Розрахунок занулення

3.4.1 Загальні відомості

Мета розрахунку – перевірити правильність вибору елементів занулення заданої електроустановки.

Рис. 3.8. Принципова схема занулення:

1 – Корпус електроустановки; z_T – опір обмотки трансформатора; R₀ – опір заземлення нейтралі (нульової точки трансформатора); R_П – опір повторного заземлення нейтралі; І_К – струм короткого замикання; R_Ф – опір фазового дроту; R_Н – опір нульового дроту; U_Ф – фазова напруга.

При пробиванні на корпус у колі короткого замикання виникає великий струм короткого замикання І_К, котрий забезпечує швидке перегорання плавких вставок F, або відключення пошкоджених фаз автоматичними пристроями, які реагують на струм короткого замикання за 1-2 с.

Для надійного спрацювання захисту при однофазному короткому замиканні повинна виконуватись умова:

І_К≥ К · І_НОМ , (3.12)

де І_НОМ - номінальний струм плавкої вставки або струм спрацювання автомата;

К – коефіцієнт кратності струму (для плавкої вставки К≥3, для автомата К≥1,25).

Струм короткого замикання І_К визначається фазовою напругою U_Ф та опіром ланки короткого замикання:

І_К= , (3.13)

де Z_T- опір обмотки трансформатора;

Z_П - опір петлі фаза –нуль, котрий визначається залежністю:

Z_П= , (3.14)

де R_Ф, R_Н - активні опори нульового та фазового провідників;

Х_Ф, Х_Н - внутрішні індуктивні опори нульового та фазового провідників;

Х_З - зовнішній індуктивний опір петлі фаза - нуль.

Для розрахунку активних опорів R_Ф та R_Н вибираємо перетин, довжину, матеріал фазового та нульового провідників. Опір провідників, виготовлених з кольорових металів, можна визначити за формулою:

R=r , (3.16)

де r - питомий опір провідника: для міді r = 0,018, для алюмінію
r = 0,028 , l - довжина провідника, м; S – площа поперечного перетину провідника, мм².

Значення Х_Ф і Х_Н для мідних і алюмінієвих провідників мали (близько 0,0156 Ом/км).

Зовнішній індуктивний опір петлі фаза-нуль визначається:

Х_З= wL= 0,1256 Ln ,

де Д і d – відстань між проводами і діаметр проводу відповідно.

При малих значеннях Д, сумірних с діаметром проводу d, опір Х_З незначний (не більше 0,1 Ом/км) і їм можна нехтувати.

Для розрахунку занулення задаються слідуючи вихідні дані: потужність трансформатора, Р_Т; фазова напруга, U_Ф; тип проводки і запобіжників; матеріал і перерізи фазних і нульових провідників; номінальний струм плавкої вставки або спрацювання автомата, І_Н; допустиму напругу дотику на корпусі електроустановки, U_ПР,ДОП та ін.