К расчету зануления на отключающую способность

Значение тока короткого замыкания I_к зависит от фазного напряжения сети U и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора z_т, фазного проводника z_L1, нулевого защитного проводника z_PE, внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) фазный проводник — нулевой защитный проводник (петли фаза–нуль) x_П, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) r₀ и повторного заземления нулевого защитного проводника r_П.

Поскольку r₀ и r_П, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда выражение для тока короткого замыкания I_к в комплекс (издание второе, исправленное и дополненное) ной форме будет иметь вид:

,

где U- фазное напряжение сети, В; z_т — комплекс (издание второе, исправленное и дополненное) полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока (трансформатора), Ом; z_L1 — комплекс (издание второе, исправленное и дополненное) полного сопротивления фазного провода. Ом; z_PE — комплекс (издание второе, исправленное и дополненное) полного сопротивления нулевого защитного проводника, Ом.

При расчете зануления допустимо применять приближенную формулу для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания I_к, в которой модули сопротивлений трансформатора и петли фаза – нуль z_т и z_П складываются арифметически:

.

Полное сопротивление петли фаза – нуль в действительной форме (модуль) равно:

Значение z_т зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения его обмоток, а также от конструктивного исполнения трансформатора. При расчетах зануления значение z_т берется из таблиц.

Значения R_L1 и R_PE для проводников из цветных металлов (медь, алюминий) определяют по известным данным сечению s, мм², длине l, м, и материалу проводников. При этом искомое сопротивление:

,

где r — 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 R_PE 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 I_к, 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 x_L1 и x_PE 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 I_к.

Значение x_П может быть определено по известной из теоретических основ электротехники формуле для индуктивного сопротивления двухпроводной линии с проводами круглого сечения одинакового диаметра d, 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 X_п незначительно (не более 0,1 Ом на км) и им можно пренебречь.