3. Порядок расчета зануления

1) Вычисляем номинальный ток I_ном по формуле (7.4);

2) Определяем коэффициент кратности тока К по табл. 7.1;

3) Если не задан номинальный ток плавкой вставки I^н_пл.вст, то выбираем его значение по табл. 7.2 таким образом, чтобы выполнялось неравенство (7.3);

4) Определяем ожидаемый ток короткого замыкания I_кзо по формуле (7.2);

5) Определяем полное сопротивление трансформатора Z_т по табл. 7.3 и 7.4;

6) Определяем проводник (магистраль), зануление и его длину, профиль, материал, если это не дано в условиях задачи;

7) Вычисляем значение активного сопротивления фазных проводников R_ф по формуле (7.8);

8) Вычисляем значение активного сопротивления нулевого проводника R_нп по табл. 7.5 и формуле (7.10);

9) Вычисляем значение индуктивного сопротивления фазных проводов X_ф по табл. 7.5 и формуле (7.11), если они стальные. Если фазные проводники медные или алюминиевые, то принимаем Х_ф=0;

10) Вычисление значения индуктивного сопротивления нулевого проводника Х_н.п по табл. 7.5 и формуле (7.11);

11) Вычисляем значение индуктивного сопротивления "петли фаза-нуль" Х_п по формуле (7.12);

12) Проверяем, выполняется ли неравенство (7.5), если оно выполняется, то плавкая вставка или автомат тока сработают и отключат поврежденный участок, в противном случае необходимо произвести перерасчет;

13) Выбираем тип предохранителя по табл. 7.2 (если он не задан).

4. Пример расчета

Задание. Проверить отключающую способность зануления электропитающей установки механического цеха, которая получает электроэнергию от трансформатора D/У_н (Δ/λ) напряжением 10/0,4 кВ, мощностью Р=25 кВ·А. Расстояние от трансформатора до места расположения потребителей энергии L=250 м (0,25 км). Потребитель энергии защищен плавкими вставками.

В качестве фазных проводов используется кабель с медными жилами диаметром d=3,56 мм и сечением 10 мм². Нулевой провод выполнен из стальной шины сечением S_н.п = 20x4 мм² и проложен на расстоянии D=50 см от кабеля.

Решение.

1) Вычисляем номинальный ток I_ном по формуле (7.4)

1_ном = Р_ном/3и_ф = 25000/660 + 37,8 А

2) Определяем коэффициент кратности тока К по табл. 7.1. К=3

3) Выбираем номинальный ток плавкой вставки по табл. №2 с учетом выражений (7.3) и (7.4).

I^н_пл.вст < I_ном = I_ном.гр;

В нашем случае подходит номинальный ток плавкой вставки I^н_пл.вст=35 А.

4) Определяем ожидаемый ток короткого замыкания I_кзо ≥ kI_ном= 3-37,8 А=113,4 А

5) Определяем полное сопротивление трансформатора Z_т по табл. 7.3 Z_т = 0,906 Ом

6) Определяем проводник (магистраль), зануление и его длину. В нашем случае это стальная шина сечением S_ст=20x4 мм² и длиной L_п=250 м (0,25 км)

7) Вычисляем значение активного сопротивления фазных проводников R_ф по формуле (7.8)

R_ф= ρL/S = (0,018·250)/10 = 0,45 Ом

8) Вычисляем значение активного сопротивления нулевого проводника R_нп. Для этого предварительно определяем плотность тока короткого замыкания S по формуле (7.9):

δ = I_кзо/S_п = 113,4/80= 1,42 А/мм²

По этой плотности тока по табл. 7.5 находим r_ω= 3,53 Ом/км. По формуле (7.10) вычисляем значение R_нп = r_ω·L_п= 3,48·0,25 = 0,87 Ом

9) Вычисляем значение индуктивного сопротивления фазного проводника. Так как фазные проводники сделаны из меди, то их индуктивное сопротивление мало и им можно пренебречь. Х_ф= 0

10) Вычисляем значение индуктивного сопротивления нулевого проводника Х_нп, аналогично вычислению R_нп,

х_ω = 2,09 Ом/км; Х_нп, = х_ω - L_п=2,09·0,25 = 0,52 Ом

11) Вычисляем значение индуктивного сопротивления "петли фаза-нуль" Х_п по формуле (7.12)

X_п/L =0,1256 ln2D/d = 0,1256 ln ((2·50·100)/3,56) = 0,66 Ом/км

X_п = L_п·X_п/L = 0,66·0,25 = 0,16 Ом.

12) Проверяем, выполняется ли неравенство (7.2) или (7.3)

Действительный ток короткого замыкания больше ожидаемого тока короткого замыкания, т. е. I_кз > 3I_ном (120 А > 113 А)

13) Если неизвестен тип предохранителя, то по табл. 7.2 подбираем предохранитель типа НПН-60 М на номинальный ток плавкой вставки I^н_пл.вст = 35^ А.

ЛИТЕРАТУРА

1. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергия, 1979.

2. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Лесенко Г. Г. Инженерно-технические средства безопасности труда. Киев: Техника. 1983.

4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). М.: Энергоатомиздат, 1998.

5. ГОСТ 12.1.030-81 * ССБТ "Электробезопасность. Защитное заземление, зануление".