Kaj je kratek stik?

V stanovanjskem ožičenju izraz kratek stik lahko definiramo kot vsako situacijo, v kateri se tok v vzpostavljenem ožičenju vezja preusmeri v nepričakovano pot, ki nima upora. V bistvu gre za situacijo, ko električni tok "pušča" zunaj vzpostavljenega ožičenja in teče tam, kjer ni predviden. Izraz "kratek stik" je pravzaprav precej natančen, saj je ta nenamerna, naključna pot res vezje, ki je "krajši" od običajnega vezja - tokovni tok obide žice vezja in tako vzpostavi krajšo pot do njegove končne konice cilj.

Po tej definiciji a napaka na tleh tehnično lahko gledamo kot na eno vrsto kratkega stika, pri katerem tok v vroči žici najde krajšo pot do tal. Vendar pa je v svetu električarskih stanovanjskih ožičenj ponavadi izraz kratki stik, ki opisuje situacijo, ko se vroča žica neposredno dotakne nevtralen žica.

• A napaka na tleh se zgodi v stanovanjskem krogotoku, ko se vroča žica dotakne ozemljitvene žice ali ozemljenega elementa, kot je kovinska škatla, in nato električna energija takoj teče v tla. Ogromna količina toka med zemeljsko napako - dovolj, da povzroči električni tok in požar. Nevarnost električnega toka se pojavi, če je oseba v stiku s tisto zemeljsko potjo, skozi katero teče tok.
• A kratek stik se pojavi, ko vroča žica pride v stik z nevtralen žica, ne da bi šla skozi uporovno obremenitev. Ogromna količina toka teče tudi med kratkim stikom in lahko ustvari dovolj toplote, da začne požar, vendar le redko povzroči električni tok. Razlog za to ni v tem, da tok ostane znotraj električnega tokokroga in ne pušča, kot se zgodi, ko pride do napake v ozemljitvi. Vendar to ne pomeni, da kratek ne more povzročiti poškodb.

Kratek stik lahko pokažete sami s 6-voltno baterijo, kratko dolžino 12-palčne električne žice in parom izoliranih klešč. Žico upognite v obliko črke U, ki ji omogoča, da se dotika obeh priključki akumulatorja ob istem času. Držite žico s kleščami in se dotaknite sponk. Glede na stanje baterije boste verjetno opazili iskrenje, ko odstranite žico, boste opazili, da sta tako baterija vroča. (Opomba: Ne delajte tega eksperimenta z večjo baterijo, kot je 12-voltna avtomobilska baterija, ker se lahko poškoduje.)

Kratek stik ste ustvarili tako, da ste zagotovili pot nizkega upora, da bi električna energija tekla neposredno med priključki akumulatorja. Enosmerni tok ustvarja uporovno toploto v žici, in če bi se isto zgodilo tudi v vašem 120-voltnem napajalnem omrežju, bi toplota verjetno zadostovala za taljenje izolacije žice. To je nevarno, vendar ne tako nevarno kot električno obokanje, ki bi prišlo med žicami.

Največja nevarnost, povezana s kratkim stikom, je električna obloka, ki nastane, ko se prevodniki dejansko ne dotikajo, vendar so dovolj blizu, da lahko elektrika skoči čez zračno režo, ki jih ločuje. Nastale iskre so v osnovi strele in podobno kot strele lahko segrejejo zrak do smešno visokih temperatur, primerljivih s tistimi na sončni površini. Kovino lahko izhlapijo, zato se lahko vsak, ki je blizu obloka, resno poškoduje ali ubije.

Vroča žica v stanovanjskih tokokrogih prenaša električni naboj iz vira napajanja, nevtralna žica pa napolni nazaj do vira. Električna energija v vroči žici se nenehno poskuša vrniti v vir ali v ozemljitev po poti vzporedno z žicami vročega in nevtralnega tokokroga ter vsemi svetilkami, svetilkami ali napravami, priključenimi nanje vezje. Dokler je ta tok omejen na žice, zaščitene z izolacijo, ni težav. Električna energija je učinkovito ukrojena z ožičenjem, ki nudi odpor do nenadzorovanega pretoka električne energije.

Vsaka električna naprava zahteva električno energijo, ki vključuje električni upor, ki omejuje trenutni pretok. Če pa se vroča žica dotakne nevtralne žice, ne da bi prešla skozi tovor, upor nenadoma postane zelo nizek, zaradi česar je tok zelo visok.

• Tehnična opomba: Ker je napetost (V) v stanovanjskem vezju konstantna 120 voltov, imata tok (I) in upor (R) obratno razmerje po Ohmovem zakonu, V = IR.

Kratek stik je ta nenadni neoviran tok iz vroče žice na nevtralno pot, ki ga prekinja nobena odporna obremenitev. Do kratkega stika lahko pride iz več razlogov:

• Izolacija, ki ločuje vroče in nevtralne žice, se lahko nosi starostno tanka, kar omogoča, da žice vzpostavijo stik.
• Slabo povezana vroča ali nevtralna žica se lahko odlepi iz svetlobne napeljave ali vtičnice in se dotakne druge.
• Na mokrem vtiču lahko elektrika potuje iz ene na drugo progo skozi vodo.
• Električna žica lahko poškoduje žice, vroči pa se lahko dotakne nevtralne.
• Notranje ožičenje naprave je lahko okvarjeno, zaradi česar se lahko dotakneta notranje vroče in nevtralne žice. Če vklopite svetilko ali drugo napravo in občutite iskre ali prekinjen odklopnik, se lahko na sami napravi pojavi kratek stik.

Ponavadi se pri iskanju pojavijo iskre, saj žice niso v stalnem stiku. Iskre proizvajajo dovolj toplote za taljenje plastičnih naprav, kot so vtičnice, stikala in vtiči, in vžiganje vnetljivih materialov v bližini.

Vsaka hiša ima ploščo odklopnikov, odklopniki pa so zasnovani tako, da zaznajo nenavadno visok tok toka in izklopijo napajanje. Če ima vezje kratek, se odklopnik odklopi in ga ne boste mogli ponastaviti, dokler ne najdete kratkega in ga popravite. Vtičnica ali odklopnik GFCI (prekinitev toka ozemljitve) je v prvi vrsti zasnovan za zaznavanje toka nepravilnosti, povezane z napakami v tleh, vendar se bo, tako kot vsi odklopniki, tudi pri kratkem stiku izklopil nastopi.

Nobena od teh naprav ni tako občutljiva na kratek stik, kot je vtičnica AFCI (prekinjalec napake ob loku) ali odklopnik. Oboroženje iz kratkega stika je ponavadi prekinitveno, zato ga lahko pogreša GFCI ali običajni odklopnik. AFCI pa je zasnovan tako, da zazna specifično anomalijo signala, ki jo povzroči obogatitev, in se izklopi takoj, ko se zgodi. Zaradi tega električna koda vedno pogosteje zahteva prodajalne AFCI na strateških lokacijah v domovih in poslovnih obratih. Številni proizvajalci zdaj ponujajo kombinirane vtičnice in odklopnike GFCI / AFCI.

Če lahko nadzirate toploto, ustvarjeno med lokom, ga lahko uporabljate v različne namene. To je načelo za lokom in odporno varjenje.

V osnovnem obločnem varilnem vezju je kovina, ki jo je treba variti - delo - z žico povezana z virom energije, na katerega je tudi varilna palica. Ko varilec premakne palico dovolj blizu dela, pride do kratkega stika, ki povzroči lok električne energije med palico in delom. To ustvarja temperature v območju od 6.500 stopinj Fahrenheita, ki so dovolj vroče, da lahko kovino stopijo, da se lahko zlije na drug kos kovine, ki je tudi v območju loka.

Električno obokanje je bilo uporabljeno v najzgodnejših žarnicah, dokler ga niso nadomestile žareče nitke. Še vedno se uporablja v nekaterih sodobnih žarnicah z žarilno nitko, kadar je potreben posebno svetel vir svetlobe ali tisti, ki natančno približa svetlobo soncu. Barva loka je odvisna od materialov elektrode, zato lahko raziskovalci analizirajo spekter loka, ki ga ustvari par elektrod, da prepoznajo materiale v elektrodah.

Te in druge aplikacije kažejo, da so lahko kratki stiki vzrok za električno obstreljevanje nevarni, vendar ni vedno slabo.