Pagkalkula ng earthing — paraan at mga formula para sa pagkalkula ng proteksiyon na earthing ng mga de-koryenteng kagamitan

Ang pagkalkula ng zero ay inilaan upang matukoy ang mga kondisyon kung saan ito ay mapagkakatiwalaan na gumaganap ng mga nakatalagang gawain - mabilis na idiskonekta ang nasira na pag-install mula sa network at sa parehong oras ay tinitiyak ang kaligtasan ng isang tao na hawakan ang zeroed na kaso sa panahon ng emergency. Ayon dito proteksiyon na earthing umasa sa kapasidad ng pagsira pati na rin sa kaligtasan ng pagpindot ng kaso kapag ang bahagi ay maikli sa lupa (pagkalkula ng neutral earthing) at ng kaso (pagkalkula ng muling pag-earthing ng neutral protective conductor).

a) Pagkalkula ng pagkagambala

Kapag ang isang phase ay sarado sa neutral case, ang electrical installation ay awtomatikong madidiskonekta kung ang halaga ng single-phase short-circuit current (ibig sabihin, sa pagitan ng phase at neutral na protective conductor) AT K, A, ay nakakatugon sa kondisyon

kung saan ang k - kadahilanan ng pagpaparami ng kasalukuyang na-rate na Azn A, ang fuse o ang kasalukuyang setting ng breaker, A. (Ang rate na kasalukuyang ng fuse ay ang kasalukuyang, ang halaga nito ay ipinahiwatig (naselyohang) nang direkta sa insert ng ang tagagawa.pag-init sa itaas ng temperatura na itinakda ng tagagawa)

Ang isang koepisyent ng halaga k ay tinatanggap depende sa uri ng proteksyon ng electrical installation. Kung ang proteksyon ay isinasagawa ng isang circuit breaker na mayroon lamang isang electromagnetic release (pagkagambala), iyon ay, na-trigger nang walang pagkaantala sa oras, pagkatapos ay tinanggap ang k sa hanay na 1.25-1.4.

Kung ang pag-install ay protektado ng mga piyus, ang oras ng pagsunog kung saan nakasalalay, tulad ng alam, sa kasalukuyang (bumababa sa pagtaas ng kasalukuyang), pagkatapos ay upang mapabilis ang pag-shutdown, kumuha

Kung ang pag-install ay protektado ng isang circuit breaker na may inverse current-dependent na katangian na katulad ng sa mga piyus, kung gayon din

Ang kahulugan AT K ay depende sa phase boltahe ng network Uf at circuit resistances, kabilang ang mga impedances ng transformer zt, phase wire zf, neutral na proteksiyon na konduktorzns, panlabas na inductive resistance ng phase conductor ng loop (loop) - zero protective conductor (phase -zero loops) хn, pati na rin mula sa mga aktibong resistensya ng neutral na saligan ng windings ng kasalukuyang pinagmulan (transformer) ro at re-grounding ng neutral protective conductor rn (Fig. 1, a).

Sapagkat ang ro at rn ay, bilang isang panuntunan, ay malaki kung ihahambing sa iba pang mga circuit resistance, posible na huwag pansinin ang parallel branch na nabuo ng mga ito. Pagkatapos ang scheme ng pagkalkula ay pasimplehin (Larawan 1, b), at ang expression para sa kasalukuyang short-circuit AT K, A, sa kumplikadong anyo ay magiging

o

kung saan ang Uf ay ang phase boltahe ng network, V;

zt - complex ng impedance ng windings ng isang three-phase current source (transformer), Ohm;

zf - ang impedance complex ng phase conductor, Ohm;

znz - complex ng impedance ng zero protective conductor, Ohm;

Rf at Rns aktibong paglaban ng phase at neutral na proteksiyon na mga conductor, Ohm;

Xf at Xnz — mga panloob na inductive resistance ng phase at neutral na proteksiyon na mga conductor, Ohm;

— kumplikadong yugto ng loop impedance — zero, Ohm.

kanin. 1. Kinakalkula na pamamaraan ng neutralisasyon sa alternating kasalukuyang network para sa pagkagambala ng kapasidad: a — puno, b, c — pinasimple

Kapag kinakalkula ang pag-reset, pinahihintulutan na gumamit ng tinatayang formula para sa pagkalkula ng aktwal na halaga (module) ng short-circuit kasalukuyang A, kung saan ang mga module ng paglaban ng transpormer at ang yugto ng loop ay zero zt at zn Ohm, magdagdag ng aritmetika:

Ang ilang mga kamalian (mga 5%) ng formula na ito ay nagpapatibay sa mga kinakailangan sa kaligtasan at samakatuwid ay itinuturing na katanggap-tanggap.

Loop impedance phase - zero sa totoong anyo (module) ay, Ohm,

Ang formula ng pagkalkula ay ganito ang hitsura:

Dito, tanging ang mga resistensya ng neutral na proteksiyon na konduktor at hindi alam, na maaaring matukoy ng angkop na mga kalkulasyon gamit ang parehong formula. Gayunpaman, ang mga kalkulasyon na ito ay karaniwang hindi isinasagawa, dahil ang cross-section ng neutral protective conductor at ang materyal nito ay kinuha nang maaga mula sa kondisyon na ang permeability ng neutral protective conductor ay hindi bababa sa 50% ng permittivity ng phase conductor , ibig sabihin.

o

Ang kundisyong ito ay itinatag ng PUE sa ilalim ng pagpapalagay na para sa naturang conductivity ay magkakaroon ng kinakailangang halaga ang Azk

Inirerekomenda na gumamit ng mga di-insulated o insulated na mga wire tulad ng zero PUE protective wires, pati na rin ang iba't ibang metal na istruktura ng mga gusali, crane track, steel pipe para sa mga electrical wiring, pipelines, atbp.Inirerekomenda na sabay-sabay na gumamit ng mga neutral na gumaganang conductor at bilang proteksiyon na neutral conductor. Sa kasong ito, ang mga neutral na working wire ay dapat may sapat na conductivity (hindi bababa sa 50% ng conductivity ng phase wire) at hindi dapat magkaroon ng mga piyus at switch.

Samakatuwid, ang pagkalkula ng pag-reset ng kapasidad ng pagsira ay isang tseke ng pagkalkula ng kawastuhan ng pagpili ng kondaktibiti ng neutral na proteksiyon na konduktor, o sa halip ng sapat na kondaktibiti ng loop, ang yugto ay zero.

Ang ibig sabihin ng zT, Ohm, ay nakasalalay sa kapangyarihan ng transpormer, ang boltahe at scheme ng koneksyon ng mga windings nito, pati na rin sa disenyo ng transpormer. Kapag kinakalkula ang pag-reset, ang halaga ng zm ay kinuha mula sa mga talahanayan (halimbawa, talahanayan 1).

Ang mga halaga ng Rf at Rnz, Ohm, para sa mga konduktor ng mga non-ferrous na metal (tanso, aluminyo) ay tinutukoy ayon sa kilalang data: cross-section c, mm2, haba l, m, at ang materyal ng mga conductor ρ.. Sa kasong ito, ang kinakailangang pagtutol

kung saan ρ- ang tiyak na pagtutol ng konduktor, katumbas ng 0.018 para sa tanso at 0.028 Ohmm2 / m para sa aluminyo.

Talahanayan 1. Tinatayang mga halaga ng mga kinakalkula na impedance zt, Ohm, windings ng mga three-phase transformer na puno ng langis

Transformer power, kV A Rated boltahe ng high-voltage windings, kV zt, Ohm, na may winding connection diagram Y / Yн D / Un U / ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63 6-10 1.3607
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

Tandaan. Ang mga talahanayan na ito ay tumutukoy sa mga transformer na may mga windings ng mababang boltahe 400/230 V. Sa mas mababang boltahe 230/127 V, ang mga halaga ng paglaban na ibinigay sa talahanayan ay dapat na bawasan ng 3 beses.

Kung ang neutral na proteksiyon na konduktor ay bakal, kung gayon ang aktibong pagtutol nito ay tinutukoy gamit ang mga talahanayan, halimbawa, isang mesa. 2, na nagpapakita ng mga halaga ng paglaban ng 1 km (rω, Ohm / km) ng iba't ibang mga wire na bakal sa iba't ibang mga kasalukuyang density na may dalas na 50 Hz.

Upang gawin ito, kailangan mong itakda ang profile at cross-section ng wire, pati na rin malaman ang haba nito at ang inaasahang halaga ng short-circuit current I K na dadaan sa wire na ito sa panahon ng emergency. Ang cross-section ng wire ay nababagay upang ang short-circuit current density sa loob nito ay humigit-kumulang 0.5-2.0 A / mm2.

Talahanayan 2. Aktibong rω at panloob na inductive xω resistances ng mga wire na bakal sa alternating current (50 Hz), Ohm / km

Mga sukat o diameter ng seksyon, mm Seksyon, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω sa inaasahang kasalukuyang density sa konduktor, A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 Parihabang strip 20 x 4 80 5.24 .24 .24 3.14 3.14 . .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 2.825 — 40 x 2.812. 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 — — Round wire 5 19.63 17.0 . 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 3.6 4.0 — 12 113.1 3.6 4 9 4.55 2.73 3.2 1.92 — — — — 16 201.1 3.72 2.23 2.7 1.60 — — — —

Ang mga halaga ng Xph at Khnz para sa mga konduktor ng tanso at aluminyo ay medyo maliit (mga 0.0156 Ohm / km), kaya maaari silang mapabayaan. Para sa mga konduktor ng bakal, ang mga panloob na inductive na reaksyon ay sapat na malaki at tinutukoy gamit ang mga talahanayan, halimbawa talahanayan. 2. Sa kasong ito, kinakailangan ding malaman ang profile at cross-section ng wire, ang haba nito at ang inaasahang halaga ng kasalukuyang.

Ang halaga ng Xn, Ohm, ay maaaring matukoy ayon sa formula na kilala mula sa teoretikal na pundasyon ng electrical engineering para sa inductive resistance ng isang dalawang-wire na linya na may mga bilog na wire na may parehong diameter d, m,

kung saan ω - angular velocity, rad/s; L - linear inductance, H; μr - kamag-anak na magnetic permeability ng daluyan; μo = 4π x 10 -7 — magnetic constant, H / m; l - haba ng linya, m; e - ang distansya sa pagitan ng mga conductor ng linya, m.

Para sa 1 km ng linya na inilagay sa hangin (μr = 1) sa kasalukuyang dalas f = 50 Hz (ω=314 natutuwa / at), ang formula ay nasa anyo, Ohm / km,

Mula sa equation na ito makikita na ang panlabas na inductive resistance ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga wire d at kanilang diameter d... Gayunpaman, dahil ang d ay nag-iiba sa loob ng hindi gaanong mga limitasyon, ang impluwensya nito ay hindi gaanong mahalaga at samakatuwid Xn, ay higit sa lahat ay nakasalalay sa d ( tumataas ang paglaban sa distansya). Samakatuwid, upang mabawasan ang panlabas na inductive resistance ng loop, ang phase ay zero, ang neutral protective conductors ay dapat na inilatag kasama ng phase conductors o malapit sa kanila.

Para sa mga maliliit na halaga ng e, na naaayon sa diameter ng mga conductor e, iyon ay, kapag ang phase at neutral na mga conductor ay matatagpuan malapit sa isa't isa, ang paglaban ng Xn ay hindi gaanong mahalaga (hindi hihigit sa 0.1 Ohm / km) at maaaring pabayaan.

Sa mga praktikal na kalkulasyon, karaniwang ipinapalagay nila ang Xn = 0.6 Ohm / km, na tumutugma sa distansya sa pagitan ng mga konduktor na 70 — 100 cm (humigit-kumulang ang mga naturang distansya ay nasa mga linya ng kuryente sa itaas mula sa neutral na konduktor hanggang sa pinakamalayong bahagi ng konduktor).