Физика нагрева
Согласно закону Джоуля-Лоренца «Количество теплоты, выделяемое в единицу времени, пропорционально произведению квадрата силы тока на участке и сопротивлению проводника».
Далее всё просто:
Если на участке цепи увеличивается сила тока, то выделяемое тепло увеличивается по квадрату тока, то есть очень сильно. Без аварийной ситуации, сила тока в цепи может увеличиться при повышении потребляемой мощности, например, вы включили в сеть мощный бытовой прибор или включили много бытовых приборов в одну розетку. Это первая причина нагрева проводов.
Увеличение выделяемого тепла может быть связано с увеличением сопротивления участка протекания тока. Это свойство используется во всех электрических нагревателях, где нагреваются спирали с высоким сопротивлением. В проводке увеличение сопротивления участка может быть связано с ослаблением или окислением электрических контактов при присоединении проводником или их соединении друг с другом.
Эти две причины, значительное увеличение потребляемой мощности и ослабление электрических контактов в цепи, являются основными причинами нагрева проводников и причина, почему греется проводка, скорее всего в них. Можно почитать: Основные электрические опасности в доме
Почему греется провод
Участок трассы, покрытый фотоэлектрическими панелями, позволит зарабатывать до $15 в год на выработке энергии ПЕКИН, 22 декабря. /ТАСС/. Покрытая фотоэлектрическими панелями автотрасса в китайском городе Цзинань (административный центр провинции Шаньдун, Восточный Китай) позволит зарабатывать на выработке электроэнергии около $15 в год с каждого кв. метра. Как сообщила в пятницу газета China Daily, ввод в эксплуатацию состоится до конца года. Солнечные батареи покрывают одну полосу и обочину на одном из участков обводного шоссе города. Их общая протяженность составляет 1,12 километра, а площадь фотоэлектрических панелей достигает 5 870 кв. метров. Согласно расчетам, пиковая мощность этого отрезка трассы составит 817,2 кВт. После ввода в эксплуатацию эта электроэнергия будет отводится в энергосеть города. «1 кв. метр фотоэлектрической дороги может зарабатывать по меньшей мере 100 юаней (около $15) в год выработкой электричества», — заявил изданию главный инженер проекта, профессор университета Тунцзи (город Шанхай) Чжан Хунчао. «Однако гораздо больше прибыли можно получить посредством услуг, которые покрытие может предоставлять при участии третьих сторон», — указал он. «Среди них, беспроводная зарядка электромобилей, а также услуги по навигации беспилотных авто», — сказал куратор проекта. Он отметил, что к настоящему времени организатор проекта достиг договоренности с американской корпорацией Qualcomm о предоставлении технологии по беспроводной зарядке движущихся по трассе электрокаров в течение двух-трех лет. По данным разработчиков, с экономической точки зрения солнечные панели не уступают привычному бетону и асфальту. Они могут выдержать движение по ним всех видов транспорта, а срок их службы составляет 20 лет. В сентябре компания построила тестовый участок этой дороги протяженностью 160 метров и площадью 600 кв. метров в центре города. Выработанная фотоэлектрическими панелями энергия подавалась на расположенные поблизости зарядные станции для электромобилей. В 2006 году США приступили к изучению технологии по строительству автотрасс с встроенными фотоэлектрическими элементами. В 2014 году первая подобная дорога была сконструирована в Нидерландах: ее длина и ширина составили, соответственно, 70 метров и 2 метра. Однако она была доступна только для пешеходов и велосипедистов. Первая автотрасса с фотоэлектрическими панелями была построена во Франции — ее длина достигала 1 километра. https://tass.ru/ekonomika/4834329 *** Совсем взбесились, кляты коммуняки — уже дороги солнечными панелями мостят. Вот, что 9 грамм чудотворящие делают. Или как там в Китае с жуликами и ворами поступают? Вешают? Поджаривают? Да не суть, это детали, главное принцип. А вот если бы они там демократией занимались, то вместо дороги из солнечных панелей был бы у них сейчас какой-нибудь китайский Гру Ди Нин, рекомендованный для выдвижения на выборы в качестве альтернативы китайскому Пу Ти Ну — и на этом все. *** Пока дикие и фантастически алчные туземные диктаторы и деспоты воюют, чтобы продать лишний литр нефти и газа, развитые страны тестируют технологии, которые придут в недалеком будущем. И которые сделают нефть и газ обычным товаром, а не стратегическим ресурсом. Россия все более прочно заваливается в кювет на обочине цивилизации. Получив подарок с неба в виде неоправданно высоких цен на нефть и сорвав совершенно случайный джек-пот, наши невежественные руководители спустили его, как алкоголик, выигравший в лотерею, и пропивший выигрыш за считанные месяцы. Все инвестиции в будущее — это виллы и замки в Европах и спортивные мегалиты заброшенных циклопических Стоунхенджей на нашей территории. По сути, эти нео-Колизеи, поклеванные бакланами — единственное, что в итоге останется от путинской мафиозной цивилизации. И пустая труба. Ничего другого после воров и бандитов не будет.
Но все равно главной темой в России остается: есть ли жизнь после Путина? Если не он, то кто нас, сиротинушек, спасет от страшного Майдана. Хотя постановка вопроса должна быть принципиально иной: кто, наконец, сможет сформулировать и запустить проект возвращения страны на подобающее ей место среди передовых и развитых в технологическом отношении держав. Не Путин точно. Он уже продемонстрировал свои способности и они, прямо скажем, не впечатляют. Рассовать по карманам друзей созданное трудом поколений — дело нехитрое. То есть, профессиональные навыки карманников, конечно, нужны, чтобы жертва даже не почувствовала, как ей взрезают кошелек — тут как раз с мастерством у нынешних все в полном порядке. С остальным не очень.
А если греется нулевой провод?
Редкий случай, когда начинает нагреваться нулевой провод в электрическом щитке. Например, при недавней прокладке резистивного кабеля для обогрева пола в квартире. Следует знать, что на нулевом проводнике нет опасного для жизни потенциала, а его температура должна быть в пределах комнатной, но никак не выше.
Что может стать причиной такого нагрева?
- При неравномерном распределении токов. Это означает, что на рабочем ноле сила тока превышает ток, который проходит по фазам. Саморегулирующиеся кабеля, которые используют для обогрева труб, из-за своей мощности приводят к такому результату. При этом ноль может не только перегреваться, но и отгореть.
- Плохой контакт нулевого провода с нулевой шиной. Сопровождается неприятным потрескивающим звуком и искрением. Достаточно подтянуть контакт или проверить ближайшее место скрутки и проблема будет устранена.
- Подключение электрических приборов, напрямую влияющих на частоту. Это: индукционные печи, импульсные потребители, нагревательные кабели, источники освещения на основе светодиодов и др.
Последствия некачественного контакта нулевого провода
Вышеперечисленные неисправности часто являются последствием одной проблемы – плохого контакта. Конечно, существуют и другие причины: низкое качество кабеля, несоответствие автоматического выключателя, старая проводка и многое другое. Но самое распространённое, это контакт, который оказывает препятствие проходящей по проводнику электрической энергии.
Чтобы избежать последствий чрезмерного нагрева кабеля, необходимо периодически проверять соединения в электрощитовых и распределительных коробках, по мере необходимости – подтягивать или дожимать скрутки, или клеммные колодки.
Причины плохих контактов
Выделим несколько причин плохих контактов в электропроводке.
- Неправильное соединение проводников.
- Эксплуатационное ослабление винтовых зажимов.
- Некачественное установочное изделие.
- Нарушение правил подключения.
Неправильное соединение проводников
О неправильном соединении проводников поговорим в следующей статье. Здесь замечу, что предпочтительнее использовать для соединения двух проводников специальные клемники.
Эксплуатационное ослабление винтовых зажимов
Со временем, любой не поджимаемый винтовой зажим, ослабевает. Для электропроводки рекомендуемый срок подтяжки контактов в щитах 6-8 лет (ведомственная инструкция). Такой же срок можно применить к протяжке контактов в розетках и выключателях.
Избежать протяжки винтовых контактов поможет использование аппаратов и изделий с без винтовыми подключениями. Контакты у таких устройств постоянно поджимаются пружиной.
Некачественное установочное изделие
Плохое качество покупаемой розетки, выключателя, аппарата защиты может быть причиной плохого контакта подключения.
Нарушение правил подключения
Подключая розетку, выключатель, автомат защиты, нужно строго соблюдать правила подключения. Например:
- При подключении шлейфа розеток, используйте для перемычек шлейфа, провода одинакового сечения. Это исключит перекос контакта;
- Если необходимо подключить на контакт провода разного сечения, делайте на конце проводов кольца для подключения под контакт. Такое подключение требует покупки установочных изделий с отсутствием пожильного ввода;
- Не подключайте больше проводов, чем предусмотрено в инструкции к устройству. Например, смотрим розетку Legrand. Сама конструкция розетки говорит, что на один контакт нельзя подключать более двух проводов (пожильный ввод).
Статьи по теме: Алюминиевая проводка: плюсы, минусы, мифы, что ждет впереди
Особое внимание нужно уделить подключению автоматов и устройств защиты. Подробно об этом тут, а здесь кратко. Если посмотреть на контакты автоматов зашиты различных производителей, то увидим, что есть плоские контакты (например, IEK), а есть полукруглые (например, ABB). Также у двухполюсных и трехполюсных автоматов ABB есть две контактные группы, одна под гребенку, вторая под провод. О чем это говорит.
- В автомат защиты с полукруглым контактом можно, по инструкции производителя, вставлять только один провод.
- В автомат защиты с прямым контактом можно вставлять, как один, так и два провода.
- Для соединения автоматов шлейфом, лучше использовать гребенки соединений.
- Затягивать контакты на автоматах и устройствах защиты нужно с нагрузкой по инструкциям производителей. Обычно, 2,8 Н/м.
Основные причины нагрева кабелей и проводов
Чтобы понять причину нагрева электрической проводки, необходимо вспомнить азы электротехники. Электрический ток – это упорядоченное движение свободных электронов, на пути которых возникают другие атомы вещества. Определённое количество таких атомов называется электрическим сопротивлением. При слишком большом сопротивлении, увеличивается температура материала.
Пример надёжно затянутых проводов
Данный принцип успешно применяется, например, в водонагревателях. В других бытовых приборах или электрической сети необходимо наоборот, снизить нагрев проводников – довести его до номинального уровня.
Основные причины нагрева кабелей и проводов:
- Главная причина, почему происходит нагрев провода – это выбор его неправильного сечения. При выборе малого сечения проводов, что преследует практически всех горе-электриков, и неизменной силе тока, происходит быстрое повышение температуры кабеля. Такой же принцип в водопроводных трубах – чем больше диаметр, тем больший напор воды.
- Перегрев линии возникает при неправильном монтаже. Например, незначительное короткое замыкание, на которое не срабатывает автоматический выключатель с завышенными номинальными параметрами. Автомат не размыкает линию – кабель продолжает греться, и через некоторое время прогорает.
- Некачественное место соединения или окисление контактов. Очень быстро окисляются алюминиевые провода, места соединения которых следует проверять чаще медных. Чтобы не беспокоиться за качество скрутки, лучше воспользоваться специальными клеммниками или тщательно пропаять кабели.
- Использование кабеля или провода низкого качества. Сейчас рынок электротехники стремительно наполняется продукцией из Кореи и Китая, качество которой оставляет желать лучшего. Такой кабель, даже при правильном монтаже, сам по себе может стать причиной нагрева и возгорания.
Способы решения проблемы
Итак, существует разница между тем, что нагревается электропроводка в доме или же шнур от бытовой техники. В связи с этим и технология ремонта будет отличаться. Чтобы вам был понятнее материал, рассмотрим на отдельных примерах, что и как нужно делать.
Если вы заметили, что греется провод от водонагревателя либо стиральной машины, первым делом необходимо определить, как происходит нагрев: в одном определенном месте или по всей длине. Чаще всего нагревается вилка, подключенная в розетку. Это связано с тем, что между клеммами розетки и питающими проводами электропроводки плохой контакт. Из-за этого происходит нагрев клемм розетки, и все тепло переходит к электрической вилке. Помимо плохого контакта причиной неисправностей может быть слабая розетка (к примеру, рассчитана на 10 А). Дело в том, что мощные электроприборы: плита, бойлер, обогреватель, да даже некоторые чайники нормально функционируют только при подключении к 16-амперной розетки или же напрямую от щитка (если мощность превышает 3,5 кВт). Как вы уже сами догадываетесь, 10-амперная розетка не выдержит высокие нагрузки и начнет нагреваться, расплавится (как на фото ниже) и после чего через короткий промежуток времени может произойти короткое замыкание.
