Расчет зануления на отключающую способность
Значение тока короткого замыкания Iк зависит от фазного напряжения сети U и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора zт, фазного проводника zL1, нулевого защитного проводника zPE, внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник — нулевой защитный проводник (петли фаза–нуль) xП, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) r0 и повторного заземления нулевого защитного проводника rП.
Поскольку r0 и rП, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда выражение для тока короткого замыкания Iк в комплексной форме будет иметь вид:
(6.6.1)
где
U- фазное напряжение сети, В;
zт — комплекс полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока (трансформатора), Ом;
zL1 — комплекс полного сопротивления фазного провода, Ом;
zPE — комплекс полного сопротивления нулевого защитного проводника, Ом.
Рис. 6.1. Расчетная схема зануления в сети переменного тока на отключающую способность: а — полная; б, в — упрощенные.
При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания Iк, в которой модули сопротивлений трансформатора и петли фаза – нуль zт и zП складываются арифметически:
(6.6.2)
|
|
|
Некоторая неточность (около 5%) этой формулы ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимой.
Полное сопротивление петли фаза – нуль в действительной форме (модуль) равно:
(6.6.3)
Расчет зануления на отключающую способность является поверочным расчетом правильности выбора проводимости нулевого защитного проводника, а точнее, достаточности проводимости петли фаза – нуль.
Значение zт зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения его обмоток, а также от конструктивного исполнения трансформатора. При расчетах зануления значение zт берется из таблиц.
Значения RL1 и RPE для проводников из цветных металлов (медь, алюминий) определяют по известным данным сечениюS (мм2), длине l (м), и материалу проводников. При этом искомое сопротивление:
(6.6.4)
где ρ — удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018, а для алюминия 0,028 Ом*мм2/м.
Если нулевой защитный проводник стальной, то его активное сопротивление RPE определяется с помощью таблиц, в которых приведены значения сопротивлений 1 км (rw , Ом/км) различных стальных проводников при разной плотности тока частотой 50 Гц.
Для этого необходимо задаться профилем и сечением проводника, а также знать его длину и ожидаемое значение тока КЗ Iк, который будет проходить по этому проводнику в аварийный период. Сечением проводника задаются из расчета, чтобы плотность тока КЗ в нем была в пределах примерно 0,5 – 2,0 А/мм2.
|
|
|
Значения xL1 и xPE медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (около 0,0156 Ом/км), поэтому ими можно пренебречь. Для стальных проводников внутренние индуктивные сопротивления оказываются достаточно большими, и их определяют с помощью таблиц. При этом также необходимо знать профиль и сечение проводника, его длину и ожидаемое значение тока Iк.
Значение xП может быть определено по известной из теоретических основ электротехники формуле для индуктивного сопротивления двухпроводной линии с проводами круглого сечения одинакового диаметра d, м:
(6.6.5)
где ω – угловая скорость, рад/с,
L – индуктивность линии, Гн;
– относительная магнитная проницаемость среды;
µ0=4p *10-7 – магнитная постоянная, Гн/м;
l – длина линии, м;
D — расстояние между проводами линии, м.
При малых значениях D, соизмеримых с диаметром проводов d, т. е. когда фазный и нулевой проводники расположены в непосредственной близости один от другого, сопротивление Xп незначительно (не более 0,1 Ом на км) и им можно пренебречь.
|
|
|
Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют на всей площадке (зоне обслуживания оборудования) равномерно. Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциала основания и его повышением до значений, близких к потенциалу корпуса оборудования. В результате обеспечивается высокая степень защиты от прикосновения к корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, и от шагового напряжения. Поэтому контурное заземление применяют при высокой степени электроопасности и при напряжениях свыше 1000 В.
Устройства защитного отключения (УЗО) — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения человека электрическим током. Опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус, при снижении электрического сопротивления фаз относительно земли ниже определенного предела и по ряду других причин. В этих случаях происходит изменение определенных параметров электрической сети. При выходе контролируемого параметра за допустимые пределы подается сигнал на защитно-отключающее устройство, которое обесточивает установку или электросеть. УЗО должны обеспечивать отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 с. Типы применяемых УЗО разнообразны в зависимости от того, какой параметр электрической сети они контролируют.
|
|
|
Основными элементами всех типов УЗО являются: прибор защитного отключения — совокупность элементов, реагирующих на изменение контролируемого параметра сети (как правило, основным элементом является реле соответствующего типа, например реле напряжения или тока), и автоматический выключатель — устройство, служащее для соединения и разрыва цепей, он автоматически разрывает цепь питания электроустановки при поступлении сигнала от прибора защитного отключения.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 119; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!