مفهوم جریان اتصال کوتاه در برق

جریانی که در اثر اتصال کوتاه در مدار برق جاری می شود، جریان اتصال کوتاه می گویند و می تواند در یک لحظه (چند میلی ثانیه)، هزاران بار بزرگتر از جریان نامی مدار باشد.

اتصال کوتاه چیست؟

 اتصال کوتاه مداری است که باعث ایجاد مسیری با امپدانس پایین شده و جریان به راحتی از آن عبور می کند. در واقع اتصال کوتاه یک مسیر ارتباطی ناخواسته بین دو قسمت از یک مدار الکتریکی است. به عبارت دیگر، اتصال کوتاه ارتباط ناخواسته بین دو گره با ولتاژهای متفاوت می باشد. و باعث عبور جریان بیش از حد مجاز از مدار می شود و می‌تواند منجر به آسیب مدار، گرمای بیش‌ از اندازه، آتش یا انفجار (سیم یا قطعات) گردد.

 مفهوم اتصال کوتاه مدار

به تعریف دیگر، زمانی که دو یا چند هادی از فازهای مختلف خط برق، ترانسفورماتور قدرت و یا هر المان قدرتی دیگری با هم تماس پیدا کنند، قسمتی از امپدانس از مدار خارج شده و جریان بسیار بزرگی از فاز بدون خطا عبور می کند، که به آن جریان اتصال کوتاه می گویند. جریان اتصال کوتاه تاثیر امپدانس در مدار را کاهش داده در حالی که جریان در مدار افزایش می یابد.

آسیب های ناشی از جریان اتصال کوتاه را می توان با استفاده از تجهیزاتی مانند فیوزها، قطع کننده های مدار و دیگر محافظ های اضافه بار کاهش داده و یا از بروز آنها جلوگیری به عمل آورد.

مضرات جریان اتصال کوتاه ها مدار

۱ – عبور جریان بسیار زیاد باعث گرم شدن بیش از حد و در نهایت آتش گرفتن تجهیزات می شود.

۲-  عبور جریان اتصال کوتاه از قسمت های مداری که دچار خطا شده، باعث ایجاد نیروهای الکترودینامیکی شده که می تواند باعث آسیب دیدن و نابودی تجهیزات، همچنین قطع شدن کابل ها یا تغییر شکل دائمی باسبارها شود.

از دیگر خطراتی که ناشی ازجریان اتصال کوتاه می باشد می توان به آرک فلش اشاره کرد ارک فلش نوعی تخلیه الکتریکی است که همانند نوعی انفاجار است. و صدمات ناشی از وقوع آن بسیار خطرناک است.. در آرک فلش جریان الکتریکی از درون هوا  عبور می کند.  

عواقب این امر می تواند حرارت بیش از حد ؛ سوختگی؛ برق گرفتگی و انفجار تجهیزات  باشد .  برای پیشگیری از آرک باید تجهیزات را طوری طراحی کرد که این امر بروز نکند.  و  در صورت رخداد باید برای روریایی با این حادثه آماده بود.

البته هرچقدر که از تجهیزات و لباس های حفاظتی خاص در هنگام کار استفاده شود  باز هم نمی توان به طور کامل  با انفجار و آتش سوزی ناشی از آرک مقابله کرد. شدت آسیب های وارده توسط آرک به مدت زمان آن و همچنین به میزان گرمای ایجاد شده و سطح تماس پوستی با آن وابسته است . بررسی نتایج آزمایشات در رابطه با لطمات  ناشی از آرک نشان داده شده است که بیشترین آسیب ها در گردن ، صورت و دست ها به وجود می آید.

که می تواند نتایج جبران ناپذیری برای فرد داشته باشد. حرارت به وجود آمده توسط آرک می تواند بافت پوست را به سرعت تخریب و  گاهی موجب مرگ شود.

بیشتر بخوانید : آشنائی با مواد اولیه سیم و کابل XLPE

عوامل ایجاد جریان اتصال کوتاه در خانه :

اتصال کوتاه ها می توانند ریشه مشکلات مختلفی باشند. در اینجا به بررسی جریان اتصال کوتاه های رایج در خانه میپردازیم:

۱-  عایق معیوب :

عایق فرسوده و یا آسیب دیده سیم های فاز و نول را در دسترس قرار داده که عامل اتصال کوتاه می باشد. برخورد ناخن و یا پیچ کاری، و همچنین عمر کابل سبب می شود که روکش و یا عایق سیم آسیب دیده و باعث ایجاد اتصال کوتاه گردد.

۲-  اتصالات سست :

اینگونه اتصالات می تواند باعث تماس سیم های نول و فاز گردند. محکم کردن سیم های معیوب سخت بوده و گاها مجبور هستید که با سیم های برق دار کار کنید.

۳- حیوانات :

حیواناتی مانند موش ها و سنجاب ها گاها سیم ها را می جوند، این کار باعث می شود سیم های فازو نول با هم برخورد کرده و اتصال کوتاه رخ دهد.

۴ – لوازم الکتریکی خانگی :

لوازم خانگی قدیمی یا معیوب می توانند با گذشت زمان احتمال ایجاد جریان اتصال کوتاه ها رابیشتر کنند. اتصال کوتاه های لوازم خانگی در قسمت دو شاخه ها، سوکت ها و یا در کنار تجهیزات رخ دهد. بهتراست که تکنسین های مربوطه، تجهیزات بزرگ مانند اجاق ها و ماشین ظرف شویی را از نظر احتمال اتصال الکتریکی مورد بازدید قرار دهد.

عوامل ایجاد اتصال کوتاه در شبکه

در یک شبکه به یکی از دلایل زیر ممکن است جریان اتصال کوتاه اتفاق افتد: دلایل مکانیکی مانند برخورد تجهیزات خارجی به هادی ها، برخورد حیوانات به هادی ها و … اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و رعد و برق شکست عایق بین هادی ها به دلایل حرارتی، رطوبت و خوردگی

هر زمان که در شبکه قدرت جریان اتصال کوتاه رخ می دهد، جریان بسیار زیادی به سمت مدار جاری می شود. . در لحظه اول شروع خطا، جریان خطا به بیشترین مقدار خود می رسد و سپس به میزانی که به آن حالت ماندگار می گویند، کاهش می یابد. در طول خطا، جریان به طور مداوم تغییر می کند و پدیده ای که مشاهده می شود، پدیده گذرا می باشد.

واژه گذاربه یک رویداد موقت گفته شده که برای مدت کوتاهی به طول می انجامد. ناحیه ای که در آن جریان بسیار زیاد بوده اما به سرعت افت می کند، جریان زیر گذرا گفته می شود. جریان ثابت، جریان خطایی است که پس از اتمام مرحله گذرا، در مدار جاری می شود.