Особенности расчёта токов КЗ

Короткое замыкание – это импульс, возникающий в электрической цепи. Его возникновение приводит к поломке элетротехнических приборов (часто без возможности их восстановления), оплавлению проводов и другим проблемам. Существуют специальные формулы, с помощью которых производится расчет токов КЗ.

Что такое ток КЗ

Ток КЗ расшифровывается как «ток короткого замыкания». В этот момент между собой замыкаются две точки одной электроцепи. Важное условие – разность потенциалов. Если при нормальном режиме работы взаимодействие точек не предусмотрено, возникает сбой или замыкание. Коротким он считается потому, что срабатывает напрямую, минуя электроприборы.

Пример КЗ

Разновидности:

  • Однофазное (касание на землю или деталь, соединенную с землей);
  • Двухфазное (соединение 2-х точек с различным потенциалом, возникает часто из-за нарушения изоляционного слоя);
  • Трехфазное или симметричное (стыковка трех разных точек, возникает в следствие поломки, перегрева, схлестывания элементов);
  • Межвитковое (соединение в обмотке статора, трансформатора или роторных механизмах);
  • Замыкание на корпус или систему (металлический).
Схема соединения элементов.

Важно! Необходимо заранее продумывать и просчитывать способы защиты – ограничительные реакторы, распараллеливание, быстрореагирующие аппараты с ограничителями поступления тока и т. д.

Как правильно рассчитать ток КЗ

Проектирование любой электрической цепи подразумевает расчет нагрузки, возможностей и вероятность возникновения аварийных ситуаций. В большинстве случаев проблемы возникают в цепях с «металлическим» закорачиванием.

Причины возникновения КЗ.

Причины:

  • Сбой работы автоматов, защитных систем;
  • «Человеческий фактор» (ошибки в работе обслуживающего персонала);
  • Повреждения, возникающие в результате износа элементов;
  • Стихийные бедствия (природные явления);
  • Диверсии, неправомерные действия третьих лиц.

Важно! Ток КЗ трансформатора соединяется с достаточно протяженной электрической цепью с большим количеством точек соединения (кабелей, проводов, розеток, других), которые серьезно увеличивают значение сопротивления в цепи, в результате чего возрастает риск аварии.

Вам это будет интересно  Особенности расчета делителя напряжения
Формулы

Трехфазный

Предварительный расчет основывается на Законе Ома. Общий принцип заключается в том, что сила тока определяется отношением напряжения к сопротивлению. Действие справедливо также при подсчете нагрузок номинального уровня.

Замыкание на три фазы означает одновременное взаимодействие всех типов (ноль, плюс и минус). Для расчета тока короткого замыкания обмотки трансформатора используется определенный порядок действий:

  • Составление схемы расчета – упрощенный вариант с перечислением и корректным расположением элементов всей электрической системы (выключатели, приборы, розетки, свойства материалов);
  • Дополнительные параметры сети – номинальные значения напряжения, сопротивления и мощности сети;
  • Отмечают точки возможного возникновения КЗ;
  • Составляется схема замещения для намеченного участка;
  • Выполняется поэтапное преобразование схемы.
Схема движения тока

Важно! После определения итогового сопротивления электрической цепи, можно рассчитать значение токов короткого замыкания.

Однофазный

Расчет однофазного тока короткого замыкания производится в рамках специальной формулы:

I = u /корень (3х),

в которой х – суммированное (общее) значение сопротивления на участке до места короткого замыкания (максимум – 1,181Ом, минимум – 6,038Ом); U – базовое напряжение. Основная сложность – определить значение величины Х (высчитывается по отдельной формуле). Этапы работ:

  • Определить характеристики источника питания;
  • Установить параметры проводников;
  • Если схема разветвленная, потребуется ее упрощение (снятие нескольких элементов на расчетной схеме);
  • Определить сопротивления на участке фаза/ноль;
  • Если отсутствует техническая документация к электросети, высчитывают полное сопротивление.

 

Схема электроцепи.

Полученные значения необходимо подставить в формулу. Для небольших помещений (квартира, частный дом) подобного расчета будет достаточно.

Кто выполняет эти расчеты

Расчеты выполняет организация или электрик на стадии составления схемы электрической цепи. Если есть некоторые познания в области электроники, можно выполнить расчет самостоятельно или с помощью специальных программ (например, программы «Электрик», «БНТУ»). Кроме того, можно использовать специальные онлайн-калькуляторы.

Программа «Электрик»

Важно! Дополнительные данные могут потребоваться в случае проведения экспертизы. Согласно Постановлению Правительства РФ № 145 (п. 17) такие данные следует предоставлять в течение трех дней.

Вам это будет интересно  Все об блуждающих токах

Как вычислить ток КЗ по паспортным данным

Если к схеме электрической цепи прилагается техническая документация, выполнить расчеты можно быстрее. Определение величины токов КЗ и точность полученных значений зависят от исходных данных – если цепь не видоизменялась, параметры будут точными.

При расчетах необходимо учитывать, что обычно приборы и точки питания работают при номинальных значениях. Синхронные устройства имеют объединенные регуляторы, а короткое замыкание происходит при максимальных значениях. Этот момент является основным при первоначальном расчете.

Какое сопротивление системы

Чтобы избежать ошибок в расчетах токов короткого замыкания, необходимо корректно определять сопротивление (общее и отдельных участков). Вычисление сопротивления между фазой и нулем производится по следующей формуле:

Z = корень ((ха + хn + x)2 + (rf + rn + ra)2),

из которых rf и rn – активное сопротивление нулевого и фазного провода, ra – сумма сопротивлений на участке, xf и xn – внутреннее индуктивное на нуле и фазе, x – внешнее индуктивное в цепочке.

Виды сопротивления при КЗ

Важно! Итоговое значение используется в предыдущих формулах при расчете токов короткого замыкания. Главное условие – соблюдение порядка действий при составлении схемы и формул.

Даже небольшое короткое замыкание способно вывести из строя технику и оборудование, сети электроэнергии. Чтобы установить соответствующие приборы защиты, необходим предварительный расчет возможных участков КЗ.

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Оценок: 1
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock
detector