Elektrická síť je vynikajícím flexibilním prostředkem pro dodávání energie do požadovaného bodu a její využití pro různé úkoly. Má však také vážnou nevýhodu, kterou je přímé pokračování uvedené hodnoty. Faktem je, že elektrické sítě jsou velmi citlivé na zkraty, které se chápou jako přímé připojení neutrálních a fázových vodičů, které obcházejí zátěž. V třífázových sítích zahrnuje zkrat také stejné připojení dvou fází. Taková událost vede k různým nepříjemným následkům a v závažných případech je doprovázena požárem.
K ochraně proti zkratu v moderních domech jsou instalována různá zařízení, která monitorují síť a v případě potřeby odpojí napájení. Mluvíme o jističích, které nahradily zástrčky starého dědečka. Výběr typu charakteristik stroje se provádí podle zkratového proudu.
Proč se může zkratový proud lišit v různých sítích?
Ze školního kurzu fyziky je známo, že kombinace jakéhokoli zdroje elektřiny (baterie, autobaterie, elektrický síť atd.) a spotřebitele (lampu, konvici, ledničku) lze znázornit ve formě ekvivalentního obvodu zobrazeného na obrázku 1. Nalevo od tečkované čáry je generátor s elektromotorickou silou E a vnitřním odporem Rin, napravo je zátěž s odporem Rn.
Vnitřní odpor zdroje se může měnit v širokém rozsahu. Je to významně ovlivněno:
- výkon distribučního transformátoru;
- část kabelových žil;
- kvalita mědi, ze které jsou tyto žíly vyrobeny;
- vzdálenost od panelu k zásuvce.
a mnohem víc.
Experimentální stanovení vnitřního odporu
K určení skutečné hodnoty Ri budete potřebovat:
- multimetr pro domácnost;
- tričko nebo jakýkoli jiný rozdělovač;
- náplň se známým výkonem P = 1 - 2 kW (například žehlička, rychlovarná konvice a podobně).
Přímé měření zkratového proudu podle schématu na obrázku 2 je nemožné vzhledem k tomu, že:
- multimetr, který není určen pro proudy stovek a tisíců A, shoří;
- v nepřítomnosti stroje se vedení zapálí a roztaví.
Proto to bude trvat nějaký trik, jehož podstatou je provést následující postup:
- pro čistotu experimentu snížíme zatížení sítě na minimum odpojením maximálního možného počtu spotřebitelů od sítě;
- pomocí odpaliště podle schématu na obrázku 3 připojíme multimetr k síti, která byla dříve přepnuta do režimu voltmetru, a fixujeme měřené napětí Uхх otevřeného obvodu zdroje (síť);
- do druhé zásuvky odpaliště spojíme naši zátěž s výkonem P, v důsledku čehož dostaneme diagram na obrázku 4 a znovu změříme napětí U;
- provedeme jednoduchý výpočet Rin = P * (Uхх - Un) / 220 Ohmů (vezmeme P ve wattech, samotný výpočetní vzorec se získá z Ohmova zákona pro celý obvod).
Výběr stroje
Odhadovaný zkratový proud ve studované síti bude Isc = Uхх / Rin. Výběr jističe se provádí podle přijaté hodnoty.
Pokud výpočet dává Isc jeden až dva tisíce ampér nebo více, je nainstalován automatický stroj s charakteristikou C, při proudech řádově 200 A nebo méně je nutné použít stroje s charakteristikou typu B.