.

Вообще тепловое воздействие на изоляцию проводов резко снижает ее механические и диэлектрические свойства. Например, если проводимость электрокартона (как изоляционного материала) при 20°С принять за единицу, то при температурах 30, 40 и 50°С она увеличится в 4, 13 и 37 раз соответственно.

И тепловое старение изоляции наиболее часто возникает именно из-за перегрузки электросетей токами, превышающими длительно допустимые для данного вида и сечений проводников. Также нельзя в розетку, на которой указано 250 В 10 А, включать потребителей более чем на 2500 Вт, ибо может начаться перегрев контактов, ведущий к их ускоренному окислению. Для защиты от перегрузок в квартире, а также для мгновенного купирования режима КЗ, используйте автоматические выключатели.

Профилактика КЗ

Выполнить профилактические действия безопаснее, надежнее и дешевле, чем восстанавливать проводку после КЗ. Периодически нужно проверять розетки. Если они начинают искрить, нужно их ремонтировать или менять. Если производилась частичная замена проводки, следует проверять надежность мест соединения, целостность изоляционного слоя.


Раз в несколько месяцев следует проверять источники света, осветительную сеть и силовые провода. Короткое замыкание может возникать со временем. Выявить его можно по изменению цвета устройств или их плавлению. В квартире обязательно должны стоять автоматические выключатели. На мощные электроприборы ставятся отдельные средства защиты, которые должны сработать при аварийной ситуации.

При самостоятельном проведении монтажа электропроводки важно правильно рассчитывать сечение кабеля. Если оно не способно выдержать мощность всех подключаемых приборов, будет происходить перегрузка, приводящая к короткому замыканию

Кабели не должны укладываться тесно друг с другом – это может привести к повреждению защитного слоя. Также при соединении надо правильно выбрать способ создания контакта и приобрести заранее необходимое оборудование. Нельзя соединять провода методом скрутки.

Если надо сверлить стену, следует проверить место самодельным металлоискателем или изучить схему электропроводки. Таким образом можно обнаружить кабель скрытой проводки, который мастер мог бы случайно повредить.

Вложенные функции

Функция называется «вложенной», когда она создаётся внутри другой функции.

Это очень легко сделать в JavaScript.

Мы можем использовать это для упорядочивания нашего кода, например, как здесь:

Здесь вложенная функция создана для удобства. Она может получить доступ к внешним переменным и, значит, вывести полное имя. В JavaScript вложенные функции используются очень часто.

Что ещё интереснее, вложенная функция может быть возвращена: либо в качестве свойства нового объекта (если внешняя функция создаёт объект с методами), либо сама по себе. И затем может быть использована в любом месте

Не важно где, она всё так же будет иметь доступ к тем же внешним переменным

Например, здесь, вложенная функция присваивается новому объекту в конструкторе:

А здесь мы просто создаём и возвращаем функцию «счётчик»:

Давайте продолжим с примером . Он создаёт функцию «counter», которая возвращает следующее число при каждом вызове. Несмотря на простоту, немного модифицированные варианты этого кода применяются на практике, например, в генераторе псевдослучайных чисел и во многих других случаях.

Как же это работает изнутри?

Когда внутренняя функция начинает выполняться, начинается поиск переменной изнутри-наружу. Для примера выше порядок будет такой:

  1. Локальные переменные вложенной функции…
  2. Переменные внешней функции…
  3. И так далее, пока не будут достигнуты глобальные переменные.

В этом примере будет найден на шаге . Когда внешняя переменная модифицируется, она изменится там, где была найдена. Значит, найдёт внешнюю переменную и увеличит её значение в лексическом окружении, которому она принадлежит. Как если бы у нас было .

Теперь рассмотрим два вопроса:

  1. Можем ли мы каким-нибудь образом сбросить счётчик из кода, который не принадлежит ? Например, после вызова в коде выше.
  2. Если мы вызываем несколько раз – нам возвращается много функций . Они независимы или разделяют одну и ту же переменную ?

Попробуйте ответить на эти вопросы перед тем, как продолжить чтение.

Готовы?

Хорошо, давайте ответим на вопросы.

  1. Такой возможности нет: – локальная переменная функции, мы не можем получить к ней доступ извне.
  2. Для каждого вызова создаётся новое лексическое окружение функции, со своим собственным . Так что, получившиеся функции – независимы.

Вот демо:

Надеюсь, ситуация с внешними переменными теперь ясна. Для большинства ситуаций такого понимания вполне достаточно, но в спецификации есть ряд деталей, которые мы, для простоты, опустили. Далее мы разберём происходящее ещё более подробно.

Как устранить возникшее замыкание?

Найти место возникновения КЗ это только половина дела, ведь его нужно устранить. Для этого, как и при поиске места замыкания, также нужно действовать последовательно в определенном порядке:

  • обнаруженный поврежденный участок следует удалить, установить новые провода и тщательно заизолировать соединения;
  • выключатели или розетки, которые оплавились или подгорели, рекомендуется заменить новыми;
  • старую электропроводку следует заменить полностью, т.к. у нее уже начался процесс разрушения изоляции и КЗ возникнет неизбежно, но в другом месте;
  • КЗ в бытовой технике устраняется ее ремонтом или заменой.

Разобравшись с причинами, перейдем к способам устранения каждой из них. Начнем в том же порядке:

  1. Несоответствие вилок и розеток решается элементарно. Необходимо привести их к единому типу. Рекомендуем выбрать современные стандарты, иначе на каждом новоприобретенном электрическом приборе потребуется менять штепсельные вилки. То есть, производим замену советских розеток на евростандарт. Помимо этого, если в доме есть винтажное электрооборудование, производим на нем замену старых вилок.
  2. Для устранения перегрузки розетки можно пойти несколькими путями:
  • Заменить электроустановочное устройство на более мощное. Например, если розетки рассчитаны на 10,0 А, то замените их изделиями на 16,0 А.
  • Если одной розетки недостаточно, то установите блок розеток. Это будет значительно надежней использования тройника. Если по каким-то причинам с установкой блока розеток возникают сложности, используйте двойную розетку, устанавливаемую на одно посадочное место. Двойная розетка
  • Изношенный штепсельный разъем можно попытаться отремонтировать, если случай не сильно запущенный. Для этого необходимо снять розетку (предварительно обесточив линию, от которой она запитана), произвести ее чистку, после чего подогнуть контактные пластины, используя утконосы (тонкие плоскогубцы). Если розетка не поддается ремонту, производим ее замену.

Высокий ток КЗ – это хорошо или плохо?

Как я показал на графике ранее, чем дальше место замыкания от источника питания, тем меньше будет ток короткого замыкания, поскольку сопротивление линии будет больше. Высокий ток КЗ обычно бывает в тех местах электросети, которые расположены наиболее близко к подстанции, а кабельные линии имеют большое сечение проводов.

В питающих сетях с напряжением 0,4 кВ относительно высокими считаются токи КЗ более 6кА, а токи КЗ выше 15 кА практически не встречаются. Итак, что мы имеем:

Минусы низкого тока КЗ

  • большое падение напряжения при достаточно мощной нагрузке;
  • как правило, низкое напряжение на электроприборах. При этом стабилизатор поможет не всегда;
  • нестабильность напряжения на электроприборах в зависимости от времени суток или времени года. По нормам на напряжение и его допуски я провёл расследование;
  • высокое (вплоть до бесконечности) время срабатывания автоматических выключателей при КЗ на землю (работает только тепловой расцепитель);
  • необходимость установки автоматических выключателей с характеристикой отключения “В” с целью более вероятного срабатывания электромагнитного расцепителя при КЗ. Этот спорный вопрос обсуждается в моей статье на Дзене Зачем ставить автоматы с характеристикой “В”;
  • обязательная установка УЗО – при этом, кроме своих “основных” обязанностей (отключение питания при высоком токе утечки, а также для защиты человека при прямом и косвенном прикосновении), УЗО выполняет функцию защиты от КЗ на землю (ПУЭ 1.7.59, 7.1.72).

Плюсы низкого тока КЗ

  • можно устанавливать дешевые автоматические выключатели с низкой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 4500 А);
  • сравнительно легко можно обеспечить селективность между вводным и нижестоящим автоматами. Но нужен расчет и измерение точного значения тока КЗ,
  • низкий пусковой ток электродвигателей и другой инерционной нагрузки. Статья Что такое пусковой ток, как его измерить и посчитать.

Минусы высокого тока КЗ

  • невозможность обеспечить селективность между вышестоящими и нижестоящими автоматами. Выход – установка рубильника либо селективного по времени автоматического выключателя;
  • необходимость установки АВ с высокой номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn = 6000, 10000 А и т.д.). Отключающая способность должна быть выше, чем ток КЗ в начале защищаемого участка (ПУЭ п. 3.1.3);
  • большие негативные последствия при возникновении КЗ.

Плюсы высокого тока КЗ

  • легко гарантировать стабильное напряжение на нагрузке и вообще качество электроэнергии;
  • имеется перспектива подключения новых потребителей и увеличения нагрузки;
  • гарантированное отключение линии при КЗ.

Резюмируя плюсы и минусы, можно сказать, что значение тока КЗ – палка о двух концах. В бытовом секторе ток КЗ часто бывает низким, и его стараются увеличить, прокладывая новые линии с высоким сечением проводов и устанавливая новые трансформаторные подстанции. В серьезной энергетике наоборот, применяют методы по уменьшению тока КЗ.

Какие бывают виды

Короткое замыкание. Каждый слышал это словосочетание. Многие видели надпись «Не закорачивать!» Часто, когда ломается какой-нибудь электроприбор, говорят: «Коротнуло!» И несмотря на негативный оттенок этих слов, профессионалы знают, что короткое замыкание – не печальный приговор. Иногда с коротким замыканием (КЗ) бороться бессмысленно, а порой и принципиально невозможно. В этой статье будут даны ответы на самые важные вопросы: что такое короткое замыкание и какие виды КЗ встречаются в технике.

Будет интересно Что такое статическое электричество и как от него избавиться

Начнем рассматривать эти вопросы под необычным углом – узнаем, в каких случаях короткие замыкания неизбежны и где они не играют роль повреждений. Возьмем за оба конца обыкновенный металлический провод. Соединим концы вместе. Провод замкнулся накоротко – произошло КЗ. Но так как в цепи отсутствуют источники электрической энергии и нагрузка, такое короткое замыкание никакого вреда не несет. В некоторых областях электротехники КЗ, которое мы рассмотрели, играет на руку, например, в электрических аппаратах и электрических машинах.

Взглянем на однофазное реле или пускатель, в конструкции которых есть магнитная система с подвижными частями – электромагнит, притягивающий якорь. Из-за постоянно меняющейся полярности тока, текущего в обмотках электромагнита, его магнитный поток периодически становится равен нулю, что вызывает дребезжание якоря, появляются вибрации и характерное, знакомое всем электрикам гудение. Чтобы избавиться от этого явления, на торец сердечника электромагнита или якоря прикрепляют короткозамкнутый виток – кольцо или прямоугольник из меди или алюминия.

Из-за явления электромагнитной индукции в витке создается ток, создающий свой магнитный поток, компенсирующий пропадание основного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, что приводит к уменьшению или исчезновению вибраций, разрушающих конструкцию.

Так же на руку играет короткое замыкание и в роторе асинхронного электродвигателя. Благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого обмотками статора, с короткозамкнутым ротором, в роторе по уже упомянутому закону появляются свои токи, создающие свое поле, что приводит ротор во вращение

Конечно, важно грамотное проектирование электродвигателя или электрического аппарата, чтобы токи, протекающие в короткозамкнутых элементах, не приводили к перегреву и порче изоляции основных обмоток

Возгорание розетки

Подобным образом понятие «короткое замыкание» используется применительно к трансформаторам. Люди, так или иначе связанные с энергетикой, знают, что одна из важнейших характеристик трансформатора – это напряжение короткого замыкания, UКЗ, измеряемое в процентах. Возьмем трансформатор. Одну из его обмоток, скажем, низшего напряжения (НН) закоротим амперметром, сопротивление которого, как известно, принимается равным нулю. Обмотку высшего напряжения (ВН) подключаем к источнику напряжения. Повышаем напряжение на обмотке ВН до тех пор, пока ток в обмотке НН не станет равным номинальному, фиксируем это напряжение.

Делим его на номинальное напряжение высшей стороны, умножаем на 100%, получаем UКЗ. Эта величина характеризует потери мощности в трансформаторе и его сопротивление, от которого зависит ток короткого замыкания, ведущий к повреждениям. Поговорим наконец о коротких замыканиях, несущих негативные последствия. Такие короткие замыкания появляются, когда ток от источника питания протекает не через нагрузку, а только через провода, обладающие ничтожно маленьким сопротивлением. Например, трехфазный кабель питается от трансформатора, и одним неосторожным движением ковша экскаватора происходит его повреждение – две фазы закорачиваются через ковш. Такое КЗ называют двухфазным. Аналогично по количеству замкнутых фаз называют другие КЗ.

Однофазное замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью не является коротким, но может представлять угрозу жизни живых существ. Металлическим называют КЗ, в котором переходное сопротивление равно нулю – например, при болтовом или сварочном соединении. Токи КЗ в зависимости от напряжения и вида повреждения могут достигать тысяч и сотен тысяч ампер, приводить к пожарам и колоссальным электродинамическим усилиям, «выворачивающим» шины и провода. Защита от КЗ может осуществляться автоматическими выключателями или предохранителями, а в высоковольтных сетях – средствами релейной защиты и автоматики.

Защита блока питания от короткого замыкания.

Короткие замыкания и трансформаторные устройства

Существенное негативное влияние замыкания в цепях оказывают практически на все виды трансформаторов. В подобных случаях возникает режим короткого замыкания, при котором токопровод с нулевым сопротивлением замыкает на выводах вторичную обмотку. В условиях эксплуатации это приводит к возникновению аварийного режима из-за резкого роста вторичного и первичного тока, сравнительно с номиналом.

С целью предотвращения негативных последствий в цепях, использующих трансформаторные устройства предусматривается защита, обеспечивающая автоматическое отключение прибора.

В специальных лабораториях проводят испытания трансформаторов на их устойчивость к таким воздействиям. Для этого зажимы на вторичной обмотке коротко замыкаются, а на первичную обмотку подается напряжение Uк, при котором ее ток будет оставаться на уровне номинала. Напряжение короткого замыкания uк является основной характеристикой трансформатора, выражается в процентах и вычисляется по формуле: uк = (Uк х 100)/U1ном. Величина U1ном представляет собой показатель номинального первичного напряжения.

При коротком замыкании значение Uк является очень маленькой величиной, в связи с этим потери холостого хода в несколько сотен раз меньше, чем в условиях действия номинального напряжения. Сильный нагрев обмоток приводит к росту их активного сопротивления и дальнейшим потерям мощности трансформатора. Они известны также, как потери короткого замыкания или электрические потери.

В режиме КЗ будут изменяться и внешние характеристики трансформатора в соответствии с подключенной нагрузкой. Так, индуктивная нагрузка вызывает снижение напряжения на вторичной обмотке с одновременным увеличением тока. Емкостные нагрузки, как показывает график, наоборот, приводят к росту напряжения при увеличении нагрузочного тока. Чисто активная нагрузка будет удерживать характеристики тока и напряжения в более жестких рамках.

Что такое ток короткого замыкания

Как рассчитать ток короткого замыкания

Формула тока короткого замыкания

Что такое короткое замыкание (КЗ): в чем причина, виды, защита, определение для чайников

Что такое короткое замыкание, его виды и причины возникновения

Опыт короткого замыкания трансформатора

Возврат функции

Рассмотрим более «продвинутый» вариант, при котором внутри одной функции создаётся другая и возвращается в качестве результата.

В разработке интерфейсов это совершенно стандартный приём, функция затем может назначаться как обработчик действий посетителя.

Здесь мы будем создавать функцию-счётчик, которая считает свои вызовы и возвращает их текущее число.

В примере ниже создаёт такую функцию:

Как видно, мы получили два независимых счётчика и , каждый из которых незаметным снаружи образом сохраняет текущее количество вызовов.

Где? Конечно, во внешней переменной , которая у каждого счётчика своя.

Если подробнее описать происходящее:

  1. В строке запускается . При этом создаётся для переменных текущего вызова. В функции есть одна переменная , которая станет свойством этого объекта. Она изначально инициализуется в , затем, в процессе выполнения, получит значение :

  2. В процессе выполнения создаёт функцию в строке . При создании эта функция получает внутреннее свойство со ссылкой на текущий .

  3. Далее вызов завершается и функция возвращается и сохраняется во внешней переменной .

На этом создание «счётчика» завершено.

Итоговым значением, записанным в переменную , является функция:

Возвращённая из функция помнит (через ) о том, в каком окружении была создана.

Это и используется для хранения текущего значения счётчика.

Далее, когда-нибудь, функция будет вызвана. Мы не знаем, когда это произойдёт. Может быть, прямо сейчас, но, вообще говоря, совсем не факт.

Эта функция состоит из одной строки: , ни переменных ни параметров в ней нет, поэтому её собственный объект переменных, для краткости назовём его – будет пуст.

Однако, у неё есть свойство , которое указывает на внешнее окружение. Чтобы увеличить и вернуть , интерпретатор ищет в текущем объекте переменных , не находит, затем идёт во внешний объект, там находит, изменяет и возвращает новое значение:

Переменную во внешней области видимости можно не только читать, но и изменять.

В примере выше было создано несколько счётчиков. Все они взаимно независимы:

Они независимы, потому что при каждом запуске создаётся свой объект переменных , со своим свойством , на который новый счётчик получит ссылку .

Использование этого явления

Данное явление нашло свое применение в дуговой сварке, принцип работы которой построен на взаимодействии стержня с металлической поверхностью. Поверхность нагревается до температуры плавки, благодаря чему появляется новое прочное соединение, т.е. сварочный электрод замыкается с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания действуют непродолжительный промежуток времени. В момент сварки в месте соединения стержня и поверхности возникает нестандартный заряд тока, из-за чего выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно для плавки металла и создания сварочного шва.

Также короткое замыкание используется в сфере промышленной автоматики, с его помощью создаются информационные системы, которые отражают параметры передачи токового сигнала.

Полезное КЗ применяется в электродинамических датчиках. Например, в индукционных виброметрах, сейсмических приемниках. Короткое замыкание дает возможность дополнительно уменьшить количество колебаний подвижной системы.

Режим КЗ может использоваться при объединении каскадов в электронике, когда выход первого активного компонента работает в режиме КЗ.

Какие виды систем заземления существуют и что такое защитное заземление?

Чем отличается УЗО от дифавтомата

Почему при включении или во время работы стиральной машины выбивает пробки, УЗО или дифавтомат

Что такое ЭДС индукции и когда возникает?

Что такое шаговое напряжение и как покинуть опасную зону

Что такое петля фаза-ноль простым языком — методика проведения измерения