Įžeminimo skaičiavimas — elektros įrenginių apsauginio įžeminimo skaičiavimo metodas ir formulės

Nulio skaičiavimas skirtas nustatyti, kokiomis sąlygomis jis patikimai atlieka jai pavestas užduotis – greitai atjungia pažeistą instaliaciją nuo tinklo ir tuo pačiu užtikrina žmogaus, paliečiančio nulinį korpusą, saugumą avariniu laikotarpiu. Pagal šitą apsauginis įžeminimas remtis korpuso pertraukimo galia ir lietimo saugumu, kai fazė trumpa iki įžeminimo (nulinio įžeminimo skaičiavimas) ir korpuso (nulinio apsauginio laidininko pakartotinio įžeminimo skaičiavimas).

a) Pertrūkių skaičiavimas

Kai viena fazė uždaroma neutraliam korpusui, elektros instaliacija automatiškai atsijungs, jei vienfazės trumpojo jungimo srovės (ty tarp fazės ir nulio apsauginio laidininko) vertė IR K, A tenkins sąlygą.

čia k — vardinės srovės Azn A daugybos koeficientas, saugiklis arba pertraukiklio srovės nustatymas, A. (Saugiklio vardinė srovė yra srovė, kurios reikšmė nurodoma (antspauduojama) tiesiai ant įdėklo gamintojas.kaitinimas virš gamintojo nustatytos temperatūros)

Priklausomai nuo elektros instaliacijos apsaugos tipo, priimamas k vertės koeficientas. Jei apsaugą atlieka grandinės pertraukiklis, turintis tik elektromagnetinį atleidimą (pertraukimą), tai yra, suveikia be uždelsimo, tada k priimamas 1,25–1,4 diapazone.

Jei įrenginys yra apsaugotas saugikliais, kurių degimo laikas, kaip žinoma, priklauso nuo srovės (mažėja didėjant srovei), tada norėdami pagreitinti išjungimą, imkitės

Jei instaliacija yra apsaugota grandinės pertraukikliu, kurio atvirkštinė nuo srovės priklausoma charakteristika panaši į saugiklių, tada taip pat

Reikšmė IR K priklauso nuo tinklo fazinės įtampos Uf ir grandinės varžų, įskaitant transformatoriaus varžas zt, fazinio laido zf, neutralus apsauginis laidininkaszns, kilpos (kilpos) fazinio laidininko išorinė indukcinė varža - nulinis apsauginis laidas (fazė -nulis kilpos) хn, taip pat nuo srovės šaltinio (transformatoriaus) apvijų nulinio įžeminimo aktyviųjų varžų ro ir nulinio apsauginio laidininko rn pakartotinis įžeminimas (1 pav., a).

Kadangi ro ir rn, kaip taisyklė, yra dideli, lyginant su kitomis grandinės varžomis, galima nepaisyti jų suformuotos lygiagrečios šakos. Tada skaičiavimo schema bus supaprastinta (1 pav., b), o trumpojo jungimo srovės IR K, A išraiška kompleksine forma bus

arba

čia Uf – tinklo fazinė įtampa, V;

zt - trifazio srovės šaltinio (transformatoriaus) apvijų varžos kompleksas, Ohm;

zf — fazinio laidininko varžos kompleksas Ohm;

znz - nulinio apsauginio laidininko varžos kompleksas, Ohm;

Fazinių ir nulinių apsauginių laidininkų aktyvioji varža Rf ir Rns, Ohm;

Xf ir Xnz — fazinių ir nulinių apsauginių laidų vidinės indukcinės varžos, Ohm;

— sudėtinga kilpos varžos fazė — nulis, Ohm.

Ryžiai. 1. Apskaičiuota neutralizavimo schema kintamosios srovės tinkle esant galios nutraukimui: a — pilna, b, c — supaprastinta

Apskaičiuojant atstatymą, leistina naudoti apytikslę trumpojo jungimo srovės A faktinės vertės (modulio) apskaičiavimo formulę, kurioje transformatoriaus varžos moduliai ir kilpos fazė yra lygūs nuliui zt ir zn. Ohm, pridėkite aritmetiškai:

Kai kurie šios formulės netikslumai (apie 5%) sustiprina saugos reikalavimus, todėl yra priimtini.

Kilpos varžos fazė - nulis realioje formoje (modulis) yra Ohm,

Skaičiavimo formulė atrodo taip:

Čia nežinomos tik nulinio apsauginio laidininko ir varžos, kurias galima nustatyti tinkamais skaičiavimais, naudojant tą pačią formulę. Tačiau šie skaičiavimai dažniausiai neatliekami, nes nulinio apsauginio laidininko ir jo medžiagos skerspjūvis iš anksto paimamas iš tos sąlygos, kad nulinio apsauginio laidininko pralaidumas yra ne mažesnis kaip 50 % fazinio laidininko skvarbos. , t.y.

arba

Šią sąlygą PUE nustato darant prielaidą, kad tokiam laidumui Azk turės reikiamą vertę

Rekomenduojama naudoti neizoliuotus arba izoliuotus laidus, tokius kaip nulinio PUE apsauginiai laidai, taip pat įvairias metalines pastatų konstrukcijas, kranų takelius, plieninius vamzdžius elektros instaliacijai, vamzdynams ir kt.Rekomenduojama vienu metu naudoti nulinius darbinius laidininkus ir kaip apsauginius nulinius laidus. Šiuo atveju nuliniai darbiniai laidai turi turėti pakankamą laidumą (ne mažiau kaip 50% fazinio laido laidumo), be saugiklių ir jungiklių.

Todėl pertraukimo gebos atstatymo skaičiavimas yra nulinio apsauginio laidininko laidumo pasirinkimo teisingumo, tiksliau, kilpos laidumo pakankamumo, fazė yra nulis, patikrinimas.

Reikšmė zT, Ohm, priklauso nuo transformatoriaus galios, jo apvijų įtampos ir prijungimo schemos, taip pat nuo transformatoriaus konstrukcijos. Skaičiuojant atstatymą, zm reikšmė paimama iš lentelių (pavyzdžiui, 1 lentelė).

Spalvotųjų metalų (vario, aliuminio) laidininkų reikšmės Rf ir Rnz, Ohm nustatomos pagal žinomus duomenis: skerspjūvis c, mm2, ilgis l, m ir laidų medžiaga ρ.. Šiuo atveju reikalingas pasipriešinimas

kur ρ - laidininko savitoji varža, lygi 0,018 variui ir 0,028 Ohmm2 / m aliuminio.

1 lentelė. Apytikslės apskaičiuotų varžų zt, Ohm, alyvos užpildytų trifazių transformatorių apvijų vertės

Transformatoriaus galia, kV A Aukštos įtampos apvijų vardinė įtampa, kV zt, Ohm, su apvijų prijungimo schema Y / Yн D / Un U / ZN 25 6-10 3,110 0,906 40 6-10 1,949 0,562 63 6-10 1.360
20-35 1,136 0,407 100 6-10 0,799 0,226
20-35 0,764 0,327 160 6-10 0,487 0,141
20-35 0,478 0,203 250 6-10 0,312 0,090
20-35 0,305 0,130 400 6-10 0,195 0,056
20-35 0,191 — 630 6-10 0,129 0,042
20-35 0,121 — 1000 6-10 0,081 0.027
20-35 0,077 0,032 1600 6-10 0,054 0,017
20-35 0,051 0,020

Pastaba. Šiose lentelėse nurodyti transformatoriai su žemos įtampos 400/230 V apvijomis. Esant žemesnei įtampai 230/127 V, lentelėje nurodytos varžos vertės turi būti sumažintos 3 kartus.

Jei neutralus apsauginis laidininkas yra plieninis, jo aktyvioji varža nustatoma naudojant lenteles, pavyzdžiui, lentelę. 2, kuriame parodytos skirtingų plieninių vielų 1 km (rω, Ohm / km) varžos vertės esant skirtingam srovės tankiui, kurio dažnis yra 50 Hz.

Norėdami tai padaryti, turite nustatyti laido profilį ir skerspjūvį, taip pat žinoti jo ilgį ir numatomą trumpojo jungimo srovės I K vertę, kuri praeis per šį laidą avariniu laikotarpiu. Laido skerspjūvis sureguliuojamas taip, kad trumpojo jungimo srovės tankis jame būtų maždaug 0,5-2,0 A / mm2.

2 lentelė. Plieninių vielų aktyviosios rω ir vidinės indukcinės xω varžos esant kintamajai srovei (50 Hz), Ohm/km

Atkarpos matmenys arba skersmuo, mm Pjūvis, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω esant numatomam srovės tankiui laidininke, A / mm2 0,5 1,0 1,5 2,0 Stačiakampė juostelė 20 x 4 80 x 4 8,24 80 ,24 .24 .24 . 09 2,97 1,78 30 x 4 120 3,66 2,20 2,91 1,75 2,38 1,43 2,04 1,22 30 x 5 150 3,38 2,03 2,56 1,54 2,08 1,25 — 40 x 4,8 160 . 81 1,09 1,54 0, 92 50 x 4 200 2,28 1,37 1,79 1,07 1,45 0,87 1,24 0,74 50 x 5 250 2,10 1,26 1,60 0,96 1,28 0, 77 — — 60 x 5 300 1,77 1,06 1,34 0,8 1,08 0,65 — — apvali viela, . 5 10,7 6,4 6 28,27 13,7 8,20 11,2 6,70 9,4 5,65 8,0 4,8 8 50,27 9,60 5,75 7,5 4, 50 6,4 3,84 5,3 3,2 10 78,54 7,20 4,32 5,4 3,24 4,2 2,52 — — 12 113,1 5,60 — .4 —4 . 9 4,55 2,73 3,2 1,92 — — — — 16 201,1 3,72 2,23 2,7 1,60 — — — —

Varinių ir aliuminio laidininkų Xph ir Khnz reikšmės yra santykinai mažos (apie 0,0156 Ohm/km), todėl jų galima nepaisyti. Plieninių laidininkų vidinės indukcinės reakcijos yra pakankamai didelės ir nustatomos naudojant lenteles, pavyzdžiui, lentelę. 2. Šiuo atveju taip pat būtina žinoti laido profilį ir skerspjūvį, jo ilgį ir numatomą srovės vertę.

Xn, Ohm, reikšmę galima nustatyti pagal formulę, žinomą iš teorinių elektrotechnikos pagrindų, skirtą dviejų laidų linijos indukcinei varžai su vienodo skersmens apvaliais laidais d, m,

čia ω — kampinis greitis, rad/s; L — tiesinis induktyvumas, H; μr — santykinis terpės magnetinis pralaidumas; μo = 4π x 10 -7 — magnetinė konstanta, H / m; l — linijos ilgis, m; e — atstumas tarp linijos laidininkų, m.

1 km linijos, esančios ore (μr = 1), esant dabartiniam dažniui f = 50 Hz (ω = 314 glad / ir), formulė yra tokia: Ohm / km,

Iš šios lygties matyti, kad išorinė indukcinė varža priklauso nuo atstumo tarp laidų d ir jų skersmens d... Tačiau kadangi d kinta nereikšmingose ​​ribose, tai ir jo įtaka yra nereikšminga, todėl Xn, daugiausia priklauso nuo d ( pasipriešinimas didėja didėjant atstumui). Todėl norint sumažinti išorinę indukcinę kilpos varžą, fazė lygi nuliui, nuliniai apsauginiai laidai turi būti klojami kartu su faziniais laidais arba arti jų.

Esant mažoms e vertėms, proporcingoms laidų skersmeniui e, tai yra, kai faziniai ir nuliniai laidininkai yra arti vienas kito, varža Xn yra nereikšminga (ne daugiau kaip 0,1 omo / km) ir galima nepaisyti.

Praktiniuose skaičiavimuose jie paprastai daro prielaidą, kad Xn = 0,6 omo / km, o tai atitinka atstumą tarp laidininkų 70–100 cm (apytiksliai tokie atstumai yra oro linijose nuo nulinio laido iki tolimiausio fazinio laidininko).