Mi az a rövidzárlat?

Lakossági kábelezésnél a kifejezés rövidzárlat alatt bármely olyan helyzetet definiálhatunk, amelyben az áramkör kialakított vezetékében ahelyett, hogy egy váratlan utat irányítanánk, amelynek nincs ellenállása. Alapvetően olyan helyzet, amikor az elektromos áram "szivárog" a kialakított vezetékeken kívül, és ott áramlik, ahol nem szándékozik. A "rövidzár" kifejezés valóban meglehetősen pontos, mivel ez a véletlen, véletlen út valóban egy áramkör, azaz "rövidebb", mint egy szabványos áramkör - az áramáram megkerüli az áramköri vezetékeket, hogy rövidebb utat hozzon létre a végső felé cél.

E meghatározás szerint a fold hiba technikailag rövidzárlat egyik típusának tekinthető, amelyben a forró vezetékben lévő áram rövidebb földelési utat talál. A villanyszerelő lakossági kábelezésének világában azonban a rövidzár kifejezést általában annak a helyzetnek a leírására használják, amikor egy forró vezeték közvetlenül érinti a semleges huzal.

• A fold hiba akkor fordul elő a lakossági áramkörökben, amikor egy forró huzal érintkezésbe kerül a földvezetékkel vagy egy földelt elemmel, például egy fémdobozzal, és az elektromosság azonnal áramlik a földbe. Óriási mennyiségű áram áramlik földhiba során - elegendő ahhoz, hogy áramütés és tüzet okozjon. Az áramütés veszélye akkor lép fel, ha valaki érintkezik azzal a földi útval, amelyen keresztül az áram áramlik.
• A rövidzárlat akkor fordul elő, amikor a forró vezeték kapcsolatba lép a semleges huzal ellenálló teher áthaladása nélkül. Rövidzárlat során hatalmas mennyiségű áram is áramlik, és elegendő hőt képes generálni a tűz elindításához, de ez ritkán okoz áramütést. Ennek oka nem az, hogy az áram az elektromos áramkörön marad, és nem szivárog ki, mint amikor földhiba jelentkezik. Ez azonban nem azt jelenti, hogy a rövid nem okozhat sérüléseket.

Megmutathatja rövidzárlatát egy 6 voltos akkumulátorral, rövid hosszúságú 12-es méretű elektromos vezetékkel és egy pár szigetelt fogóval. Hajlítsa a huzalt U-alakba, amely lehetővé teszi, hogy mindkét oldalán megérintse az akkumulátor csatlakozói ugyanabban az időben. Fogja meg a vezetéket a fogóval és érintse meg a sorkapcsokat. Az akkumulátor állapotától függően valószínűleg szikrázik, és amikor eltávolítja a huzalt, észreveszi, hogy mind az akkumulátor, mind az akkumulátor forró. (jegyzet: Ne hajtsa végre ezt a kísérletet nagyobb akkumulátorral, például egy 12 voltos autóakkumulátorral, mert az károsodhat.)

Rövidzárlatot hozott létre azáltal, hogy alacsony ellenállású utat biztosít az elektromosság számára az akkumulátor érintkezői között. Az egyenáram rezisztív hőt generált a vezetékben, és ha ugyanez történne a 120 voltos váltakozó áramú otthoni áramkörben, akkor a hő valószínűleg elegendő lett volna a huzalszigetelés megolvasztásához. Ez veszélyes, de nem olyan veszélyes, mint az elektromos ív, amely a vezetékek között bekövetkezett volna.

A rövidzárlatokkal kapcsolatos legnagyobb veszély az elektromos ív, akkor fordul elő, amikor a vezetők valójában nem érintik meg, de elég közel vannak ahhoz, hogy az elektromosság átugorhassa őket elválasztó légrésen. A keletkező szikra alapvetően villámlás, és hasonlóan a villámláshoz nevetségesen magas hőmérsékletre is felmelegíti a levegőt, mint a nap felszínén. Elpárologtathatják a fémet, így az ívvaku közelében bárki súlyosan megsérülhet vagy meghalhat.

A lakossági áramkörökben lévő forró vezeték az elektromos töltést az áramforrásról továbbítja, a semleges vezeték pedig a töltést a forráshoz továbbítja. A forró vezetékben található áram folyamatosan visszatér a forráshoz vagy a földhöz, az útvonal mentén a forró és semleges áramköri vezetékek, valamint az ehhez csatlakoztatott lámpák, világítótestek vagy készülékek hozza létre áramkör. Mindaddig, amíg ez az áram a szigeteléssel védett vezetékekre korlátozódik, nem merül fel probléma. A villamos energiát hatékonyan megszelídítik az olyan vezetékek, amelyek ellenállnak az ellenőrizetlen áramlásnak.

Minden elektromos készülékhez elektromos áram szükséges ahhoz, hogy munkát végezzen, és ez a munka elektromos ellenállással jár, amely korlátozza az áramlást. De ha a forró huzal egy teher áthaladása nélkül érinti a semleges vezetéket, akkor az ellenállás hirtelen nagyon alacsonyra válik, és ez az áram áramlását nagyon nagysá teszi.

• Műszaki megjegyzés: Mivel a lakókörben a (V) feszültség állandó 120 volt, az áram (I) és az ellenállás (R) inverz kapcsolatban van az Ohmi törvény szerint, V = IR.

Ez a hirtelen akadálytalan áramlás a forró vezetékről a semleges útvonalra, amelyet ellenálló terhelés nélkül megszakít, az az rövidzárlat. Rövidzárlati helyzet több oka lehet:

• A forró és semleges vezetékeket elválasztó szigetelés már életkorától vékonyan viselhető, lehetővé téve a vezetékek érintkezését.
• A rosszul csatlakoztatott forró vagy semleges vezeték meglazulhat a világítótestről vagy a konnektorból, és megérinti a másikot.
• Nedves dugaszon az elektromos áram az egyik oldalról a másikra áramolhat a vízen keresztül.
• Egy elektromos huzal sérülést szenvedhet, amely kiteszi a vezetékeket, és lehetővé teszi, hogy a forró vezeték megérintse a semleges vezetéket.
• A készülék belső vezetéke hibás lehet, amely lehetővé teszi a belső forró vezeték és a semleges vezeték érintését. Ha egy lámpát vagy más készüléket csatlakoztat, és szikra vagy megszakító megszakítót tapasztal, előfordulhat, hogy a készülék rövidzárlatot okoz.

Rövidzárlat esetén általában szikrák vannak, mivel a vezetékek nem érintkeznek állandóan. A szikra elegendő hőt generál ahhoz, hogy megolvassza a műanyag eszközöket, például a kimeneteket, a kapcsolókat és a dugókat, és a közelben gyúlékony anyagokat gyújtson meg.

Minden háznak van megszakító panele, és a megszakítókat úgy tervezték, hogy észleljék a rendellenesen magas áramot és kikapcsolják az áramellátást. Ha egy áramkör rövid, a megszakító kiold, és nem állíthatja vissza, amíg meg nem találja a rövidzárot és kijavítja. A GFCI (földzárlati áram-megszakító) kimenetet vagy megszakítót elsősorban az áram észlelésére tervezték földi hibákkal összefüggő rendellenességek, de ez, mint minden megszakító, rövidzárlat esetén is leáll bekövetkezik.

Ezen eszközök egyike sem olyan érzékeny a rövidzárlatra, mint az AFCI (ívhiba-megszakító) kimenet vagy megszakító. A rövidzárból történő íve általában szakaszos, és egy GFCI-t vagy egy hagyományos megszakítót hiányozhat. Az AFCI-t azonban arra tervezték, hogy észlelje az ív által okozott speciális jel-rendellenességet, és azonnal leáll. Ezen okból kifolyólag az elektromos kódex egyre inkább megköveteli az AFCI üzletkötéseket az otthoni és kereskedelmi létesítmények stratégiai helyszínein. Sok gyártó most kínál GFCI / AFCI kombinált aljzatokat és megszakítókat.

Ha ellenőrizni tudja egy ívvillanás közben keletkező hőt, akkor különféle célokra felhasználhatja. Ez az elv az ív és ellenállás hegesztés.

Egy alapvető ívhegesztési körben a hegesztendő fém - a munka - vezetékkel van csatlakoztatva egy energiaforráshoz, amelyhez a hegesztő rúd is csatlakozik. Amikor a hegesztő a rúdot elég közel mozgatja a munkához, rövidzárlat következik be, amely villamos áramot okoz a rúd és a munka között. Ez 6500 fok (Fahrenheit) hőmérsékletet generál, amely elég meleg ahhoz, hogy a fém megolvadjon, így egy másik fémdarabhoz megolvadhat, amely szintén az ív tartományban van.

Az elektromos ívet a legkorábbi izzókban használták, amíg az izzószálak helyébe nem kerültek. Még mindig használják néhány modern izzólámpában, amikor különösen fényes fényforrásra vagy olyanra van szükség, amely közel áll a napfényhez. Az ív színe az elektróda anyagaitól függ, így a kutatók elemezni tudják egy elektródapár által létrehozott ív spektrumát az elektródák anyagának azonosítása érdekében.

Ezek és más alkalmazások azt mutatják, hogy a rövidzárlat által okozott elektromos ív okozhat veszélyt, ám ez nem mindig rossz.