Расчет защитного зануления

Схем зануления:

Расчет защитного зануления - student2.ru

Рис.18

1 - корпус однофазного приемника тока; 2 - корпус трехфазного приемника тока;
3 - предохранители; 4 - заземлители; Iк - ток однофазного короткого замыкания;
Ф - фазный провод; Uф - фазное напряжение; HР - нулевой рабочий проводник;
HЗ - нулевой защитный проводник; КЗ - короткое замыкание

Следует отметить, что при случайном пробое изоляции и замыкании фазы на корпус, в цепи развивается ток короткого замыкания Iк. При этом предохранитель перегорает, и установка отключается от сети.

Цель расчета зануления – определить сечение нулевого провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты и плавких вставок в зависимости от параметров сети и нагрузки.

Ток короткого замыкания должен превышать ставку защиты. Расчетная величина тока короткого замыкания определяется из выражения:

Расчет защитного зануления - student2.ru (1)

Yном – номинальный ток плавкой вставки, А;

Расчет защитного зануления - student2.ru - ток короткого замыкания, А;

U - фазное напряжение, В; Z т– сопротивление трансформатора, Ом;

Zn – сопротивление петли « Фаза-нуль»

Сопротивление петли «Фаза-нуль» определяется по формуле

Расчет защитного зануления - student2.ru (2)

Rф – активное сопротивление фазного провода, Ом;

Rн – активное сопротивление нулевого провода, Ом;

Хn – индуктивное сопротивление петли «Фаза-нуль»

Для медных и алюминиевых проводов активное сопротивление определяется по формуле: Расчет защитного зануления - student2.ru (3)

Rф – сопротивление провода, Ом; Расчет защитного зануления - student2.ru - удельное сопротивление провода, Ом*м;

S – площадь поперечного сечения провода, м2

Активное сопротивление стальных проводников определяется по формуле: Расчет защитного зануления - student2.ru (4)

Rн – активное сопротивление нулевого провода выполненного из стали, Ом;

Расчет защитного зануления - student2.ru - активное сопротивление стальных проводов, Ом/м;

Расчет защитного зануления - student2.ru – длина проводника, м.

Индуктивное сопротивление петли «Фаза-нуль» определяется по формуле:

Расчет защитного зануления - student2.ru (5)

Xn - индуктивное сопротивление петли «Фаза-нуль», Ом;

Хф – реактивное сопротивление фазного провода, Ом;

Хн – реактивное сопротивление нулевого провода, Ом;

Расчет защитного зануления - student2.ru – сопротивление взаимоиндукции между фазным и нулевым проводами, Ом.

Индуктивные сопротивления медных и алюминиевых проводов малы, и ими можно пренебречь. Для стальных проводов активные и реактивные сопротивления принимаются по справочным таблицам при соответствующих плотностях тока. Сопротивление взаимоиндукции между проводами определяется по формуле: Расчет защитного зануления - student2.ru (6)

Расчет защитного зануления - student2.ru – сопротивление взаимоиндукции, Ом; Расчет защитного зануления - student2.ru - угловая частота, рад/с; Расчет защитного зануления - student2.ru - магнитная проницаемость воздуха, равная 4*10-7 Гн/м;

Расчет защитного зануления - student2.ru – длина линии, м; d – расстояние между проводами, м; D – диаметр провода, м.

Необходимо рассчитать площадь сечения стального провода зануления. Для этого необходимо рассчитать активное сопротивление нулевого провода, выполненного из стали - Rн. Из формулы №2 получаем :

Rн= Расчет защитного зануления - student2.ru

Длина медных проводов – 70 м., площадь сечения медных проводов – 19,63м2.

Суммарное сопротивление всех приборов установленных в доме Zт=0,18

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя: Yн=100

Длина стального провода зануления – 10м.

Определяем сопротивление фазного провода :

Rф=0,018*10-6*(100/3,14*10-6)= 0,57 Ом.

Из формулы №1, принимая наименьшее допустимое для срабатывания защиты Yк=3*Yн, находим: Zn= Расчет защитного зануления - student2.ru = Расчет защитного зануления - student2.ru =0.673

При нахождении Xn принимаем Расчет защитного зануления - student2.ru =0.6*10-3* Расчет защитного зануления - student2.ru =6*10-3Ом. Поскольку фазный провод медный, принимаем Хф=0. Значение плотности тока, для данного проекта δ=1*106А/м.

Введём дополнительную переменную dпр – приведенное значение диаметра стального проводника, примем dпр=5мм, Sпр=19,63 мм2 ,причем расчетное значение S должно быть больше либо равно Sпр.

Из таблицы находим хωпр=8,65*10-3 Ом/м, тогда искомое внутреннее сопротивление равно Хн= хωпр* Расчет защитного зануления - student2.ru = =8,65*10-3*10=86,5*10-3 Ом.

Xn=86,5*10-3+6*10-3=92,5*10-3 Ом.

Находим Rн= Расчет защитного зануления - student2.ru =0,09 Ом.

rω= Rн/ Расчет защитного зануления - student2.ru =0,009

Выбираем проводник с диаметром сечения 6мм и площадью 28, 27мм2.

Вывод: для зануления необходимо использовать стальной провод сечением 6мм, и длиной 10 м.

Наши рекомендации