4. Методика расчета зануления на отключающую способность

6.4.1. Цель расчета – определение такого сечения нулевого защитного проводника, при котором ток короткого замыкания (I_к) в заданное число раз (k) превзойдет номинальный ток аппарата защиты (I_ном.за), что обеспечит селективное отключение поврежденного потребителя в заданное короткое время.

6.4.2. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

• по номинальному току (мощности) зануляемой электроустановки определить и выбрать сечения фазного и нулевого защитного проводников, обеспечивающие необходимую проводимость петли фаза-нуль;

• выбрать тип и параметры защитного аппарата, обеспечивающие быстрое и надежное отключение поврежденного участка электрической сети при замыкании фазы на зануленный корпус электроустановки.

6.4.3. Схема сети к расчету зануления на отключающую способность приведена на рис.6.2 , где:

Тр	Трансформатор;
РЩ-1	Распределительный щит;
РЩ-2	Распределительный щит, питающий осветительную нагрузку;
АВ	Автоматический выключатель;
ЭД-1, ЭД-2	Электродвигатели
ПР	Предохранитель;
1	Питающий магистральный кабель;
2	Кабель-ответвление к электродвигателю;
3	Линия, питающая осветительный щит РЩ-2;
4	Нулевой защитный проводник.

ПР

2

2

3

РЩ-2

380/220ВРЩ-1

l_3,S₃

l_2,S₂

Росв.

п·ЭД-1

п·ЭД-2

ЭД-1

ЭД-2

1

l_1,S₁

4

ПР

R₀

Рис.6.2. Схема сети к расчету зануления на отключающую способность.

6.4.4. Для обеспечения надежного отключения поврежденного электроприемника в минимальное время, необходимо выполнение двух условий – 6.1 и 6.2:

	или

Расчет выполняется исходя из условия (6.2) и проверяется на выполнение условия (6.1).

6.4.5. Расчет величины тока короткого замыкания (I_к).

Значение I_к зависит от фазного напряжения сети U_ф и сопротивлений цепи, в том числе, от полных сопротивлений трансформатора Z_Т и петли (контура) фазный проводник – нулевой защитный проводник (петли фаза – нуль, Z_п) и может быть рассчитано по формуле для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания:

, A

(6.3)

Значение Z_T зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения его обмоток, а также от конструктивного исполнения трансформатора. Последовательность определения Z_T приводится в 6.5.4.

Полное сопротивление петли фаза-нуль Z_П в действительной форме (по модулю) равно :

, Ом (6.4)

где -активное сопротивление соответственно фазного и нулевого защитного проводников, Ом. Определение приведено в 6.5.8;

X_П - индуктивное сопротивление петли фаза-нуль.

Индуктивное сопротивление петли фаза-нуль X_П определяется выражением:

X_{П =} X_Ф + X_НЗ + X_вз (6.5)

где X_Ф , X_НЗ - индуктивные сопротивления соответственно фазного и нулевого защитных проводников;

X_вз - внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль (сопротивление взаимоиндукции между фазным и нулевым проводами).

Для медных и алюминиевых проводников X_Ф , X_НЗ сравнительно малы (около 0,0156 Ом/км), поэтому ими можно пренебречь.

Внешнее индуктивное сопротивление X_вз зависит от расстояния между проводами (D) и их диаметра (d). Поскольку d изменяется в незначительных пределах, влияние его также незначительно. Следовательно, X_вз зависит в основном от D (с увеличением расстояния растет сопротивление). Поэтому в целях уменьшения внешнего индуктивного сопротивления петли фаза-нуль нулевые защитные проводники прокладываются совместно с фазными или в непосредственной близости от них. При малых значениях D, соизмеримых с диаметром проводов d , т.е. когда фазный и нулевой проводники расположены в непосредственной близости один от другого, сопротивление X_вз незначительно (не более 0.1 Ом/км) и им можно пренебречь.

Тогда расчетная формула (6.3) принимает вид:

(6.6)

6.4.6. Для выбора аппарата защиты определяют величину номинального тока плавкой вставки I_{ном.вст.} , исходя из максимального рабочего тока в цепи I_max с учетом пускового тока электродвигателя I_пуск.. Последовательность определения I_{ном.вст.} и выбора аппарата защиты приведена в 6.5.5.

6.4.7. Проверка надежности отключения поврежденного электроаппарата.

Если значения расчетного тока короткого замыкания I_K и номинального тока выбранного аппарата защиты I_{ном.з.а.} удовлетворяют условию (1): I_K I_{ном.з.а.} , нулевой защитный проводник выбран правильно, т.е. отключающая способность системы обеспечена.

6.4.8. Таким образом, расчет зануления на отключающую способность является поверочным расчетом правильности выбора проводимости нулевого защитного проводника, а точнее, достаточности проводимости петли фаза-нуль.