Как измерить ток короткого замыкания

Измерение сопротивления и тока короткого замыкания цепи фаза нуль

Сопротивления цепи фаза нуль это полное сопротивление проводников тока от места измерения до трансформаторной подстанции. Для измерения сопротивления петли использовали прибор ИФН-300 с заводской поверкой. Чем меньше сопротивление тем лучше, тем больший ток может протекать от подстанции до потребителя. На сопротивление фаза нуль влияет качество затяжки проводов в клемниках, сечение проводов, сопротивление на автоматах, длина проводов, сопротивление обмотки трансформатора на подстанции. Сравнивая сопротивление в розетках, можем определить, где проводка и соединение качественное, а где нужно проверить проводку.

Второе главное назначение измерения сопротивления цепи фаза нуль это вычисление предполагаемого тока короткого замыкания. Ток короткого замыкания вычисляется по формуле: напряжение делить на полное сопротивления цепи, в современных приборах вычисляется автоматически. Знать ток нужно, чтобы понять правильно ли выбран автоматический выключатель. Например в частном доме далеко от подстанции сопротивление линии большое, ток короткого замыкания будет около 100 А. Если установлен автомат на 25 А типа С, то мгновенный (электромагнитный) расцепитель сработает только при пяти кратном превышении тока равным 125 А. А максимальный ток при коротком замыкании только 100 А, тогда при замыкании проводка будет греться, может загореться пока в автомате не сработает биметаллический размыкатель. Автомат в данном случае должен стоять на 16 А типа B и C.

Буквы в названии модульных автоматов которые крепятся на din рейку время-токовая характеристика автоматического выключателя означает, что мгновенный электромагнитный расцепитель сработает:

• B при 3…5 кратном превышении номинального тока;
• С при 5…10 кратном превышении номинального тока;
• D при 10…20 кратном превышении номинального тока.

В электрических сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью ток короткого замыкания должен быть больше тока отключения мгновенного расцепителя автоматического выключателя в 3 раза согласно ПТЭЭП пункт 3.6. Время отключения автоматического выключателя в сетях 220 В должно быть не более 0,4 с.

Измерив предполагаемый ток короткого замыкания в удлинителе получили, что ток короткого замыкания через удлинитель меньше, чем в розетке на 100 А. Это говорит о низкой мощности удлинителя из-за малого сечении проводов и некачественных контактов.

Расчет токов короткого замыкания для начинающих электриков

При проектировании любой энергетической системы специально подготовленные инженеры электрики с помощью технических справочников, таблиц, графиков и компьютерных программ выполняют ее анализ на работу схемы в различных режимах, включая:

2. номинальную нагрузку;

3. аварийные ситуации.

Особую опасность представляет третий случай, когда в сети возникают неисправности, способные повредить оборудование. Чаще всего они связаны с «металлическим» закорачиванием питающей цепи, когда между разными потенциалами подводимого напряжения подключаются случайным образом электрические сопротивления размерностью в доли Ома.

Такие режимы называют токами коротких замыканий или сокращенно «КЗ». Они возникают при:

• сбоях в работе автоматики и защит;
• ошибках обслуживающего персонала;
• повреждениях оборудования из-за технического старения;
• стихийных воздействиях природных явлений;
• диверсиях или действиях вандалов.

Токи коротких замыканий по своей величине значительно превышают номинальные нагрузки, под которые создается электрическая схема. Поэтому они просто выжигают слабые места в оборудовании, разрушают его, вызывают пожары.

Кроме термического разрушения они еще обладают динамическим действием. Его проявление хорошо показывает видеоролик:

Чтобы при эксплуатации исключить развитие подобных аварий с ними начинают бороться еще на стадии создания проекта электрического оборудования. Для этого теоретически вычисляют возможности возникновения токов коротких замыканий и их величины.

Эти данные используются для дальнейшего создания проекта и выбора силовых элементов и защитных устройств схемы. С ними же продолжают постоянно работать и при эксплуатации оборудования.

Токи возможных коротких замыканий рассчитывают теоретическими методами с разной степенью точности, допустимой для надежного создания защит.

Какие электрические процессы заложены в основу расчета токов короткого замыкания

Первоначально заострим внимание на том, что любой вид приложенного напряжения, включая постоянное, переменное синусоидальное, импульсное или любое другое случайное создает токи аварий, которые повторяют образ этой формы или изменяют ее в зависимости от приложенного сопротивления и действия побочных факторов. Все это приходится предусматривать проектировщикам и учитывать в своих расчетах.

Оценку возникновения м действия токов коротких замыканий позволяют выполнить:

• закон Ома;
• величина силовой характеристики мощности, приложенной от источника напряжения;
• структура используемой электрической схемы электроустановки;
• значение полного приложенного сопротивления к источнику.

Действие закона Ома

За основу расчета коротких замыканий взят принцип, определяющий, что силу тока можно вычислить по величине приложенного напряжения, если поделить ее на значение подключенного сопротивления.

Он же действует и при расчете номинальных нагрузок. Разница лишь в том, что:

• во время оптимальной работы электрической схемы напряжение и сопротивление практически стабилизированы и изменяются незначительно в пределах рабочих технических нормативов;
• при авариях процесс происходит стихийно случайным образом. Но его можно предусмотреть, просчитать разработанными методиками.

Мощность источника напряжения

С ее помощью оценивают силовую энергетическую возможность совершения разрушительной работы токами коротких замыканий, анализируют длительность их протекания, величину.

Рассмотрим пример, когда один и тот же кусок медного провода сечением полтора квадратных мм и длиной в полметра вначале подключили напрямую на клеммы батарейки «Крона», а через некоторое время вставили в контакты фазы и нуля бытовой розетки.

В первом случае через провод и источник напряжения потечет ток короткого замыкания, который разогреет батарейку до такого состояния, что повредит ее работоспособность. Мощности источника не хватит на то, чтобы сжечь подключенную перемычку и разорвать цепь.

Во втором случае сработают автоматические защиты. Допустим, что они все неисправны и заклинили. Тогда ток короткого замыкания пройдет через домашнюю проводку, достигнет вводного щитка в квартиру, подъезд, здание и по кабельной или воздушной линии электропередач дойдет до питающей трансформаторной подстанции.

В итоге к обмотке трансформатора подключается довольно протяженная цепь с большим количеством проводов, кабелей и мест их соединения. Они значительно увеличат электрическое сопротивление нашей закоротки. Но даже в этом случае высока вероятность того, что она не выдержит приложенной мощности и просто сгорит.

Конфигурация электрической схемы

При питании потребителей к ним подводится напряжение разными способами, например:

• через потенциалы плюсового и минусового выводов источника постоянного напряжения;
• фазой и нулем однофазной бытовой сети 220 вольт;
• трехфазной схемой 0,4 кВ.

В каждом из этих случаев могут произойти нарушения изоляции в различных местах, что приведет к протеканию через них токов короткого замыкания. Только для трехфазной цепи переменного тока возможны короткие замыкания между:

• всеми тремя фазами одновременно — называется трехфазным;
• двумя любыми фазами между собой — междуфазное;
• любой фазой и нулем — однофазное;
• фазой и землей — однофазное на землю;
• двумя фазами и землей — двухфазное на землю;
• тремя фазами и землей — трехфазное на землю.

При создании проекта электроснабжения оборудования все эти режимы требуется просчитать и учесть.

Влияние электрического сопротивления цепи

Протяженность магистрали от источника напряжения до места образования короткого замыкания имеет определенное электрическое сопротивление. Его величина ограничивает токи короткого замыкания. Наличие обмоток трансформаторов, дросселей, катушек, обкладок конденсаторов добавляют индуктивные и емкостные сопротивления, формирующие апериодические составляющие, искажающие симметричную форму основных гармоник.

Существующие методики расчета токов короткого замыкания позволяют их вычислить с достаточной для практики точностью по заранее подготовленной информации. Реальное электрическое сопротивление уже собранной схемы можно измерить по методике петли «фаза-ноль». Оно позволяет уточнить расчет, внести коррективы в выбор защит.

Основные документы по расчету токов коротких замыканий

1. Методика выполнения расчета токов КЗ

Она хорошо изложена в книге А. В. Беляева “Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ”, выпущенной Энергоатомиздат в 1988 году. Информация занимает 171 страницу.

• последовательность расчета токов КЗ;
• учет токоограничивающего действия электрической дуги на месте образования повреждения;
• принципы выбора защитной аппаратуры по значениям рассчитанных токов.

В книге публикуется справочная информация по:

• автоматическим выключателям и предохранителям с анализом характеристик их защитных свойств;
• выбору кабелей и аппаратуры, включая установки защиты электродвигателей, силовых сборок, вводных устройств генераторов и трансформаторов;
• недостаткам защит отдельных видов автоматических выключателей;
• особенностям применения выносных релейных защит;
• примерам решения проектных задач.

2. Руководящие указания РД 153—34.0—20.527—98

Этот документ определяет:

• методики расчетов токов КЗ симметричных и несимметричных режимов в электроустановках с напряжением до и выше 1 кВ;
• способы проверок электрических аппаратов и проводников на термическую и электродинамическую стойкость;
• методы испытания коммутационной способности электрических аппаратов.

Указания не охватывают вопросы расчета токов КЗ применительно к устройствам РЗА со специфическими условиями эксплуатации.

3. ГОСТ 28249-93

Документ описывает короткие замыкания, возникающие в электроустановках переменного тока и методику их расчета для систем с напряжением до 1 кВ. Он действует с 1 января 1995 года на территориях Беларуси, Кыргызстана. Молдовы, России, Таджикистана, Туркменистана и Украины.

Государственный стандарт определяет общие методы расчетов токов КЗ в начальный и любой произвольный временной момент для электроустановок с синхронными и асинхронными машинами, реакторами и трансформаторами, воздушными и кабельными ЛЭП, шинопроводами, узлами сложной комплексной нагрузки.

Технические нормативы проектирования электроустановок определены действующими государственными стандартами и согласованы Межгосударственным Советом по вопросам стандартизации, метрологии, сертификации.

Скачать ГОСТ 28249-93 (2003). Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ можно здесь: ГОСТ по расчету токов КЗ

Очередность действий проектировщика для расчета токов короткого замыкания

Первоначально следует подготовить необходимые для анализа сведения, а затем провести из расчет. После монтажа оборудования к процессе ввода его в работу и при эксплуатации проверяется правильность выбора и работоспособность защит.

Сбор исходных данных

Любую схему можно привести к упрощенному виду, когда она состоит из двух частей:

1. источника напряжения. Для сети 0,4 кВ его роль исполняет вторичная обмотка силового трансформатора;

2. питающей линии электропередачи.

Под них собираются необходимые характеристики.

Данные трансформатора для расчета токов КЗ

• величину напряжения короткого замыкания (%) — Uкз;
• потери короткого замыкания (кВт) — Рк;
• номинальные напряжения на обмотках высокой и низкой стороны (кВ. В) — Uвн, Uнн;
• фазное напряжение на обмотке низкой стороны (В) — Еф;
• номинальную мощность (кВА) — Sнт;
• полное сопротивление током однофазного КЗ (мОм) — Zт.

Данные питающей линии для расчета токов КЗ

К ним относятся:

• марки и количество кабелей с указанием материала и сечения жил;
• общая протяженность трассы (м) — L;
• индуктивное сопротивление (мОм/м) — X0;
• полное сопротивление для петли фаза-ноль (мОм/м) — Zпт.

Эти сведения для трансформатора и линии сосредоточены в справочниках. Там же берут ударный коэффициент Куд.

Последовательность расчета

По найденным характеристикам вычисляют для:

• трансформатора — активное и индуктивное сопротивление (мОм) — Rт, Хт;
• линии — активное, индуктивное и полное сопротивление (мОм).

Эти данные позволяют рассчитать общее активное и индуктивное сопротивление (мОм). А на их основе можно определить полное сопротивление схемы (мОм) и токи:

• трехфазного замыкания и ударный (кА);
• однофазного КЗ (кА).

По величинам последних вычисленных токов и подбирают автоматические выключатели и другие защитные устройства для потребителей.

Расчет токов короткого замыкания проектировщики могут выполнять вручную по формулам, справочным таблицам и графикам или с помощью специальных компьютерных программ.

На реальном энергетическом оборудовании, введенном в эксплуатацию, все токи, включая номинальные и коротких замыканий, записываются автоматическими осциллографами.

Такие осциллограммы позволяют анализировать ход протекания аварийных режимов, правильность работы силового оборудования и защитных устройств. По ним принимают действенные меры для повышения надежности работы потребителей электрической схемы.

• Почему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры
• Что такое монтажные схемы и где они применяются
• Полярные и неполярные конденсаторы — в чем отличие

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Как измерить ток короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания для начинающих электриков

При проектировании любой энергетической системы специально подготовленные инженеры электрики с помощью технических справочников, таблиц, графиков и компьютерных программ выполняют ее анализ на работу схемы в различных режимах, включая:

2. номинальную нагрузку;

3. аварийные ситуации.

Особую опасность представляет третий случай, когда в сети возникают неисправности, способные повредить оборудование. Чаще всего они связаны с «металлическим» закорачиванием питающей цепи, когда между разными потенциалами подводимого напряжения подключаются случайным образом электрические сопротивления размерностью в доли Ома.

Такие режимы называют токами коротких замыканий или сокращенно «КЗ». Они возникают при:

сбоях в работе автоматики и защит;

ошибках обслуживающего персонала;

повреждениях оборудования из-за технического старения;

стихийных воздействиях природных явлений;

диверсиях или действиях вандалов.

Токи коротких замыканий по своей величине значительно превышают номинальные нагрузки, под которые создается электрическая схема. Поэтому они просто выжигают слабые места в оборудовании, разрушают его, вызывают пожары.

Кроме термического разрушения они еще обладают динамическим действием. Его проявление хорошо показывает видеоролик:

Чтобы при эксплуатации исключить развитие подобных аварий с ними начинают бороться еще на стадии создания проекта электрического оборудования. Для этого теоретически вычисляют возможности возникновения токов коротких замыканий и их величины.

Эти данные используются для дальнейшего создания проекта и выбора силовых элементов и защитных устройств схемы. С ними же продолжают постоянно работать и при эксплуатации оборудования.

Токи возможных коротких замыканий рассчитывают теоретическими методами с разной степенью точности, допустимой для надежного создания защит.

Какие электрические процессы заложены в основу расчета токов короткого замыкания

Первоначально заострим внимание на том, что любой вид приложенного напряжения, включая постоянное, переменное синусоидальное, импульсное или любое другое случайное создает токи аварий, которые повторяют образ этой формы или изменяют ее в зависимости от приложенного сопротивления и действия побочных факторов. Все это приходится предусматривать проектировщикам и учитывать в своих расчетах.

Оценку возникновения м действия токов коротких замыканий позволяют выполнить:

величина силовой характеристики мощности, приложенной от источника напряжения;

структура используемой электрической схемы электроустановки;

значение полного приложенного сопротивления к источнику.

Действие закона Ома

За основу расчета коротких замыканий взят принцип, определяющий, что силу тока можно вычислить по величине приложенного напряжения, если поделить ее на значение подключенного сопротивления.

Он же действует и при расчете номинальных нагрузок. Разница лишь в том, что:

во время оптимальной работы электрической схемы напряжение и сопротивление практически стабилизированы и изменяются незначительно в пределах рабочих технических нормативов;

при авариях процесс происходит стихийно случайным образом. Но его можно предусмотреть, просчитать разработанными методиками.

Мощность источника напряжения

С ее помощью оценивают силовую энергетическую возможность совершения разрушительной работы токами коротких замыканий, анализируют длительность их протекания, величину.

Рассмотрим пример, когда один и тот же кусок медного провода сечением полтора квадратных мм и длиной в полметра вначале подключили напрямую на клеммы батарейки «Крона», а через некоторое время вставили в контакты фазы и нуля бытовой розетки.

В первом случае через провод и источник напряжения потечет ток короткого замыкания, который разогреет батарейку до такого состояния, что повредит ее работоспособность. Мощности источника не хватит на то, чтобы сжечь подключенную перемычку и разорвать цепь.

Во втором случае сработают автоматические защиты. Допустим, что они все неисправны и заклинили. Тогда ток короткого замыкания пройдет через домашнюю проводку, достигнет вводного щитка в квартиру, подъезд, здание и по кабельной или воздушной линии электропередач дойдет до питающей трансформаторной подстанции.

В итоге к обмотке трансформатора подключается довольно протяженная цепь с большим количеством проводов, кабелей и мест их соединения. Они значительно увеличат электрическое сопротивление нашей закоротки. Но даже в этом случае высока вероятность того, что она не выдержит приложенной мощности и просто сгорит.

Конфигурация электрической схемы

При питании потребителей к ним подводится напряжение разными способами, например:

через потенциалы плюсового и минусового выводов источника постоянного напряжения;

фазой и нулем однофазной бытовой сети 220 вольт;

трехфазной схемой 0,4 кВ.

В каждом из этих случаев могут произойти нарушения изоляции в различных местах, что приведет к протеканию через них токов короткого замыкания. Только для трехфазной цепи переменного тока возможны короткие замыкания между:

всеми тремя фазами одновременно — называется трехфазным;

двумя любыми фазами между собой — междуфазное;

любой фазой и нулем — однофазное;

фазой и землей — однофазное на землю;

двумя фазами и землей — двухфазное на землю;

тремя фазами и землей — трехфазное на землю.

При создании проекта электроснабжения оборудования все эти режимы требуется просчитать и учесть.

Влияние электрического сопротивления цепи

Протяженность магистрали от источника напряжения до места образования короткого замыкания имеет определенное электрическое сопротивление. Его величина ограничивает токи короткого замыкания. Наличие обмоток трансформаторов, дросселей, катушек, обкладок конденсаторов добавляют индуктивные и емкостные сопротивления, формирующие апериодические составляющие, искажающие симметричную форму основных гармоник.

Существующие методики расчета токов короткого замыкания позволяют их вычислить с достаточной для практики точностью по заранее подготовленной информации. Реальное электрическое сопротивление уже собранной схемы можно измерить по методике петли «фаза-ноль». Оно позволяет уточнить расчет, внести коррективы в выбор защит.

Основные документы по расчету токов коротких замыканий

1. Методика выполнения расчета токов КЗ

Она хорошо изложена в книге А. В. Беляева “Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ”, выпущенной Энергоатомиздат в 1988 году. Информация занимает 171 страницу.

последовательность расчета токов КЗ;

учет токоограничивающего действия электрической дуги на месте образования повреждения;

принципы выбора защитной аппаратуры по значениям рассчитанных токов.

В книге публикуется справочная информация по:

автоматическим выключателям и предохранителям с анализом характеристик их защитных свойств;

выбору кабелей и аппаратуры, включая установки защиты электродвигателей, силовых сборок, вводных устройств генераторов и трансформаторов;

недостаткам защит отдельных видов автоматических выключателей;

особенностям применения выносных релейных защит;

примерам решения проектных задач.

2. Руководящие указания РД 153—34.0—20.527—98

Этот документ определяет:

методики расчетов токов КЗ симметричных и несимметричных режимов в электроустановках с напряжением до и выше 1 кВ;

способы проверок электрических аппаратов и проводников на термическую и электродинамическую стойкость;

методы испытания коммутационной способности электрических аппаратов.

Указания не охватывают вопросы расчета токов КЗ применительно к устройствам РЗА со специфическими условиями эксплуатации.

3. ГОСТ 28249-93

Документ описывает короткие замыкания, возникающие в электроустановках переменного тока и методику их расчета для систем с напряжением до 1 кВ. Он действует с 1 января 1995 года на территориях Беларуси, Кыргызстана. Молдовы, России, Таджикистана, Туркменистана и Украины.

Государственный стандарт определяет общие методы расчетов токов КЗ в начальный и любой произвольный временной момент для электроустановок с синхронными и асинхронными машинами, реакторами и трансформаторами, воздушными и кабельными ЛЭП, шинопроводами, узлами сложной комплексной нагрузки.

Технические нормативы проектирования электроустановок определены действующими государственными стандартами и согласованы Межгосударственным Советом по вопросам стандартизации, метрологии, сертификации.

Скачать ГОСТ 28249-93 (2003). Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ можно здесь: ГОСТ по расчету токов КЗ

Очередность действий проектировщика для расчета токов короткого замыкания

Первоначально следует подготовить необходимые для анализа сведения, а затем провести из расчет. После монтажа оборудования к процессе ввода его в работу и при эксплуатации проверяется правильность выбора и работоспособность защит.

Сбор исходных данных

Любую схему можно привести к упрощенному виду, когда она состоит из двух частей:

1. источника напряжения. Для сети 0,4 кВ его роль исполняет вторичная обмотка силового трансформатора;

2. питающей линии электропередачи.

Под них собираются необходимые характеристики.

Данные трансформатора для расчета токов КЗ

величину напряжения короткого замыкания (%) — Uкз;

потери короткого замыкания (кВт) — Рк;

номинальные напряжения на обмотках высокой и низкой стороны (кВ. В) — Uвн, Uнн;

фазное напряжение на обмотке низкой стороны (В) — Еф;

номинальную мощность (кВА) — Sнт;

полное сопротивление током однофазного КЗ (мОм) — Zт.

Данные питающей линии для расчета токов КЗ

К ним относятся:

марки и количество кабелей с указанием материала и сечения жил;

общая протяженность трассы (м) — L;

индуктивное сопротивление (мОм/м) — X0;

полное сопротивление для петли фаза-ноль (мОм/м) — Zпт.

Эти сведения для трансформатора и линии сосредоточены в справочниках. Там же берут ударный коэффициент Куд.

Последовательность расчета

По найденным характеристикам вычисляют для:

трансформатора — активное и индуктивное сопротивление (мОм) — Rт, Хт;

линии — активное, индуктивное и полное сопротивление (мОм).

Эти данные позволяют рассчитать общее активное и индуктивное сопротивление (мОм). А на их основе можно определить полное сопротивление схемы (мОм) и токи:

трехфазного замыкания и ударный (кА);

однофазного КЗ (кА).

По величинам последних вычисленных токов и подбирают автоматические выключатели и другие защитные устройства для потребителей.

Расчет токов короткого замыкания проектировщики могут выполнять вручную по формулам, справочным таблицам и графикам или с помощью специальных компьютерных программ.

На реальном энергетическом оборудовании, введенном в эксплуатацию, все токи, включая номинальные и коротких замыканий, записываются автоматическими осциллографами.

Такие осциллограммы позволяют анализировать ход протекания аварийных режимов, правильность работы силового оборудования и защитных устройств. По ним принимают действенные меры для повышения надежности работы потребителей электрической схемы.

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Короткое замыкание сети или других источников питания

Под коротким замыканием (КЗ) понимают особый случай, когда соединены 2 проводника электрического тока разных потенциалов или фаз электрического прибора между собой или землей. В месте соединения проводников происходит резкое увеличение значения силы электрического тока с превышением максимально допустимого параметра. Это приводит к остановке нормального функционирование прибора и смежных элементов.

По упрощенной формулировке представленный тип замыкания является любым нештатным и незапланированным соединением проводников электричества, имеющих разное значение потенциала. Это могут быть, к примеру, фаза и ноль, что приводит к образованию токов разрушительного действия.

Явление опасно для здоровья человека и его имущества. КЗ вызывает не только сбой оборудования, остановку работы электроприборов. Если пренебрегать правилами безопасности, то это потенциально может обернуться полным выходом из строя аппаратов или их отдельных частей с невозможностью восстановления. Также может возникнуть возгорание, приводящее к пагубным последствиям для жизни людей, их имущества и окружающей среды.

Расчет тока короткого замыкания

Чтобы понимать, почему возникает этот процесс, необходимо провести расчет значений токов короткого замыкания. Для этого надо знать закон Ома: «Значение силы тока в некотором промежутке электрической цепи является прямо пропорциональным значению напряжения и обратно пропорциональным сопротивлению тока на этом промежутке». Это основополагающий закон электрики, который изучается даже в школьной программе. Для большей наглядности, следует обозначить его формулой: I=U/R, где:

• I — сила тока;
• U — напряжение на участке цепи;
• R — сопротивление.

Любое электрооборудование, подключенное к бытовой или промышленной электрической цепи, является активным сопротивлением. Параметр напряжения сети бытового назначения — 220 В (в некоторых случаях 230 В). Представленное значение неизменно. Чем выше значение сопротивления прибора (проводника или некоторого материала), подключенного к электропитанию, тем меньшей будет величина электрического тока.

Для расчёта тока короткого замыкания лучше воспользоваться более «продвинутой» формой закона Ома, называемой законом Ома для полной цепи.

Эта форма закона Ома также изучается в школьной программе, однако мало кто о ней помнит. А ведь именно она применяется для расчёта тока КЗ. Дело в том, что если сопротивление внешних элементов цепи равно 0, то странного деления на ноль не появится, а вместо этого ток будет вполне конкретно и точно вычисляем как результат деления ЭДС источника на внутреннее сопротивление источника напряжения:

Iкз=ε / r

Конечно в случае, если КЗ возникает в доме или квартире — от места замыкания до точки возникновения ЭДС ток проходит через проводку. И неважно, медные это провода или изготовленные из алюминия — они обладают сопротивлением. И в таком случае R не равно нулю. Чему же оно равно — читаем дальше.

Пример 1. Сеть с напряжением 220–230В

Давайте возьмем для конкретного примера: длину проводки 100 м и площадь сечения проводов 2,5 мм² и затем посмотрим каково же будет их сопротивление в случае, если они сделаны из меди.

Формула, также известная из учебника физики любой самой средней школы, гласит:

R=ρ·L/S,

ρ — удельное сопротивление меди, равное приблизительно 0,017–0,018 Ом·мм²/м;

L — длина проводника, выраженная в метрах;

S — площадь проводника, выраженная в мм².

Учтем, что подводящих электроэнергию провода не один, а два (ток приходит по одному проводу и уходит по второму), поэтому длина провода L при расчёте удваивается:

R=0.018·2·100/2,5=1,44 Ом

Итак, теперь видно, что провода имеют достаточно большое сопротивление. Чтобы теперь прикинуть ток КЗ можно воспользоваться законом Ома. Внутреннее сопротивление источника питания нам не известно, но как видно из формулы закона Ома для полной цепи, что чем оно больше, тем меньше будет ток КЗ. Следовательно, приняв r=0 мы найдем максимально возможный ток КЗ при вычисленном R=1,44 Ом.

Также примем, что напряжение питания в сети также максимально возможное, и составляет 230+10%=253 В. В таком случае ток короткого замыкания будет равен:

Iкз=253/1,44 = 175,7 А

Итак, мы провели расчет для конкретного питающего проводника. Для проводки с другими параметрами вычисление может быть произведено аналогичным образом.

Пример 2. Аккумуляторная батарея

Если КЗ возникает непосредственно у источника ЭДС (с таким явлением мы можем встретиться в случае «коротыша» бытового или автомобильного аккумулятора или батареи питания), то в таком случае внешнее сопротивление R≈0. Следовательно, для расчета понадобится знать внутреннее сопротивление r максимально точно (иначе опять возникнет деление на ноль и ничего стоящего мы не насчитаем). Вычислить его не составит труда, если у вас имеется сопротивление (резистор) и мультиметр.

Теперь давайте рассмотрим конкретный пример. Допустим, имеется автомобильный аккумулятор на 12В. Как необходимо действовать, чтобы определить его ток КЗ.

Нам понадобится резистор номиналом 10 Ом на 15Вт, который поможет выполнить необходимый эксперимент:

1. Измеряем напряжение питания аккумулятора в режиме холостого хода (без нагрузки) мультиметром, допустим мы получили значение 11,85 В.
2. Далее подключаем в качестве нагрузки резистор 10 Ом 15Вт и замеряем мультиметром ток. Получили 1,07 А.
3. Не отключая резистор на 100 Ом измеряем падение напряжения на клеммах аккумулятора. Пусть будет 10,8 В.
4. Теперь можно вычислить внутреннее сопротивление: r=11,85–1,07·10,8=0,3 Ом.
5. Теперь можно определить ток КЗ: Iкз=11,85/0,3 = 39,5 А

Если вы ещё не догадались что за формулы были применены, то вот подсказки:

r=Uхх–Iн·Uн,

Iкз=Uхх/r,

Uхх — напряжение холостого хода источника питания;

Iн — ток, отдаваемый источником питания под нагрузкой;

Uн — напряжение источника питания под нагрузкой.

Как видно из формул, само значение нагрузки знать не нужно, тем не менее оно подбирается таким образом, чтобы погрешность измерения прибора не давала слишком большой разброс результата (если нагрузка будет незначительно «просаживать» напряжение источника питания, то есть Uхх≈Uн, то точность результата будет крайне низкой).

Причины возникновения КЗ

Теперь кратко пробежимся по возможным причинам возникновения КЗ.

Распространенные причины появления КЗ следующие:

• устаревшая проводка;
• механические повреждения внутри цепи;
• неправильная организация электрических проводов;
• нарушение правил эксплуатации электроприбора;
• бесконтрольное увеличение показателя мощности приборов;
• несоблюдение норм строительства.

Отрицательное воздействие КЗ для человека и его имущества

КЗ, в зависимости от места возникновения, приводит к пагубным последствиям для имущества и безопасности жизни человека. К таковым относят:

• обгорание и выход из строя электрических приборов;
• воспламенение электрической проводки;
• снижение напряжения электросети (в промышленных условиях приводит к остановке работы предприятий);
• падение эффективности работы систем электроснабжения;
• возникновение электромагнитного воздействия приводит к нарушению функционирования коммуникаций, расположенных под землей.

Виды КЗ

Электричество используется повсеместно и бытовой и промышленной сфере. Чтобы свести риск появления короткого замыкания к минимуму, разработан ряд мероприятий и устройств по обеспечению защиты от КЗ. Однако, чтобы точно понимать в каком случае и какой прибор использовать, нужно знать виды замыкания. Основными из них являются:

• в цепях постоянного тока;
• в цепях переменного тока (между: фазой и землей, двумя разными фазами, тремя фазами, двумя разными фазами и землей, тремя фазами и землей).

Доля однофазных КЗ составляет 65% повреждений, 2 фазы с землей — 20%, двухфазных — 10%, трехфазных — 5%. Часто случаются сложные виды повреждений, сопровождающиеся многократной несимметрией. Это означает тип замыкания различных фаз, происходящего в нескольких точках единовременно.

Методы поиска короткого замыкания

Заранее найти место возникновения этого явления довольно сложно. В большинстве случаев до него нет дела ни специалистам, ни обычным пользователям. Однако это поможет вовремя нейтрализовать его, что приведет к невозможности появления пагубных последствий. Благодаря своевременному реагированию, экономятся финансовые средства и время. Методов как определить короткое замыкание существует несколько:

• визуальный осмотр проводки (на не должно быть разрывов и оголенных проводов);
• использование мультиметра или мегаомметра;
• по звуку;
• исключение.

Провода, являющиеся составной частью токоведущего кабеля, могут соприкасаться между собой. Если они оголены, то именно это и является явной причиной КЗ. Подобные повреждения, как правило, находятся в распределительных коробках и других узлах электроснабжения (розетки, выключателях и так далее). Подгорелая изоляция кабеля — явное место, где потенциально может образоваться КЗ.

Применение специальных приборов помогает измерить значение сопротивления цепи. В их составе имеется 2 провода: один из них подключается к фазе, а другой — к нолю (далее к заземлению). Если на дисплее прибора отображается 0, значит целостность проводки в норме, если какое-либо другое значение — контакты соприкасаются. Обратите внимание, что напряжение мультиметра довольно маленькое. Им можно измерять цепи, протяженностью не более 3 метров.

Поиск места возникновения короткого замыкания по звуку — народный метод определения этого явления. Для этого необходимо тщательно прислушиваться у всех соединений. В месте контакта будет слышно характерное потрескивание. Иногда возникает запах горелой пластмассы и изоляции. Пользоваться таким способом нахождения КЗ следует пользоваться только в крайнем случае при недоступности других методов.

Очень часто бывает, что виновником является подключенный электроприбор. Его включение сразу приведет к срабатыванию предохранителя. Это приведет к моментальному отключению электроснабжения участка. Найти такой прибор можно методом исключения, поочередно включая все устройства.

Специалисты настоятельно рекомендуют не применять устаревшие способы поиска КЗ. В большинстве случаев они не показывают должной точности и эффективности. Если возникла необходимость найти место КЗ, необходимо пригласить профессионалов, которые будут использовать качественное и точное оборудование.

Защита от КЗ

Для защиты от КЗ существуют различные устройства:

• автоматические выключатели;
• автоматические выключатели с автоматическим возвратом во включенное состояние;
• УЗО;
• плавкие предохранители;
• «пробки»;
• самовосстанавливающиеся предохранители.

В представленной схеме участвуют стабилитрон и диоды, защищающие светодиоды от воздействия обратных токов. За ограничение тока в системе защиты отвечают 2 резистора. Предохранитель должен быть самовосстанавливающегося типа, номиналы элементов должны подбираться индивидуально в зависимости от условий.

Эффективный способ защиты от представленного явления — применение реактора, ограничивающего ток. Он применяется в системе защиты электрических цепей, где величина КЗ может быть такой силы, с которой обычное оборудование не справится.

Ректор имеет вид катушки с сопротивлением индуктивного типа, подключенной к сети по последовательной схеме. Приемлемое функционирование цепи позволяет соблюдать уровень падения напряжения реактора около 4%. При образовании КЗ основная часть напряжения поступает на это устройство. Такое оборудование бывает масляного и бетонного типов. Каждый из них применяется в зависимости от типа электропроводки и питаемого ею оборудования.

Полезное КЗ

Ток, возникающий по причине подобного явления, может принести не только разрушение, но и пользу. Существует ряд оборудования, функционирующего в условиях повышенного значения тока. Классическим примером таких устройств является электродуговая сварка. Ее работа обусловлена соединением сварочного электрода и контура заземления.

При существенных перегрузках функционирование таких аппаратов кратковременно. Его обеспечивает сварочный трансформатор большой мощности. В месте, где происходит соприкосновение 2 электродов происходит выработка тока довольно значительной силы. Это приводит к выделению большого количества тепловой энергии, которой достаточно для плавления металла в области соприкосновения. Таким процессом обеспечена работа сварки. Шов получается аккуратным, долговечным и прочным.

Основные сведения о коротком замыкании как физическом явлении

Короткое замыкание (КЗ) — соединение в электрической цепи двух точек с различными потенциалами, не предусмотренное нормальным режимом работы цепи, что приводит к критическому росту силы тока в месте соединения.

Короткое замыкание приводит к образованию разрушительных токов, превышающим допустимые значения, повреждениям проводки и выходу приборов из строя.

Короткие замыкания бывают нескольких видов:

• однофазные КЗ — частые КЗ. Фазный провод замыкается на ноль;
• двухфазные КЗ — одна фаза замыкается на другую;
• трехфазные КЗ — самое проблемное КЗ. Происходит замыкание трех фаз.

Основные причины образования короткого замыкания:

• устаревшая или изношенная электросеть (плохой изоляционный материал, оголенные контакты, разрывы в области перегибов);
• высокая влажность в помещении, которая портит изоляцию скруток и соединений проводов;
• нарушение целостности кабеля;
• перегрузка электрической цепи в течение долгого промежутка времени;
• неправильное использование электрического оборудования;
• вмешательство в целостность изоляционного материала (вбитый гвоздь, ввинченный шуруп).

К короткому замыканию имеет отношение сила тока. Возьмем в качестве примера замкнутую электрическую цепь. В ней действует закон Ома, и он гласит: сила тока прямо соответствует напряжению и обратно соответствует сопротивлению. То есть, чем меньше будет сопротивление, тем больше будет сила тока.

Получается, что если в электрической цепи сопротивления не будет, или оно будет слишком мало, то сила тока увеличится, вследствие чего в цепи потечет ток короткого замыкания.

Почему короткое замыкание так называется

Замыкание называется коротким из-за движения тока. При таком замыкании цепи ток течет по кратчайшему пути, минуя нагрузку, то есть проходит по наименьшему сопротивлению.

Как происходит короткое замыкание

Короткое замыкание происходит через переходные сопротивления посторонних предметов в месте повреждения, заземлений или опор, а также сопротивления между проводами фаз и землей.

Короткое замыкание приводит к снижению напряжения в электрической цепи, к поражению током или резким выделением тепла, к расплавлению изоляционного материала с последующим возгоранием, повреждению электрического оборудования, без возможности восстановления.

Расчет тока короткого замыкания

Вычислить ток короткого замыкания можно по следующей формуле. Формула выводится из закона Ома для полной электрической цепи:

Петля фаза-нуль — это электрическая цепь (контур), которая состоит из фазного и нулевого проводников, а также фазы трансформатора.

При замыкании провода фазы на нулевой провод, который соединен с нейтралью (соединением обмоток всех фаз) трансформатора, получим контур, называемый петлей «фаза-ноль».

Меры, исключающие короткое замыкание

Защита от короткого замыкания основана на быстром разрыве электрической цепи. Это можно осуществить с помощью различных аппаратов.

Во многих современных электрических приборах имеется плавкий предохранитель, который расплавляется от большого количества тока, тем самым разрывая цепь.

В помещениях от короткого замыкания используют автоматы защиты. Они автоматически разрывают электрическую цепь при превышении допустимого значения тока.

Расчет токов короткого замыкания (пример)

Январь 31st, 2013 Рубрика: Релейная защита и автоматика, Электролаборатория

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

У меня на сайте есть статья про короткое замыкание и его последствия. Я в ней приводил случаи из своей практики.

Так вот чтобы минимизировать последствия от подобных аварий и инцидентов, необходимо правильно выбирать электрооборудование. Но чтобы его правильно выбрать, нужно уметь рассчитывать токи короткого замыкания.

В сегодняшней статье я покажу Вам как можно самостоятельно рассчитать ток короткого замыкания, или сокращенно ток к.з., на реальном примере.

Я понимаю, что многим из Вас нет необходимости производить расчеты, т.к. обычно этим занимаются, либо проектанты в организациях (фирмах), имеющих лицензию, либо студенты, которые пишут очередной курсовой или дипломный проект. Особенно понимаю последних, т.к. сам будучи студентом (в далеком двух тысячном году), очень жалел, что в сети не было подобных сайтов. Также данная публикация будет полезна энергетикам и электрикам для поднятия уровня саморазвития, или чтобы освежить в памяти когда-то прошедший материал.

Кстати, я уже приводил пример расчета защиты асинхронного двигателя. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.

Итак, перейдем к делу. Несколько дней назад у нас на предприятии случился пожар на кабельной трассе около цеховой сборки №10. Выгорел практически полностью кабельный лоток со всеми там идущими силовыми и контрольными кабелями. Вот фото с места происшествия.

Сильно вдаваться в «разбор полетов» я не буду, но у моего руководства возник вопрос о срабатывании вводного автоматического выключателя и соответствие его номинального тока для защищаемой линии. Простыми словами скажу, что их интересовала величина тока короткого замыкания в конце вводной силовой кабельной линии, т.е. в том месте, где случился пожар.

Естественно, что никакой проектной документации у цеховых электриков по расчетам токов к.з. на эту линию не нашлось, и мне пришлось самому производить весь расчет, который я выкладываю в общий доступ.

Сбор данных для расчета токов короткого замыкания

Силовая сборка №10, около которой случился пожар, питается через автоматический выключатель А3144 600 (А) медным кабелем СБГ (3х150) от понижающего трансформатора №1 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА).

Не удивляйтесь, у нас на предприятии еще много действующих подстанций с изолированной нейтралью на 500 (В) и даже на 220 (В).

Скоро буду писать статью о том, как в сеть 220 (В) и 500 (В) с изолированной нейтралью установить счетчик. Не пропустите выход новой статьи — подпишитесь на получение новостей.

Понижающий трансформатор 10/0,5 (кВ) питается силовым кабелем ААШв (3х35) с высоковольтной распределительной подстанции № 20.

Некоторые уточнения для расчета тока короткого замыкания

Несколько слов хотелось бы сказать про сам процесс короткого замыкания. Во время короткого замыкания в цепи возникают переходные процессы, связанные с наличием в ней индуктивностей, препятствующих резкому изменению тока. В связи с этим ток к.з. во время переходного процесса можно разделить на 2 составляющие:

• периодическая (появляется в начальный момент и не снижается, пока электроустановка не отключится от защиты)
• апериодическая (появляется в начальный момент и быстро снижается до нуля после завершения переходного процесса)

Ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.

В этом нормативном документе сказано, что расчет тока короткого замыкания допускается проводить приближенно, но при условии, что погрешность расчетов не составит больше 10%.

Расчет токов короткого замыкания я буду проводить в относительных единицах. Значения элементов схемы приближенно приведу к базисным условиям с учетом коэффициента трансформации силового трансформатора.

Цель — это проверить вводной автоматический выключатель А3144 с номинальным током 600 (А) на коммутационную способность. Для этого мне нужно определить ток трехфазного и двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии.

Пример расчета токов короткого замыкания

Принимаем за основную ступень напряжение 10,5 (кВ) и задаемся базисной мощностью энергосистемы:

Составляем расчетную схему электроснабжения.

На этой схеме указываем все элементы электрической цепи и их параметры. Также не забываем указать точку, в которой нам нужно найти ток короткого замыкания. На рисунке выше я ее забыл указать, поэтому объясню словами. Она находится сразу же после низковольтного кабеля СБГ (3х150) перед сборкой №10.

Затем составим схему замещения, заменив все элементы вышеприведенной схемы на активные и реактивные сопротивления.

При расчете периодической составляющей тока короткого замыкания допускается активное сопротивление кабельных и воздушных линий не учитывать. Для более точного расчета активное сопротивление на кабельных линиях я учту.

Зная, базисные мощности и напряжения, найдем базисные токи для каждой ступени трансформации:

Теперь нам нужно найти реактивное и активное сопротивление каждого элемента цепи в относительных единицах и вычислить общее эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. (выделена красной стрелкой).

Определим реактивное сопротивление эквивалентного источника (системы):

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

• Хо — удельное индуктивное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
• l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим активное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

• Rо — удельное активное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
• l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора 10/0,5 (кВ):

• uк% — напряжение короткого замыкания трансформатора 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА), берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 27.6

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

• Хо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
• l — длина кабельной линии (в километрах)

• Rо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
• l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з.:

Найдем периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания:

Найдем периодическую составляющую тока двухфазного короткого замыкания:

Результаты расчета токов короткого замыкания

Итак, мы рассчитали ток двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии напряжением 500 (В). Он составляет 10,766 (кА).

Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.

Еще полученные значения трехфазного и двухфазного токов можно применить для выбора уставок релейной защиты и автоматики.

В этой статье я не выполнил расчет на ударный ток при к.з.

P.S. Вышеприведенный расчет был отправлен моему руководству. Для приближенного расчета он вполне сгодится. Конечно же низкую сторону можно было рассчитать более подробно, учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п. Об этом я как-нибудь напишу в другой раз.

Если Вам нужен более точный расчет, то можете воспользоваться специальными программами на ПК. Их в интернете множество.

84 комментариев к записи “Расчет токов короткого замыкания (пример)”

Благодарю полезная информация (вспомнил свою дипломку), думаю особенно для дипломников

Все конечно хорошо, но я почему-то всегда думал, что ток это вольты на омы, а не амперы на омы. Можете пояснить про размерность?

Извиняюсь, все правильно. Просто в числителе единицу не написали.

Иван, видите ли, данный расчет выполнен в относительных единицах. Поэтому искомые величины не имеют размерности, кроме окончательного значения тока, которое получено путем деления тока (кА) на безразмерную величину, что в итоге дает нам размерность (кА).

Вы сильно ошибаетесь в расчетах.
Расчетным режимом на стороне 0,4кВ является однофазное замыкание на землю. (Вы же конечно измеряли сопротивление петли фаза ноль)
Тогда расчет ведется по другой методике.
И по моим прикидкам ток кз будет состовлять

6200А Ни о какой селективности речи уже не идет. Так как коэфициент чуствительности должен быть не менее 1,2. А если по хорошему то 1,6

Сергей, Вы не правы. Во-первых низкая сторона 500 (В), во-вторых — изолированная нейтраль, в которой замыкание на землю не вызывает срабатывание аппарата защиты из-за малого тока замыкания на землю. В-третьих, расчет выполнен с приведением высокой стороны к низкой. Я же написал в конце, что можно было рассчитать и более подробно ток короткого на стороне 500 (В), учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п.

А расчет однофазного тока замыкания на землю в сетях 400 (В) с глухозаземленной нейтралью производится несколько иначе.

В таком случае соглашусь с вами. Не внимательно изучил материал. Просто по привычке посчитал что на низкой стороне обычная сеть 0,4кВ с глухозаземленной нейтралью. Для нее и вел расчет. Для изолированной нейтрали ваш расчет применим. Точность выкладок правда не просчитывал.

можно ли зделать Расчёт тока короткого замыкания не зная ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции №20 ? если да то как

Саша, все равно у Вас должны быть данные (см. проект) по мощности или току короткого замыкания питающей подстанции. Если данных все таки нет, то расчет производится с той подстанции, с которой запитана ПС-20, т.е. с энергосистемы, а там, поверьте, любые данные имеются и Вам их предоставят.

Какую анигу использовали для расчетов? напишите пожалуйста подробно

Евгений, я же в статье писал, что ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.

Я начинающий проектировщик, хотелось бы уточнить некоторые вопросы. В каких случаях при выборе сечения кабеля и вылючателей необходимо учитывать токи КЗ на низкой стороне ? И необходимо ли учитывать ток подпитки от двигателей или задвижек на низкой стороне. Вот пример, у меня есть КТП 6/0.4 на НН около 80 задвижек с номинальной мощностью от 0.85 — 1.2 кВт и разумеется к каждой задвижке свой выключатель на линии. Выбор сечения кабеля и выключателей проектировщик обосновал следующим «На НН сечение кабеля выбираем по току нагрузки + 5 — 10 %, выключатель выбираем по току нагрузки, отсечка должна быть немного большим пускового тока, и учитывать селективность по току КЗ, отключение мгновенно без выдержки», то есть ток КЗ он не закладывал в сечение провода, не учитывал ток подпитки и т п.
В каком случае нужно учитывать токи подпитки, и значение минимального и максимального КЗ при выборе сечения кабеля ?
И вообще необходимо ли их учитывать на НН ?

Здравствуйте, в первой формуле ошибка, нельзя брать корень из напряжения.

Изучайте электротехнику, Вы не правы.

Чему равен Iкз, каким образом нашли его числовое значение?? При определении реактивного сопротивления эквивалентного источника (системы)

Это ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции, берется он из проекта или у владельцев этой подстанции.

Доброго времени суток! Коллеги поделитесь расчетом токов КЗ для сети с глухозаземленной нейтралью.

Добрый день ! Уточните пожалуйста, откуда берется величина базисной мощности ?

Вроде все правильно,кроме одного!
В первой формуле ошибка,но ошибка в картинке,не в вычислениях,корень из под напряжения убрать.

Спасибо, Егор. Я и не заметил. Да, действительно, под корнем должна быть только 3, это видимо в редакторе формул корень протянулся на все выражение

Он составляет 10,766 (кА).
Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА).
С вашего позволения вопрос:
А 6кА-это максимальное значение? Почему тогда он должен отработать при КЗ в 10кА?
И еще. Для того, чтобы рассчитать КЗ в обычной квартирной розетке, надо знать ток КЗ на сборных шинах подстанции, питающей данный дом. Да?

Дмитрий, 6 (кА) — это уставка электромагнитного расцепителя. Электродинамическая стойкость при КЗ у автомата А3144 составляет 32-50 (кА), т.е. это предельный (максимальный) ток коммутации. Т.е. при коротком замыкании у сборки, ток КЗ в цепи будет составлять около 10,7 (кА) в точке К2, а это значит, что автомат должен надежно сработать и отключить поврежденный участок.

Для квартир можно тоже расчитать или воспользоваться специальным прибором для замера петли фаза-ноль, например, MZC-300. По своему опыту скажу, что для домов (квартир) вполне хватит автомата с электродинамической стойкостью 4,5 (кА), т.к. линии от ТП до жилого дома и от ВРУ до квартир достаточно длинные, они обладают большим активным сопротивлением, что приводит к снижению токов короткого замыкания до значений 0,5-1,5 (кА), а чаще и того меньше.

Во-первых, хочу вас поблалагодарить за ваши заметки. Они черезвычайно полезны.

Во-вторых, у меня есть вопрос, который вы частично раскрыли в последнем комментарии. У АВ пишут характеристику «отключающая способность» (Isc). Это, как теперь я понимаю, «электродинамическая стойкость». Связана ли она как-то с «уставкой элетромагнитного расцепителя»?

Корректно ли будет для подключения дачного домика от ВЛ поставить во вводном минищитке, который наверху и малодоступен, АВ D32 Isc=15кА. В щите после счётчика — АВ C32 Isc=10kA. Групповые автоматы обычные — класса B, С номиналом 6-20А.

Обеспечит ли это селективность и электробезопасность? Может быть, есть более оптимальный (дешёвый) вариант?

А если нет проекта с данными тока короткого замыкания на сборных шинах подстанции? Как быть? И еще вопрос — базисная мощность системы. К примеру есть две газопоршневых электростанции мощностью каждая 1 мВт, но работает одна с загрузко1 на 60% (600 кВт), а вторая в резерве. Мощность брать фактическую, т.е. 600 кВт?

Мощность берется полная одной электростанции,а не фактическая.

вот такой вопрос..
расчет значения ударного тока короткого замыкания на выходных шинах потребительской трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ

Здравствуйте!
Поясните подробнее момент с Sн=1 в определении реактивного сопротивления (Хт) двухобмоточного тр-ра — почему Sн=1?

Спасибо автору за такое прекрасное «пособие», где все разложено по полочкам. Выкладывайте побольше таких жизненных примеров. Очень полезно.
Спасибо!

Павел, спасибо за поддержку.

В формуле определения реактивного сопротивления трансформатора единица измерения базисной мощности берется в МВА, а значит и мощность трансформатора тоже нужно брать в такой же единице измерения. Мощность трансформатора составляет 1000 (кВА) или 1 (МВА), вот и подставляем в формулу 1.

Здравствуйте!
Решаю задачу по электроснабжению отрасли и запутался. Мне нужно проверить шины на термическую устойчивость. В учебниках и интернете в формулах для этой цели фигурирует значение Iп0 (начальное значение периодической составляющей тока к.з.), а у меня в задании даны такие токи: I»(3) и I∞(3). Там где знак бесконечности это устоявшийся ток, а там где двойные кавычки — непонятно. Как мне из этих двух токов рассчитать термическую стойкость?
Помогите пожалуйста.

Извиняюсь за ламерский вопрос, но в расчете Iб трансформатора там в сумме Амперы или килоАмперы?
И в данном примере — ВЛ-10 представляет собой, я так понимаю, линейную схему (т.е. от ПС до ТП)? А если врезаешься в существующую ВЛ-10? Как посчитать параметры ВЛ-10?

Здравствуйте! У меня важный вопрос,который возможно заинтересует многих здесь собравшихся — необходимо ли расчитывать короткие замыкания на стороне 0,4 кВ для выборов кабелей и проводов? ведь в ПУЭ п.1.4.2 не сказано,что расчет по кз должен вестись для этих целей. А значит и кабель не должен проверяться на термическую и электродинамическую стойкость

Здравствуйте. Из вашего опыта проектирования какое максимальное значение тока кз бывает в частном секторе, при условии что до подстанции идёт ВЛ голым алюминием 16кв мм, расстояние 500м-1км, имеет ли смыл для дома брать автоматы 6кА или же достаточно 4,5 кА?

2Викто
Исходя из моего опыта, КЗ для 0,4 не и тем более 220 V не считается, разве что «в нагрузку» к основному расчету . Посчитайте энергопотребление дома и поставьте автомат чуть больше.

Виктор, учитывая расстояние и сечение питающих проводов достаточно будет 4,5 (кА).

Для Виктор:
19.01.2015 в 03:00

При таких условиях нужно думать не о том, выдержит ли автоматический выключатель ток короткого замыкания, а о том, отключиться ли он?

Если учитывать только активное сопротивление провода, то при длине воздушной линии 500-1000 м

(500…1000) м * 0,027 Ом*кв.мм/м /16 кв.мм ≈ 0,8…1,7 Ом

При однофазном коротком замыкании ток течёт и по фазному и по нулевому проводам, поэтому сопротивление петли фаза-нуль

Без учёта сопротивления системы и индуктивного сопротивления проводов ВЛ установившийся ток короткого замыкания составит

240 В / (1,6…3,4) Ом ≈ 70…150 А

Для обеспечения требований безопасности при косвенном прикосновении, ток срабатывания мгновенного расцепителя должен быть меньше минимального значения тока короткого замыкания. Получается, что автоматический выключатель с характеристикой «С» без отбора по току отсечки может быть номинальным током не более 6 А. При номинальном токе 10 А требуется отбор по току отсечки менее 70 А. Автоматический выключатель с характеристикой «В» может быть соответственно до 13 А без отбора или 16 А с отбором по току отсечки.
Для определения допустимых номиналов автоматических выключателей нужно вызывать электролабораторию для измерения фактического значения сопротивления петли фаза-ноль. Если с лабораторией проблемы, хотя бы грубо оценить сопротивление петли фаза-ноль по падению напряжения на нагрузке. Нужен вольтметр и токоизмерительные клещи. Отключить нагрузки, особенно неожиданно включающиеся, типа холодильника. Измерить в розетке напряжение холостого хода Uхх. Включить активную нагрузку с мощностью, не превышающей допустимую по договору с энергоснабжающей организацией. Чем больше ток нагрузки, тем точнее измерение. Измерить ток нагрузки Iн и напряжение в розетке под нагрузкой Uн. Повторить измерения Uхх и Uн несколько раз, потому что у соседей нагрузка тоже не постоянная. Сопротивление петли фаза-ноль Z=(Uхх-Uн)/Iн. Но это очень грубая оценка.

Авы можете написать как рассчитать мощность короткого замыкания. у меня на ВЛ было КЗ известны — напряжение, сила тока. замыкание межфазное. ток в этик фазах разный. как рассчитать мощность получившейся потери?

Здравствуйте!
Вы сможете пожалуйста рассчитать токи короткого замыкания 9-ти этажного многоквартирного жилого дома буду вам очень благодарен!

Здравствуйте! У меня вопрос. Когда вы находили в первой формуле базисные токи у вас базисная мощность дана в МВА, тогда и напряжение должно было быть в мегавольтах, значит базисный ток должен быть в мега амперах. Мощность базисная сети у вас равна 100МВА а это значит 100000кВА. Тогда и токи базисные будут больше 5500кА.

Скажите пожалуйста на какой подстанции произошел етот случай, нужно для магистерскои работы, спасибо.

Александр, диспетчерское наименование подстанции сказать Вам я не могу по причине политики по распространению информации о предприятии.

если в первой формуле корень взяли из напряжения, то значения получатся другие. все сокращается и получится А а не кА.

Пожалуйста,если Вам не трудно, помогите решить задачу. Определите ударный ток короткого замыкания, если ток короткого замыкания на шинах тяговой подстанции составляет 8600 А, а напряжение составляет 6000В. ( очень нужно решение этой задачи, а то меня отчислят) ПОЖАЛУЙСТА.

Уважаемый автор. Не могли бы вы поделится ссылкой на книгу. В тех что в есть в интернете, нету табл. 61.11 c сопротивлением проводов и кабелей.

Этот расчёт токов КЗ не по РД 153-34.0-20.527-98 и даже не по gost_28249-93_(2003) это что-то из ряда альтернативных инноваций автора.

Не подскажите, какую программу(хорошую) можно использовать для расчета тока КЗ ?

Ярослав, так сразу и не подскажу. Есть у меня в арсенале пару простеньких программ, но в основном я все стараюсь просчитывать в ручную. Поищите в Интернете, там есть множество программ.

Здравствуйте вы пишете:
Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.

Я так понимаю автомат отработал в результате КЗ тогда из-за чего произошел пожар? Если автомат корректно отключился в результате КЗ то кабель не мог являться причиной пожара (в 80% случаев). А если КЗ произошло в результате пожара то какие вопросы к автомату у руководства? )))

День добрый, коллеги

Относительно данного примера хотел уточнить кое что согласно ПУЭ пункт 1.7.104. Как обеспечить сопртивление заземляющего устройство ? как посчитать сопротивление прикосновение и полный ток кз на землю, чтобы подобрать Rзаземлителя. Может есть примеры или расчеты, дайте пожалуйста ссылку именно в сетях с IT на напряжение 0.6кВ.

День добрый!
Объясните пожалуйста почему в формуле Хк1 и Rк1 значения Х0 и R0 разные, а называются одинаково «удельное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)»
Кабель тот же, кол-во жил и сечение то же, номер таблицы справочника тот же (скачал справочник, но в ней почему то нет этой таблицы)… не понимаю.

Михаил, Rо и Хо — это активное и реактивное удельные сопротивления кабеля, соответственно. Просто в описании я не совсем подробно их расшифровал, но тем не менее это понятно, т.к. речь сначала идет про расчет реактивного сопротивления кабельной линии, а затем активного. Эти значения не одинаковые и находятся по различным справочникам. В качестве одного из примера я указал справочник А.А.Федорова. У Федорова несколько томов, может Вы не тот том смотрели?!

Похожие публикации:

1. Резистор на землю для чего
2. Sensonic 2 как снять показания
3. В чем измеряется мощность трансформатора
4. Газовая труба бьет током в многоквартирном доме что делать

О токах короткого замыкания и его определении

Знание величины тока короткого замыкания крайне необходимо для обеспечения пожарной безопасности. Очевидно, что если измеренный ток короткого замыкания меньше тока уставки максимальной защиты автомата или 4-х кратного значения номинала тока предохранителя, то время срабатывания (перегорания плавкой вставки) будет больше, а это, в свою очередь, может привести к чрезмерному нагреву проводов и их возгоранию.

Как этот ток определить? Существуют специальные методики и специальные приборы для этого. Здесь рассмотрим вопрос как это сделать, имея лишь мультиметр или даже вольтметр. Очевидно, что этот способ имеет не очень высокую точность, но всё же достаточную для обнаружения несоответствия максимально-токовой защиты к величине этого тока.

Как это сделать в домашних условиях? Необходимо взять достаточно мощный приёмник, например, электрический чайник или утюг. Ещё неплохо бы иметь тройник. К тройнику подключаем наш потребитель и вольтметр или мультиметр в режиме измерения напряжения. Записываем установившуюся величину напряжения (U1). Отключаем потребитель, и записываем величину напряжения без нагрузки (U2). Дальше производим расчёт. Нужно разделить мощность вашего потребителя (P) на разность замеренных напряжений.

Покажем на примере. Чайник 2 кВт. Первый замер – 215 В, второй замер – 230 В. По расчёту получается 133,3 А. Если стоит, например, автомат ВА47-29 с характеристикой С, то его уставка будет от 80 до 160 Ампер. Следовательно, возможно, что этот автомат сработает с задержкой. По характеристике автомата можно определить, что время срабатывания может быть при этом до 5 секунд.

Что в принципе опасно. Что делать? Нужно увеличить величину тока короткого замыкания. Увеличить этот ток можно установив более мощный трансформатор на подстанции или увеличить сечение проводов питающей линии.

Более реальный путь. Проверить величину этого тока непосредственно на автомате. Если этот ток достаточно большой (более 200 А в данном случае) проверить соединения (контакты) до места замера или заменить проводку в пределах квартиры (дома).

Автор статьи: Леонтьев Сергей Иванович — преподаватель спец. дисциплин Коркинского горно-строительного техникума.

• Такой привычный обогреватель, а сколько опасностей: как уберечься от пожара
• Как экономить электроэнергию в квартире и частном доме
• Как влияет мощность бытовых приборов на электрическую проводку

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями: