اتصال کوتاه در یک مدار در واقع به وجود آمدن یک مسیر ارتباطی به صورت ناخواسته بین دو بخش از یک مدار الکتریکی می‌باشد. همان زمانی که یک انفجار در مدار الکتریکی پیش می‌آید که حتما شاهد آن بوده‌اید، اتصال کوتاه به وقوع پیوسته است. در این مطلب می‌خواهیم به بررسی جریان اتصال کوتاه در مدار برق بپردازیم.
اتصال کوتاه چیست؟
اتصال کوتاه درمدار، مسیری با امپدانس پایین پدید می‌آورد و ارتباطی ناخواسته بین دو گره ایجاد می‌شود که ولتاژهای متفاوتی دارند و جریان به راحتی و بیش از حد مجاز از مدار عبور می‌کند. این جریان باعث صدمه دیدن مدار و تولید گرمای بیش از اندازه و انفجار می‌شود.
این اتفاق در عرض چند میلی ثانیه رخ می‌دهد و جریانی بسیار بزرگ‌تر ازجریان اصلی مدار جاری می‌گردد. اتصال کوتاه معمولا در زمان وقوع طوفان اتفاق می‌افتد که احتمال افتادن درختان و برخورد آن‌ها با خطوط برق وجود دارد.
وقتی چند هادی از فازهای متفاوت خطوط برق، ترنسفورماتور و یا هر قسمتی با هم اتصال پیدا کنند، بخشی از امپدانس از دست می‌رود و مقدار جریانی بسیار بالا از فاز عبور می‌کند. در واقع هنگام اتصال کوتاه، امپدانس در مدار کاهش پیدا می‌کند و میزان جریان عبوری افزایش می‌یابد. احتمال آسیب‌هایی که از اتصال کوتاه به مدار برق وارد می‌شوند را می‌توان با استفاده از ابزارآلاتی مانند فیوز، قطع‌کننده مدار و محافظ اضافه بار کاهش داد.
دلایل وقوع اتصال کوتاه
عایق آسیب‌دیده و معیوب
وقتی عایق سیم مدارمعیوب باشد، سیم‌های فاز و نول در دسترس قرار می‌گیرند و موجب اتصال کوتاه می‌شود. عمر سیم در میزان آسیب‌دیدگی عایق آن موثر است. اگر پیچی در محل سیم‌کشی استفاده شده باشد هم می‌تواند به عایق آسیب برساند و منجر به اتصال کوتاه در مدار شود. این ایراد ممکن است در اثر جونده شدن حیواناتی مانند موش رخ دهد.
اتصالات سست
اگر اتصالات سیم سست و شل باشد، خطر اتصال کوتاه وجود خواهد داشت. در صورت وجود هرگونه سستی در سیم‌ها با برق‌کار تماس بگیرید و خود به تنهایی دست به ترمیم آن نزنید.
سیم‌کشی وسایل خانگی
وقتی لوازم برقی را از طریق دو شاخه به سوکت دیواری متصل می‌کنید، آن را وارد مدار ساختمان کرده‌اید. لذا اگر سیم‌کشی آن وسیله دچار مشکل شده باشد، منجر به بروز مشکل در کل مدار خواهد شد.
مضرات اتصال کوتاه در مدار
جریان عبوری بیش از اندازه مجاز، منجر به گرم شدن زیاد و آتش‌سوزی می‌شود.
اتصال کوتاه، نیروهای الکترودینامیکی ایجاد می‌کند. این نیروها می‌توانند آسیب‌هایی جدی به وسایل وارد کنند.
آرک فلش هم اتفاقی است که احتمال وقوع آن در اثر اتصال کوتاه بسیار زیاد است و صدمات جبران‌ناپذیری برجای می‌گذارد.
اتصال کوتاه در شبکه
در شبکه نیز احتمال بروز اتصال کوتاه هست که دلایل آن را در زیر بررسی می‌کنیم:
- وسایل خارجی یا حیوانات با هادی‌ها برخورد داشته باشند.
- عایق بین هادی‌ها به دلایل متفاوت حرارتی، خوردگی یا رطوبت شکسته باشد.
- ولتاژ اضافه ناشی از صاعقه.
وقتی اتصال کوتاه در در یک شبکه روی دهد، میزان زیادی جریان در مدار جاری می‌گردد. در شروع این پروسه، جریان بیشترین مقدار خود را دارد و بعد به حالتی ماندگار در می‌آید و کاهش پیدا می‌کند. جریانی که به صورت مداوم تغییر می‌کند را پدیده‌ای گذرا می‌نامند. زیرا این تغییرات برای مدت کوتاهی باقی می‌مانند. وقتی جریان از شدت بسیار زیاد ناگهان افت می‌کند، پدیده زیرگذرا روی می‌دهد.
در زیر به بررسی انواع اتصال‌های کوتاهی که در شبکه احتمال رخ دادن را دارند بررسی می‌کنیم.
اتصال کوتاه سه فاز به هم
شدیدترین مدل اتصال کوتاه، همین اتصال سه فاز است که در آن سه فاز به هم یا سه فاز به نول و زمین برخورد می‌کنند. این نوع اتصال کوتاه بسیار کم اتفاق می‌افتد.
اتصال کوتاه فاز به فاز
زمانی که دو فاز به هم برخورد کنند، این نوع اتصال رخ می‌دهد که تقریبا 15 درصد اتصال‌های کوتاه از این نوع است.
اتصال کوتاه فاز به زمین
هنگام برخورد یکی از فازها به زمین، این نوع اتصال کوتاه پیش می‌آید. اغلب اتصالات کوتاه از این نوع هستند.
اتصال کوتاه دو فاز به هم و زمین
وقتی دو فاز به هم و به زمین برخورد می‌کنند، این نواع اتصال رخ می‌دهد.