Очень многие считают, что ток короткого замыкания (КЗ) стремится к бесконечности, но это далеко не так. В этой статье мы измерим ток короткого замыкания в розетке и при этом постараемся не выжечь проводку в доме и не поджечь сам дом.
Для чего это нужно?
Казалось бы, для чего нам знать ток короткого замыкания? На то есть несколько весьма важных причин:
- Зная ток КЗ, можно вполне объективно определить качество и сечение проводки/подводящих кабелей, что немаловажно особенно в домах старой постройки. Заодно мы сможем оценить, насколько мощный трансформатор стоит на трансформаторной подстанции, питающей нашу линию.
- Вычислив ток короткого замыкания, несложно подобрать автоматические выключатели (АВ) нужного типа и с нужным током отсечки для конкретно нашей линии. Это не менее важно, поскольку АВ с током отсечки, к примеру, в 1 000 А в линии с током короткого замыкания, скажем, 200 А будет абсолютно бесполезен. Он просто не сработает со всеми вытекающими последствиями – выгоранием проводки, а, возможно, и пожаром.
Полезно! Кроме того, АВ с большим током отсечки стоит много дороже маломощного, а зачем платить больше (тем более за прибор, который не сработает от КЗ), если можно обойтись более слабым автоматом, стоящим дешевле?
Как измерить ток короткого замыкания
В каждом конкретном случае этот ток имеет разную величину и может колебаться в широком диапазоне – все будет зависеть от мощности трансформатора, питающего линию и качества самой линии. Но в любом случае, создав искусственное КЗ, мы, скорее всего, сожжем проводку, а уж тем более розетку. Да и амперметр на 1 000 А едва ли удастся найти, хотя токоизмерительные клещи никто не отменял. Но можно обойтись и малыми токами, если знать несколько простых формул.
Рассчитываем внутреннее сопротивление линии
Ток, протекающий по цепи, зависит от сопротивления нагрузки, это, пожалуй, знают все. Но очень многие не учитывают внутреннее сопротивление самого источника тока, которое существует всегда. Если мы включим в розетку чайник, то для определения тока через него необходимо его сопротивление сложить с сопротивлением проводов от трансформаторной подстанции до розетки.
Важно! Внутреннее сопротивление источника (линии) никогда не равно нулю, а потому даже если мы воткнем в розетку перемычку, ток никак не будет стремиться к бесконечности.
Но мы договорились, что перемычки втыкать не будем и токоизмерительные клещи использовать тоже. Внутреннее сопротивление любого источника питания – аккумулятора, батарейки, трансформатора и пр. - можно измерить достаточно простым методом, не подвергая сам источник критической перегрузке. Для работы нам понадобится обычный вольтметр переменного тока с пределом измерения не менее 400 В (можно мультиметр) и любую нагрузку с известной мощностью. Пусть это будет чайник мощностью 2 кВт.
Важно! Чем больше мощность нагрузки, тем точнее будут полученные результаты. Но при выборе прибора, нужно знать меру, поскольку воткнув, скажем, в шестнадцатиамперную розетку тепловую пушку в 10 кВт, мы почти наверняка ее (розетку) сожжем, а вместе с ней и проводку, ее питающую.
- Устанавливаем мультиметр на измерение величины переменного напряжения, предел измерения 700 В. Измеряем напряжение в розетке, отключив все электроприборы в доме. Предположим, мы получили 229 В.
- Теперь подключаем наш чайник, не забыв налить в него воды, и снова измеряем напряжение. Это удобно сделать, если в доме есть двойная розетка, но можно воспользоваться разветвителем («тройником»). Предположим, мы получили напряжение под нагрузкой в 220 В
Важно! Не пользуемся для разветвления проводным удлинителем, иначе расчеты окажутся ошибочными. Ведь к сопротивлению линии добавится сопротивление удлинителя.
А теперь воспользуемся простой формулой:
R = 220 х (U1 – U2) / Р
Где:
- U1 – напряжение без нагрузки в вольтах;
- U2 – напряжение под нагрузкой в вольтах;
- Р – мощность нагрузки в ваттах;
- R – искомое сопротивление в омах.
Сопротивление нашей линии будет 220 х (229 – 220) / 2 000 = 0.99 Ом
Рассчитываем ток короткого замыкания
Внутреннее сопротивление линии мы определили, теперь рассчитаем ток короткого замыкания в линии сопротивлением 0.99 Ом. Для этого воспользуемся формулой:
I = U / R
Где:
- U – 220 В;
- R – сопротивление линии в омах;
- I – ток КЗ в амперах.
220 / 0.99 = 222 А. Ток не очень большой, а это значит, что либо у нас малое сечение проводов, либо слишком большая длина кабеля (воздушной линии) от трансформаторной подстанции (ТП), либо на ТП стоит слабенький трансформатор, а питать ему приходится три с половиной улицы.
В общем, такого тока вполне достаточно, чтобы выбить, скажем, 25-тиамперный автомат класса «С». А вот автомат класса «В» можно установить даже на 50 А.
