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Kurzschluss

Eine häufige Art von Kurzschluss tritt auf, wenn die positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie mit einem niederohmigen Leiter wie einem Draht verbunden sind. Bei einem niedrigen Widerstand in der Verbindung fließt ein hoher Strom, wodurch in kurzer Zeit eine große Energiemenge abgegeben wird.Ein hoher Strom, der durch eine Batterie fließt, kann einen schnellen Temperaturanstieg verursachen, der möglicherweise zu einer Explosion mit der Freisetzung von Wasserstoffgas und Elektrolyt (einer Säure oder einer Base) führt, die Gewebe verbrennen und Blindheit oder sogar Tod verursachen kann. Überlastete Drähte überhitzen auch, was die Isolierung des Drahtes beschädigt oder ein Feuer auslöst. Hochstrombedingungen können auch bei Elektromotorlasten unter festgefahrenen Bedingungen auftreten, z. B. wenn das Laufrad einer elektrisch angetriebenen Pumpe durch Schmutz blockiert wird.

In elektrischen Geräten werden unbeabsichtigte Kurzschlüsse normalerweise verursacht, wenn die Isolierung eines Drahtes zusammenbricht oder wenn ein anderes leitendes Material eingeführt wird, wodurch Ladung auf einem anderen Weg als dem vorgesehenen fließen kann.

In Netzstromkreisen können Kurzschlüsse zwischen zwei Phasen, zwischen einer Phase und Neutral oder zwischen einer Phase und Erde (Masse) auftreten. Solche Kurzschlüsse führen wahrscheinlich zu einem sehr hohen Strom und lösen daher schnell eine Überstromschutzvorrichtung aus. Es können jedoch Kurzschlüsse zwischen Neutralleiter und Erdleiter sowie zwischen zwei Leitern gleicher Phase entstehen. Solche Kurzschlüsse können gefährlich sein, zumal sie nicht sofort zu einem großen Strom führen und daher weniger wahrscheinlich erkannt werden. Zu den möglichen Auswirkungen gehört die unerwartete Erregung eines Stromkreises, von dem angenommen wird, dass er isoliert ist. Um die negativen Auswirkungen von Kurzschlüssen zu verringern, sind Netzverteilungstransformatoren absichtlich so ausgelegt, dass sie eine bestimmte Streureaktanz aufweisen. Der Streuwiderstand (normalerweise etwa 5 bis 10% der Volllastimpedanz) hilft, sowohl die Größe als auch die Anstiegsrate des Fehlerstroms zu begrenzen.

Ein Kurzschluss kann zur Bildung eines Lichtbogens führen. Der Lichtbogen, ein Kanal aus heißem ionisiertem Plasma, ist hochleitfähig und kann auch nach dem Verdampfen erheblicher Mengen des ursprünglichen Materials von den Leitern bestehen bleiben. Oberflächenerosion ist ein typisches Zeichen für Lichtbogenschäden. Selbst kurze Lichtbögen können erhebliche Materialmengen von den Elektroden entfernen. Die Temperatur des resultierenden Lichtbogens ist sehr hoch (Zehntausende von Grad), wodurch das Metall auf den Kontaktflächen schmilzt, sich sammelt und mit dem Strom migriert sowie als Feinstaub in die Luft entweicht.