مفهوم جریان اتصال کوتاه در برق

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.

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 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.

اتصال کوتاه ها مدار به دو دلیل مضر می باشند: 

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.

عوامل ایجاد اتصال کوتاه در خانه :

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

پردازیم:

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 فاز

و 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 اتصال کوتاه ها را

بیشتر کنند. اتصال کوتاه های لوازم خانگی در قسمت دو شاخه ها، سوکت ها و یا در کنار تجهیزات رخ دهد. بهتر

است 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

۱- در یک شبکه به یکی از دلایل زیر ممکن است اتصال کوتاه اتفاق افتد:

۲- دلایل مکانیکی مانند برخورد تجهیزات خارجی به هادی ها، برخورد حیوانات به هادی ها و …

۳- اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و رعد و برق

۴- شکست عایق بین هادی ها به دلایل حرارتی، رطوبت و خوردگی

هر زمان که در شبکه قدرت اتصال کوتاه رخ می دهد، جریان بسیار زیادی به سمت مدار جاری می شود. بزرگی

جریان اتصال کوتاه در شکل زیر نشان داده شده است. 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 گذار

به 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.

انواع اتصال کوتاه هایی که ممکن است در شبکه رخ دهد:

۱- اتصال کوتاه سه فاز به هم ( یا سه فاز به نول و زمین )

۲-اتصال کوتاه فاز به فاز (دو فاز به هم)

۳- اتصال کوتاه فاز به زمین

۴- اتصال کوتاه دو فاز به هم و زمین

◊ اتصال کوتاه سه فاز به هم ( یا سه فاز به نول و زمین ):

در این نوع اتصال کوتاه، سه فاز با هم برخورد می کنند. این اتصال کوتاه در اکثر موارد شدیدترین نوع اتصال کوتاه می

باشد اما این اتصال کوتاه خیلی کم اتفاق می افتد (تقریباً ۵% اتصال کوتاه هایی که پیش می آید از نوع سه فاز

است)، از آنجا که در این اتصال کوتاه شرایط شبکه متقارن باقی می ماند، محاسبه جریان اتصال کوتاه در این نوع

اتصالی ساده تر و آسان تر از بقیه انواع اتصال کوتاه می باشد.

◊ اتصال کوتاه فاز به فاز (دو فاز به هم):

در این نوع اتصال کوتاه، دو فاز به هم برخور می کنند، تقریباً ۱۵% اتصال کوتاه هایی که پیش می آید از نوع فاز به

فاز است.

◊ اتصال کوتاه فاز به زمین :

در این نوع اتصال کوتاه، یکی از فازها به زمین ( مثلاً بدنه همبند شده تجهیزات ) برخورد می کند. این نوع اتصالی

بیشترین نوع اتصال کوتاه است و تقریباً ۸۰ درصد اتصالی هایی که در شبکه پیش می آید از نوع فاز به زمین است.

در اکثر موارد کمترین سطح جریان اتصال کوتاه در این نوع خطا پیش می آید.