Elektrická sieť je vynikajúcim flexibilným prostriedkom na dodanie energie do požadovaného bodu a jej použitie v nej na riešenie rôznych problémov. Má však aj vážnu nevýhodu, ktorou je priame pokračovanie zaznamenanej zásluhy. Faktom je, že elektrické siete sú veľmi citlivé na skraty, ktoré sa chápu ako priame pripojenie nulových a fázových vodičov obchádzajúcich zaťaženie. V trojfázových sieťach skrat obsahuje aj rovnaké spojenie dvoch fáz. Takáto udalosť vedie k rôznym nepríjemným následkom a v závažných prípadoch je sprevádzaná požiarom.
Na ochranu pred skratom v moderných domoch sú nainštalované rôzne zariadenia, ktoré monitorujú sieť a v prípade potreby vypnú napájanie z elektrického vedenia. Hovoríme o ističoch, ktoré nahradili zástrčky starého dedka. Výber typu charakteristiky stroja sa vykonáva skratovým prúdom.
Prečo sa môže skratový prúd líšiť v rôznych sieťach?
Zo školského kurzu fyziky je známe, že kombinácia ľubovoľného zdroja elektrickej energie (batéria, autobatéria, elektrický zdroj) sieť atď.) a spotrebiteľ (žiarovka, kanvica, chladnička) môže byť znázornený vo forme ekvivalentného obvodu zobrazeného na obrázku 1. Naľavo od bodkovanej čiary je generátor s elektromotorickou silou E a vnútorným odporom Rin, vpravo je záťaž s odporom Rn.
Vnútorný odpor zdroja sa môže meniť v širokom rozmedzí. Je to významne ovplyvnené:
- výkon distribučného transformátora;
- časť káblových žíl;
- kvalita medi, z ktorej sú tieto žily vyrobené;
- vzdialenosť od panelu k zásuvke.
a oveľa viac.
Experimentálne stanovenie vnútorného odporu
Na stanovenie skutočnej hodnoty Ri budete potrebovať:
- multimetr pre domácnosť;
- tričko alebo akýkoľvek iný rozdeľovač;
- náplň so známym výkonom P = 1 - 2 kW (napríklad žehlička, rýchlovarná kanvica a podobne).
Priame meranie skratového prúdu podľa schémy na obrázku 2 nie je možné z dôvodu, že:
- multimetr, ktorý nie je určený pre prúdy stoviek a tisícov A, vyhorí;
- v prípade neprítomnosti stroja sa vedenie zapáli a roztopí.
Preto to bude trvať nejaký trik, ktorého podstatou je vykonať nasledujúci postup:
- kvôli čistote experimentu znížime zaťaženie siete na minimum odpojením maximálneho možného počtu spotrebiteľov od siete;
- pomocou odpaliska podľa schémy na obrázku 3 pripojte multimetr k sieti, ktorá bola predtým prepnutá do režimu voltmetra, a zafixujte namerané napätie Uxx otvoreného obvodu zdroja (sieť);
- do druhej zásuvky odpaliska spojíme našu záťaž s výkonom P, v dôsledku čoho dostaneme diagram na obrázku 4 a opäť zmeriame napätie Uн;
- urobme jednoduchý výpočet Rin = P * (Uхх - Un) / 220 Ohmov (vezmeme P vo wattoch, samotný výpočtový vzorec sa získa z Ohmovho zákona pre celý obvod).
Výber stroja
Odhadovaný skratový prúd v študovanej sieti bude Isc = Uхх / Rin. Výber ističa sa vykonáva podľa prijatej hodnoty.
Ak výpočet dáva Isc jeden až dva tisíce ampérov alebo viac, potom je nainštalovaný automatický stroj s charakteristikou C, pri prúdoch rádovo 200 A alebo menej je potrebné použiť stroje s charakteristikou typu B.