2.7. Розрахунок струмів однофазного короткого замикання.

В мережах до 1кВ з глухо заземленою нейтраллю повинно бути виконано занулення - металевий зв'язок захищаємих частин електроустановки з джерелом живлення. При пошкодженні ізоляції в установці з глухозазамленою нейтраллю виникає струм однофазного короткого замикання:

де: U_ф – фазна напруга мережі;

– повний опір петлі фаза - нульовий провідник;

Z_т - повний опір трансформатора при замиканні на корпус, значення приведені в табл. 2.6.3.

Табл.2.6.3.

Потужність трансформатора, кВА	40	63	100	160	250	400	630	1000
Розрахунковий опір, Zт ,Ом	0,65	0,413	0,26	0,162	0,104	0,065	0,043	0,027

Струм короткого замикання по петлі фаза-нульовий провідник, повинен привести до миттєвого відключення пошкодженої ділянки, для цього кратність струму короткого замикання до струму уставки автоматичного вимикача (номінального струму теплового розчіплювала або плавкої вставки ближнього запобіжника) повинна нормуватись згідно ПУЕ по табл. 2.6.4.

Табл.2.6.4.

Вид захисного апарату	Кратність в приміщеннях з нормальними умовами	Кратність в приміщеннях з нормальними умовами
Запобіжники	3∙Іном.пл.вст.	4∙Іном.пл.вст.
Автоматичні вимикачі із зворотно- залежною характеристикою	3∙Іном.т.р.	6∙Іном.т.р.
Автоматичні вимикачі з електромагнітним розчіплювачем	1,4∙Іном.т.р. при Іном.≤100А; 1,25∙Іном.т.р. при Іном>100А	1,4∙Іном.т.р. при Іном.≤100А; 1,25∙Іном.т.р. при Іном>100А

Табл.2.6.5.

Повний опір кола однофазного короткого замикання з врахуванням активних та індуктивних опорів петлі "фазна-жила-алюмінієва оболонка" трижильних кабе-лів з паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці Z_n в Ом/км

Переріз жил в мм2	Марки кабелів
	АГ, АБ	ААГ, ААБ,	Ашв	ААШв
	Матеріал жил
	мідь	алюміній	мідь	алюміній
6	5,02	7,71	4,98	7,67
10	3,33	4,95	3,31	4,92
16	2,35	3,36	2,31	3,33
25	1,81	2,46	1,79	2,44
35	1,39	1,85	1,37	1,83
50	1,09	1,42	1,07	1,40
70	0,84	1,07	0,83	1,06
95	0,67	0,84	0,66	0,83
120	0,57	0,71	0,56	0,70
150	0,42	0,53	0,44	0,54
185	0,36	0,45	0,36	0,45
240	0,31	0,37	0,29	0,36

Табл.2.6.6.

Повний опір кола однофазного короткого замикання з врахуванням активних та індуктивних опорів петлі "фазна жила-нульова жила" чотирижильних кабелів з паперовою ізоляцією Zn в Ом/км

Кількість жил та переріз в мм2	Без врахування провідності свинцевих та алюмінієвих оболонок		З урахуванням провідності алюмінієвої оболонки
	Матеріал жил
	мідь	алюміній	мідь	алюміній
3х4+1х2,5	14,83	25,3	-	-
3х6+1х4	9,5	16,22	4,74	7,49
3х10+1х6	6,09	10,39	3,06	4,73
3х16+1х10	3,71	6,33	2,01	3,08
3х25+1х16	2,34	4	1,38	2,1
3х35+1х16	2,08	3,55	1,06	1,57
3х50+1х25	1,37	2,34	0,78	1,16
3х70+1х25	1,24	2,12	0,61	0,87
3х95+125	0,9	1,53	0,48	0,69
3х120+1х35	0,85	1,44	0,41	0,58
3х150+1х1х50	0,61	1,04	0,31	0,45
3х185+1х50	0,58	0,99	0,27	0,37

Табл.2.6.7.

Повний опір кола однофазного короткого замикання з врахуванням активних та індуктивних опорів петлі "фазна-нульовий провід" проводок, що виконані про-водами або кабелями з гумовою або пластмасовою ізоляцією, що прокладені пучком в оболонках без врахування провідності металевих оболонок Z_n в Ом/км

Переріз одножильних проводів або чотирижильних кабелів мм2		Матеріал проводів (жил)		Переріз одножильних проводів або жил чотирижильних кабелів в мм2		Матеріал проводів (жил)
фазного	нульового	мідь	алюміній	фазного	нульового	мідь	алюміній
2,5	2,5	17,38	29,64	50	16	1,8	3,06
4	2,5	14,12	24,08	50	25	1,3	2,22
4	4	10,86	18,52	70	25	1,18	2,01
6	4	9,04	15,43	70	35	0,93	1,59
6	6	7,22	12,34	95	35	0,85	1,45
10	6	5,78	9,88	95	50	0,67	1,13
10	10	4,34	7,41	120	35	0,8	1,37
16	10	3,53	5,92	120	70	0,49	0,84
25	10	3,04	5,19	150	50	0,58	0,99
25	16	2,23	3,70	150	70	-	0,82
35	10	2,79	4,77	185	50	0,56	0,95
35	16	1,98	3,35	185	95	-	0,59

Табл.2.6.8.

Повний опір кола однофазного короткого замикання з врахуванням активних та індуктивних опорів петлі "фазна-нульовий провід" з урахуванням провідності стальної труби проводок, що виконані проводами з алюмінієвими жилами з гу-мовою та пластмасовою ізоляцією, що прокладені в стальних електрозварюва-льних (тонкостінних) трубах в Ом/км

Переріз проводів в мм2		Зовнішній діаметр та товщина стінки труби в мм
		20х1,6		26х1,8		32х2		47х2
фазного	нульового	Величина струму однофазного короткого замикання в А
		100	200	100	200	100	200	100	200
2,5	2,5	17,93	17,36	17,64	16,89	-	-	-	-
4	2,5	12,44	11,85	12,21	11,36	11,66	11,14	-	-
6	2,5	9,41	8,8	9,07	8,3	8,61	8,08	8,14	7,5
6	4	9,1	8,59	8,81	8,16	8,42	7,95	8	7,46
10	6	-	-	6,17	5,58	5,82	5,41	5,44	4,94
16	10	-	-	-	-	4,1	3,76	3,79	3,35
25	10	-	-	-	-	-	-	3,2	2,65
35	16	-	-	-	-	-	-	2,5	2,11

Табл.2.6.9.

Повний опір кола однофазного короткого замикання з врахуванням активних та індуктивних опорів петлі "фазна-нульовий провід" повітряної лінії, що викона-на голими алюмінієвими проводами , в Ом/км

Переріз фазного проводу в мм2	Переріз нульового проводу в мм2
	16	25	35	50
16	4,86	-	-	-
25	4,01	3,18	2,76	2,43
35	3,59	2,76	2,53	2,01
50	3,25	2,43	2,01	1,69
70	-	2,21	1,78	1,47
95	-	2,07	1,66	1,35

Розрахунок занулення зводиться до визначення опору фазних та нульових провідників, підрахунку струмів короткого замикання та порівняння кратності струму короткого замикання з нормуючою величиною.

Наприклад, потрібно перевірити надійне відключення автоматичного вимикача відгалуження при однофазному короткому замиканні в самій віддаленій точці, на однолінійній схемі малюнок 2.5.1 визначаємо, що самою віддаленою буде розподільча шафа стенду обкатки двигунів, що заживлена кабелем ВВГ-3х185+1х95мм² довжиною 17м і захищається автоматичним вимикачем МССВ1-400/3 з І_т.р. = 350 А. Визначаємо повний опір петлі фаза – нуль (додаток 20-23):

Z_n = Z_оп∙L;

де: Z_оп – повний питомий опір кабелю (з додатку 20);

L – довжина кабельної лінії.

Z_n = 0,58∙0,017 = 0,01Ом;

Z_т = 0;

І_к = 220/0,01 = 22000 А;

Перевіряємо умову надійного спрацювання автоматичного вимикача відгалу-ження до розподільчої шафи:

І_к.з. ≥ 3∙І_т.р.;

22000 ≥ 3∙350 = 1050А.

Умова виконується.