短路、过载、瞬态电阻。防火措施

什么是短路以及造成短路的原因

布线短路最常发生的原因是由于机械损坏、老化、暴露在潮湿和腐蚀性环境中以及不当的人为行为导致导电部件的绝缘受到破坏。当有短路时它会增加 安培数，并且已知释放的热量与电流的平方成正比。因此，如果在短路时电流会增加 20 倍，那么释放的热量会增加约 400 倍。

对电线绝缘的热效应会急剧降低其机械和介电性能。例如，如果以电工纸板（作为绝缘材料）在20℃时的电导率为一个单位，那么在30、40和50℃的温度下将分别增加4、13和37倍。绝缘热老化最常发生的原因是电网过载，电流超过给定类型和导线横截面的长期允许值。例如，对于纸质绝缘的电缆，其使用寿命可根据著名的“八度法则”来确定：温度每升高8℃，绝缘层的使用寿命减少2倍。聚合物绝缘材料也容易发生热降解。

由于出现表面泄漏，水分和腐蚀性环境对电线绝缘的影响会显着恶化其状况。产生的热量使液体蒸发，在绝缘层上留下盐迹。当蒸发停止时，漏电流消失。反复暴露在水分中，重复该过程，但由于盐浓度增加，电导率增加得如此之多，以至于即使在蒸发结束后漏电流也不会停止。此外，还会出现小火花。随后，在泄漏电流的影响下，绝缘层碳化，失去强度，这会导致局部电弧表面放电的出现，从而点燃绝缘层。

电线短路的危险表现为以下可能的电流表现： 点燃电线和周围可燃物体和物质的绝缘层；当被外部点火源点燃时，电线绝缘层传播燃烧的能力；短路时形成熔融金属颗粒，点燃周围可燃物（熔融金属颗粒的膨胀速度可达11米/秒，其温度为2050-2700℃）。

当电线过载时也会出现紧急模式。由于用电器选择不当、接通或故障，流过导线的总电流超过标称值，即电流密度增加（过载）。例如，当40A的电流流过三根串联的等长截面积不同的导线时——10； 4和1mm2，它的密度就会不同：4、10和40A/mm2。最后一根电流密度最大，因此功率损耗最大。10 mm2 的导线会稍微发热，4 mm2 的导线温度会达到允许水平，并且横截面为 1 mm2 的电线的绝缘层只会燃烧。

短路电流与过载电流有何不同

短路和过载之间的主要区别在于，对于短路，绝缘破坏是紧急模式的原因，而过载则是其后果。在某些情况下，由于紧急模式持续时间较长而导致的电线和电缆过载比短路更容易引起火灾。

导线的基材对过载情况下的点火特性有重大影响。比较APV和PV品牌电线在过载模式下的火灾隐患指标对比，铜导线的电线绝缘着火概率高于铝线。

观察到相同模式的短路。铜线电路中电弧放电的燃烧能力高于铝线。例如，壁厚为2.8mm的钢管用截面为16mm2的铝丝和截面为6mm2的铜丝燃烧（或点燃其表面的可燃物） .

电流倍数由短路或过载电流与给定导体横截面的连续允许电流之比决定。

带有聚乙烯护套的电线和电缆，以及在其中敷设电线和电缆时的聚乙烯管道，发生火灾的风险最大。从火灾的角度来看，聚乙烯管中的布线比乙烯基塑料管中的布线具有更大的危险性，因此聚乙烯管的应用领域要窄得多。超载在私人住宅楼中尤其危险，通常情况下，所有用户都由一个网络供电，保护装置通常不存在或仅设计用于短路电流。在高层住宅中，也没有什么可以阻止居民使用更大功率的灯或打开总功率大于网络设计功率的家用电器。

在电缆设备（触点、开关、插座等）上，标明了电流、电压、功率的极限值，在端子、连接器和其他产品上，还标明了所连接电线的最大横截面。要安全地使用这些设备，您必须能够破译这些标签。

例如，开关标记为 «6.3 A； 250 V «, 在墨盒上 -» 4 A; 250 伏； 300 W «, 和扩展 -splitter -» 250 V; 6.3 A «,» 220 V。 1300 W «,» 127 V, 700 W «.《6.3 A》警告说，通过开关的电流不能超过6.3 A，否则开关会过热。对于任何较低的电流，开关都是合适的，因为电流越低，触点发热越少。 «250 V» 字样表示该开关可用于电压不超过 250 V 的网络。

如果将 4 A 乘以 250 V，则得到 1000 瓦，而不是 300 瓦。如何将计算值与标签相关联？我们必须从权力开始。在 220 V 电压下，允许电流为 1.3 A (300: 220)；电压为 127 V — 2.3 A (300-127)。 4 A 的电流对应于 75 V (300: 4) 的电压。铭文“250 V； 6.3 A « 表示该设备专为电压不超过 250 V、电流不超过 6.3 A 的网络而设计。将 6.3 A 乘以 220 V，我们得到 1386 W（1300 W，四舍五入）。 6.3A 乘以 127V，我们得到 799W（700W 四舍五入）。问题来了：这样四舍五入不危险吗？这并不危险，因为四舍五入后您会得到较低的功率值。如果功率较小，则触点发热较少。

当电流由于接触连接的瞬态电阻而流过接触连接时，电压下降，功率和能量被释放，导致接触件发热。电路中电流的过度增加或电阻的增加会导致触点和引线的温度额外升高，这可能会引起火灾。

在电气装置中，使用永久触点连接（锡焊、焊接）和可拆卸（用螺钉、插头、弹簧等）和开关装置的触点——磁力启动器、继电器、开关和其他专门设计用于关闭和打开电气装置的装置电路，即它们的换向。在从入口到电力接收器的内部电力网络中 电 负载流过大量的触点连接。

在任何情况下都不应断开联系链接……前段时间对内部网络设备进行的研究表明，在所有检查过的联系人中，只有 50% 符合 GOST 的要求。当负载电流流过质量较差的接触连接时，每单位时间会释放大量热量，热量与电流的平方（电流密度）和触点实际接触点的电阻成正比。

如果热触点与可燃材料接触，它们可能会着火或烧焦，并且电线的绝缘层可能会着火。

接触电阻的大小取决于电流密度、触点的压缩力（电阻面积的大小）、制成触点的材料、触点表面的氧化程度等。

为了降低触点中的电流密度（从而降低温度），有必要增加触点的实际接触面积。如果接触面用力压在一起，接触点的小结节就会被轻微压扁。正因为如此，接触单元区域的尺寸将增加，额外的接触区域将出现，电流密度、接触电阻和接触热将降低。实验研究表明，接触电阻与扭矩（压缩力）的大小之间存在反比关系。扭矩降低两倍，截面积为4mm2的APV导线或两根截面积为2.5mm2的导线的接触连接电阻增加4-5倍。

为了从触点中移除热量并将其消散到环境中，需要进行具有一定质量的触点和冷却表面。特别注意电线的连接位置及其与电接收器输入设备触点的连接。在电线的活动端，使用了各种形状的耳和特殊的夹子。接触的可靠性由传统垫圈、弹簧加载和法兰确保。 3-3.5年后，接触电阻增加约2倍。由于电流对触点的短期周期性影响，触点的电阻在短路期间也会显着增加。试验表明，带有弹性弹簧垫圈的接触接头在受到不利因素影响时具有最大的稳定性。

不幸的是，“节约冰球”非常普遍。垫圈应由黄铜等有色金属制成。钢垫圈采用防腐涂层保护。