Расчетная и экспериментальная проверка эффективности зануления

Для быстрого автоматического отключения участка сети с зануленными электроприемниками следует соблюсти условие:

I_кз⁽¹⁾ ≥ кI_у,

где I_кз⁽¹⁾ – ток однофазного короткого замыкания в конце данного участка;

к – коэффициент чувствительности защиты (кратности тока);

I_у – ток уставки защитного аппарата данной электрической установки.

Исходя из этого, необходимо, чтобы ток I_кз⁽¹⁾ не менее чем в 3 раза превышал номиналь­ный ток плавкой вставки (ток уставки) I_у защищающего его предохранителя или номинальный ток расцепителя автомата с зависи­мой от тока характеристикой, например, тепловой расцепитель, т. е.

I_кз⁽¹⁾ 3I_у.

Во взрывоопасных помещениях или взрывоопасных наружных электроустановках при использовании предохранителей необходимо выполнить условие:

I_кз⁽¹⁾ 4I_у,

а при использовании автоматов с зависимой характеристикой:

I_кз⁽¹⁾ 6I_у.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), должен обеспечиваться ток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженный на коэффициент, учитывающий разброс (по заводским данным), и на коэффициент запаса 1,1. В случае отсутствия заводских данных при использовании автоматического включателя, имеющего расцепитель с не­зависимой характеристикой (отсечкой), при номинальном токе автомата до 100 А ток однофазного короткого замыкания на зануленной электроустановке должен быть [2]:

I_кз⁽¹⁾ 1,4I_у,

а при номинальном токе более 100 А

I_кз⁽¹⁾ 1,25I_у.

Ток однофазного короткого замыкания для проверки указанных выше соот­ношений:

I_к.з = U_ф/(Z_П + Z_Т),

где U_ф – фазное номинальное напряжение (обычно 220 В);

Z_П – полное сопро­тивление петли фаза-нуль, Ом;

Z_Т – сопротивление фазы трансформатора току однофазного короткого замыкания, Ом.

Полное сопротивление петли фаза-нуль определяют по фор­муле:

,

где n – количество участков линии определенного сечения;

l – длина данного участка линии, м;

R_ф, R_н – удельные активные сопротивления соот­ветственно фазного и нулевого проводников, Ом/км, рассчитывают по формуле:

R = ρ/S,

где ρ – удельное электрическое сопротивление материала: для меди ρ = 18 Ом·мм²/км, для алюминия ρ = 28 Ом·мм²/км;

S – пло­щадь сечения проводника, мм²;

Х_ф, Х_н –удельные внутренние индуктивные сопро­тивления соответственно фазного и нулевого проводников, Ом/км (если проводни­ки выполнены из цветных металлов Х_фи Х_нможно считать равными нулю);

Х_п–удельное внешнее индуктивное сопротивление петли проводников фаза-нуль: для воздушных линий ориентировочно 0,6 Ом/км; для проводки на изоляторах внутри помещений 0,5 Ом/км; для проводки на роликах 0,4 Ом/км; для проводки в трубах 0,15 Ом/км; для кабелей – 0.

Сопротивление фазы трансформатора току однофазного корот­кого замыкания, Ом, при вторичном номинальном напряжении трансформатора 400/230 В можно приближенно рассчитать по формуле:

Z_т = K_т / Р_н ,

где К_т= 26 при схеме трансформатора звезда-звезда с нулем и номинальном пер­вичном напряжении U_н1 = 6...35 кВ; К_т = 7,5при схеме звезда-зигзаг с нулем и U_н1= 6...10 кВ и К_т – 10 при той же схеме и U_н1 — 20...35 кВ;

Р_Н – номиналь­ная мощность трансформатора, кВа.

Если разные участки линии выполнены проводниками неоди­наковых марок, то Z_п вычисляют для каждого участка отдельно, а затем находят их арифметическую сумму.