3. Коротке замикання: причини та наслідки. Закон Джоуля-Ленца. Заходи запобігання коротким замиканням.

Коротке замикання виникає в результаті неправильного з'єднання в електричному колі в результаті неправильних дій людини, дії природних факторів (в тому числі погоди, старіння матеріалів, корозії) або порушення ізоляції частин обладнання, що проводять струм і зовнішніх механічних пошкоджень в електричних дротах, монтажних дротах, обмотках двигунів і апаратів.

Причини короткого замикання

Ізоляція елементів, що проводять струм може пошкоджуватися під дією високої температури або полум'я (вогню), інфрачервоного випромінювання, переходу напруги з первинної обмотки силового трансформатора на вторинну, при підвищених режимах навантаження (нагрів до високих температур, і як наслідок при охолодженні конденсується вода) тощо.

Протікання по провіднику тривалого допустимого струму силою (І) пов’язано з виділенням тепла Q (Дж), і кількісно визначається законом Джоуля-Ленца:

Закон Джоуля-Ленца – кількість теплоти, що виділяється струмом в провіднику, пропорційна силі струму, часу його проходження і падінню напруги. Встановлено в 1841 році Джеймсом Джоулем і незалежно від нього в 1842 році Емілієм Ленцом:

де I – сила струму, R – опір, t – час.

Закон Джоуля-Ленца в диференційній формі

Візьмемо у провіднику елементарний об'єм . Струм буде протікати і через , тому там виділятиметься теплота:

де – опір елементарного об'єму

З закону Ома З другого боку,

де

– напруженість електричного поля

– електропровідність

– час

– елементарний об'єм.

Введемо поняття елементарної питомої потужності струму — кількості теплоти, що виділяється в одиниці об'єму за одиницю часу

тоді

Питома теплова потужність струму дорівнює добутку провідності на квадрат напруженості.

Час проходження струму короткого замикання не перевищує декількох секунд або навіть долі секунди і залежить від дії апаратів захисту (плавких запобіжників, автоматичних вимикачів тощо).

Дія короткого замикання

При проходженні струму короткого замикання сила якого перевищує допустимий струм, температура нагріву дроту різко підвищується і може досягнути небезпечних значень.

Сила струму короткого замикання може бути від одиниць до сотень кілоампер. Струми короткого замикання викликають термічну і електродинамічну дію і супроводжуються різким зниженням напруги в електромережі. Струми короткого замикання можуть перегріти частини, що проводять струм і розплавити дроти (температура до 20 000°С). В результаті виникає частковий або повний розлад електропостачання споживачів.

Можливі наслідки короткого замикання

1. Термічне та механічне пошкодження обладнання;

2. Перешкоди для лінії зв'язку при К.З. на землю;

3. Пожежі в електричних установках;

4. Виникнення систематичних аварій, які призводять до порушення стійкості електрико-енергетичних систем (випадання з синхронізму);

4. Правила та інструкції з електробезпеки на робочому місці. Інструктажі з електробезпеки

Види	Проводять		Фіксуються
	Місця та умови проведення	Відповідальні за проведення
Вступний	У разі прийняття на роботу.	Головний інженер або начальник служби охорони праці.	У контрольному листку проходження інструктажу.
Первинний	На робочому місці.	Безпосередній виконавець робіт.	У контрольному листку проходження інструктажу.
Повторний	Не менше ніж один раз на півріччя.	Безпосередній виконавець робіт.	В журналі реєстрації проходження інструктажу.
Позаплановий	Проводиться при введенні в дію нових або переглянутих нормативних актів про охорону праці: при зміні технологічного процесу, зміні або модернізації устаткування, вихідної сировини тощо.	Безпосередній виконавець робіт.	В журналі реєстрації проходження інструктажу.
Цільовий	У разі виконання разових робіт, при ліквідації аварії, стихійного лиха; під час екскурсії на підприємство тощо.	Майстер, прораб, начальник цеху.	У наряді-допуску.

Приклад інструкції з електробезпеки наведений у Додатку А.