Ток кз: Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования – РТС-тендер

Применение ограничителя тока — Ограничение токов КЗ (Аппараты)

Ограничители Is-limiters часто используются для связи между двумя системами или частями систем, имеющих недостаточно высокую устойчивость к токам КЗ при параллельном подключении через выключатель.

Вместо проектирования двух систем с расчетом на удвоенное значение тока КЗ, в точке соединения устанавливается ограничитель Is-limiter. В случае повреждения он ограничивает максимальный ток КЗ в фазе нарастания. Его установка позволяет отделить системы друг от друга еще до того, как значение тока КЗ станет критическим для компонентов системы. После разделения системы точка короткого замыкания будет подпитываться только от поврежденной части системы, и данное КЗ достаточно легко отключить при помощи соответствующего выключателя. Таким образом, максимальный ток КЗ не превышает значение тока КЗ за одиночным трансформатором на любом участке в пределах распределительного устройства. При срабатывании Is-limiter напряжение в системе, на которую не оказывает влияние произошедшее короткое замыкание, падает всего лишь на доли миллисекунды.

Таким образом, даже чувствительные нагрузки защищены от провалов напряжения. Поэтому, применение Is-limiter для связи «незащищенной» и «защищенной» систем является весьма эффективным. Смотрите Рисунок 2 ниже.

Питание собственных нужд электростанции и сети общего пользования

Все чаще системы питания собственных нужд объектов, работающие параллельно с сетями общего пользования, можно встретить как в промышленном секторе, так и в сфере услуг. При повреждении в коммунальной сети дополнительная подпитка точки КЗ от источника энергоснабжения собственных нужд станции приведет к превышению допустимых уровней токов на шинах РУ электростанции.

На Рисунке 2 показано наиболее приемлемое с технической точки зрения, и, как показывает практика, безальтернативное решение: использование Is-limiter при подключении электросетевого объекта к коммунальной сети энергоснабжения. При необходимости Is-limiter может отвечать требованиям направленного срабатывания. В этом случае потребуется установка трех дополнительных трансформаторов тока в главных цепях генератора, обмотки которого соединены в «звезду». При использовании критерия направленности действия Is-limiter будет срабатывать только при коротких замыканиях в коммунальной сети электроснабжения. Смотрите Рисунок 3 ниже.

Ограничитель тока Is-limiter в цепи генератора для защиты системы высокого напряжения

Отмена государственного регулирования на рынке приводит к установке множества дополнительных генераторов. По этой причине токи КЗ в системе высокого напряжения будут слишком велики. Использование ограничителя Is-limiter позволит защитить распределительные устройства высокого напряжения от коротких замыканий, подпитываемых данными генераторов. Смотрите Рисунок 4 ниже.

Параллельное подключение ограничителей тока I_S-limiters и реакторов

Если при коротком замыкании не все компоненты системы должны быть выведены из работы с последующим питанием через токоограничивающий реактор, он может быть шунтирован ограничителем тока Is-limiter в нормальном режиме работы во избежание потерь в меди, колебаний напряжения, которые в противном случае будут возникать при изменении нагрузки и как результат электромагнитного влияния каждого реактора. На Рисунке 4 показано параллельное подключение ограничителя тока Is-limiter и реакторов на вводе и отходящей линии.

Смотрите Рисунок 5 ниже.

Обеспечение селективности при использовании нескольких I_S-limiters

Когда в системе установлено несколько ограничителей тока, селективность отключения достигается за счет применения дополнительного критерия переключения. В таких случаях будет срабатывать только ограничитель, находящийся ближе всего к месту повреждения. Рисунок 5 ниже иллюстрирует данный случай.

ССЫЛКИ
[1] Dreimann, E.; Grafe, V.; Hartung, K.-H.: “Protective device for limiting short-circuit currents»etz 1 15 (1994) 9, 492-494 («Устройство защиты для ограничения токов КЗ»)
[2] Is-limiter, ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2000 («Устройство защиты для ограничения токов КЗ»)

Карл Хайнц Хартунг (Karl Heinz Hartung) родился в 1945 году в городе Нойкирхен. Он получил диплом Магистра технических наук в области электротехники в техническом университете г. Ахен. Профессия: ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, Департамент разработки (расчет токов КЗ, Is-Limiter, электронное оборудование для тестирования, критические температуры, выключатели), с 1992 года – Директор подразделения Is-Limiter. Также является членом Рабочей группы CIGRE 13.10 «Технические характеристики ограничителей тока»

Токи короткого замыкания от электродвигателей

Токи двигателя в переходном процессе короткого замыкания. Ток к моменту отключения короткого замыкания

При расчете тока к.з. от двигателей для проверки аппаратов РУ или выбора релейной защиты периодическую составляющую тока от асинхронного двигателя можно определить по упрощенному выражению

где — расчетная постоянная времени периодического тока; — сверхпереходное индуктивное сопротивление, определяемое по кратности пускового тока; — активное сопротивление ротора при номинальном скольжении, приведенное к статору.
Апериодические составляющие тока синхронного и асинхронного двигателя при наибольшем ее начальном значении определяют по выражению

где постоянная времени апериодического тока; — активное сопротивление статорной цепи, включая внешнее сопротивление до точки к. з.
При отсутствии точных параметров значения и для асинхронного двигателя следует принимать по табл. 38-8.
Упрощенное выражение для периодической составляющей тока синхронного двигателя без учета форсйровки возбуждения имеет вид

где — сверхпереходный ток двигателя; — установившийся ток двигателя.
Синхронная э. д. с. примерно пропорциональна току возбуждения в предшествующем режиме:

Для определения периодического и апериодического токов двигателя к моменту отключения к. з. в выражениях токов и следует подставить t=τ — расчетное время отключения.
Периодический ток двигателя к моменту отключения:
— асинхронный двигатель;
-синхронный двигатель.
Апериодический ток двигателя к моменту отключения

Ток короткого замыкания от группы двигателей

На некоторых установках к шинам 3-10 кВ подключен ряд двигателей, в общем случае различных по типу и мощности. При оценке результирующего влияния всех двигателей на ток к. з. в месте повреждения целесообразно все двигатели или отдельные группы их заменить одним эквивалентным двигателем. При эквивалентировании должны быть выполнены условия; периодическая и апериодическая составляющие тока в момент t переходного процесса от группы двигателей и от эквивалентного двигателя должны быть равны друг другу с допустимой погрешностью. При малой продолжительности к. з. (до 0,2 с) можно эквивалентировать совместно группу из синхронных и асинхронных двигателей. В этом случае условия эквивалентирования группы из n двигателей будут:

Сверхпереходный ток эквивалентного двигателя определяют как сумму сверхпереходных токов отдельных двигателей:

Постоянные времени и эквивалентного двигателя следует определять как средневзвешенные величины в зависимости от сверхпереходных токов отдельных двигателей:

Периодическая и апериодическая составляющие тока к. з. от группы двигателей (или эквивалентного двигателя) равны:

При продолжительности к. з. более 0,2 с синхронные двигатели следует учитывать отдельно.

Учет токов короткого замыкания двигателей в установках собственных нужд 3-6 кВ тепловых электростанций

При выборе аппаратов и кабелей сети 3- 6 кВ собственных нужд тепловых станций с мощными блоками следует учитывать подпитку от двигателей с. н. 3-6 кВ. При определенной мощности генератора и пылеугольном топливе состав двигателей с. н. блока примерно одинаков. Это позволяет упростить учет токов к. з. от двигателей с. н.
Использованием изложенного выше метода эквивалентирования двигателей получены параметры эквивалентного двигателя, заменяющего группу двигателей, подключенных к секции с. н. одного блока. Если секция получает питание от трансформатора с расщепленной обмоткой, то учитываются двигатели одной .полусекции, связанные электрически.
В табл. 38-9 приведены параметры эквивалентного двигателя для с. н. блоков 100- 300 МВт. Даны значения ударного коэффициента и коэффициентов и , характеризующие периодический и апериодический токи двигателя к моменту отключения к. з.

Время отключения принято τ=0,1 с. Суммарная номинальная мощность двигателей и суммарный номинальный ток должны быть известны для конкретной станции. При отсутствии точных данных можно принимать номинальную мощность двигателей с. н. 6 кв блока равной 6-8% мощности блока.
По данным табл. 38-9 ток к. з. от двигателей с. н. секции блока определяют следующим образом.
Сверхпереходный ток

где — сумма, номинальных токов двигателей с. н. секции.
Ударный ток

Ток к моменту отключения при t=0,1 с (выключатели ВМП-10, ВМГ-133, ВЭМ-6): периодическая составляющая

апериодическая составляющая

Максимальное КЗ и среднеквадратичное значение

Тип продуктаКабельные скобы (12)Кабельные вводы (106)

Правила монтажа оборудованияAS/NZS, для горнодобывающей отрасли (Группа I) (15)Зоны AS/NZS (48)Разделы класса CEC (20)Зоны класса CEC (26)CEC, не классифицировано (3)GOST Zones (36)IEC, для горнодобывающей отрасли (Группа I) (14)IEC, не классифицировано (45)Зоны IEC (49)Разделы класса NEC (19)Зоны класса NEC (19)NEC, не классифицировано (3)Зоны Norsok (11)Параллельная конструкция (8)Один кабель (8)Трехлистная компоновка кабелей (7)

Тип защиты1Ex d IIC Gb X (27)1Ex e IIC Gb X (36)2Ex nR IIC Gc X (27)Класс I, Разд. 1 (8)Класс I, Разд. 1, Группы A, B, C, D (8)Класс I, Разд. 2 (18)Класс I, Разд. 2, Группы A, B, C, D (17)Класс I, Группы A, B, C, D (6)Класс I, Группы B, C, D (2)Класс I, Зона 1 (19)Класс I, Зона 1, AEx d IIC Gb (10)Класс I, Зона 1, AEx e IIC Gb (19)Класс I, Зона 2 (19)Класс I, Зона 2, AEx d IIC Gb (10)Класс I, Зона 2, AEx e IIC Gb (12)Класс I, Зона 2, AEx nR IIC Gc (8)Класс I, Зона 20 (10)Класс I, Зона 20, AEx ta IIIC Da (10)Класс I, Зона 21 (10)Класс I, Зона 21, AEx tb IIIC Db (10)Класс I, Зона 22 (10)Класс I, Зона 22, AEx tc IIIC Dc (10)Класс II, Разд. 1 (10)Класс I, Разд. 1, Группы E, F, G (10)Класс II, Разд. 2 (18)Класс II, Разд. 2, Группы E, F, G (18)Класс III, Разд. 1 (15)Класс III, Разд. 2 (13)Ex d I Mb (20)Ex d IIC Gb (36)Ex db I Mb (1)Ex db IIC Gb (1)Ex e I Mb (20)Ex e IIC Gb (46)Ex eb I Mb (1)Ex eb IIC Gb (3)Ex nR IIC Gc (34)Ex nRc IIC Gc (1)Ex ta IIIC Da (43)Ex ta IIIC Da X (35)Ex tb IIIC Db (43)Ex tb IIIC Db X (35)Ex tc IIIC Dc (43)Ex tc IIIC Dc X (35)Ex tD A21 IP66 (2)Промышленного назначения (45)Стандартные среды (6)Одноболтовой (10)Двухболтовой (10)Влажные среды (6)

Тип кабеляАлюминиевая ленточная броня (ASA) (25)Алюминиевая ленточная броня (например, ATA) (24)Алюминиевая проволочная броня (AWA) (34)Оснащенные броней и оболочкой (24)Судовой кабель с броней в виде оплетки (24)Гофрированная металлическая броня, приваренная непрерывным швом (MC-HL) — алюминий (4)Гофрофольгированная броня, приваренная непрерывным швом (MC-HL) — сталь (4)Гофрированная и взаимосвязанная металлическая броня (MC) — алюминий (4)Гофрированная и взаимосвязанная металлическая броня (MC) — сталь (4)Сверхтвердый шнур (2)Небронированный кабель плоской формы (2)Гибкий шнур (5)Освинцованный кабель с алюминиевой проволочной броней (LC/AWA) (9)Освинцованный кабель с гибкой проволочной броней (LC/PWA) (8)Освинцованный кабель с однослойной проволочной броней (LC/SWA) (9)Освинцованный кабель со стальной ленточной броней (LC/STA) (8)Освинцованный кабель с ленточной броней (LC/ASA) (8)Освинцованный кабель с броней в виде проволочной оплетки (8)Освинцованный небронированный кабель (2)M10 (12)M12 (8)Морской судовой кабель с броней в виде оплетки (24)Морской судовой кабель (11)Небронированный морской судовой кабель (19)Гибкая проволочная броня (PWA) (27)Оплетка и алюминиевая проволочная броня (AWA) (4)Оплетка и однослойная проволочная броня (SWA) (4)Гибкая проволочная (EMC) оплетка (например, CY/SY) (42)Однослойная проволочная броня (SWA) (38)Стальная ленточная броня (STA) (24)TECK (4)TECK 90 (4)TECK 90-HL (4)Кабель, укладывающийся в короб (9)Без брони (27)Броня в виде проволочной оплетки (42)

Конфигурация уплотненияДвойное наружное уплотнение (3)Внутреннее и наружное уплотнения (28)Внутреннее защитное уплотнение и кабельный ввод (2)Внутреннее защитное уплотнение и наружное уплотнение (18)Внутреннее защитное уплотнение и наружное уплотнение/переходная муфта FRAS (1)Без уплотнения (4)Наружное уплотнение (46)Наружное уплотнение/кабельный ввод (3)Наружное уплотнение/переходная муфта FRAS (1)Очень высокая (12)

СертификатыABS (67)Алюминий (3)Алюминий/нержавеющая сталь (1)ATEX (61)BS 6121 (45)BV (40)c-CSA-us (19)CCO-PESO (44)CSA (11)DNV-GL (41)Алюминий, покрытый эпоксидным составом (2)ГОСТ К (74)ГОСТ Р (44)IEC 62444 (45)IECEX (61)INMETRO (30)KCC (27)Lloyds (70)LSF (2)Одобренный LUL (Лондонский метрополитен) полимер (2)NEPSI (34)Нейлон (2)RETIE (35)Нержавеющая сталь (6)TR-CU-EAC (38)UL (9)

Защита от влагиОсевая нагрузка (12)Горизонтальная нагрузка (12)Нет (68)Силы при коротком замыкании (8)Да (41)

Вольтметр ВРТ-М02 с функцией мониторинга тока короткого замыкания и сопротивления цепи фаза-ноль сети и сравнения с током срабатывания вводного автомата

 Цифровой одномодульный вольтметр прямого включения ВРТ-М02, совмещённый с измерителем тока короткого замыкания и сопротивления цепи фаза-ноль и контролем состояния защитного провода РЕ, предназначен для постоянного мониторинга напряжения сети. Кроме постоянного мониторинга напряжения сети, прибор позволяет оценить способность срабатывания установленных автоматических выключателей (правильность выбора их номинала) на вводе в дом или квартиру при коротком замыкании, т.е. хватит ему тока КЗ для мгновенного срабатывания или нет.

 Все имеющиеся сегодня приборы защиты от обрыва нуля реагируют только на перекос фазных напряжений, возникающий при не симметричных нагрузках на фазы при обрыве нуля. При обрыве нуля и при симметричных нагрузках на фазы (электродвигатели и пр.) они не срабатывают. Основная задача данного прибора — постоянная проверка соответствия состояния электрической сети и сравнение с установленным автоматом защиты, это гарантирует мгновенное срабатывание установленного автомата при коротком замыкании. Является средством контроля. Периодической поверке не подлежит.

 ВНИМАНИЕ: Устанавливать прибор ТОЛЬКО до УЗО!

КОНСТРУКЦИЯ

 Измерители выпускаются в унифицированном пластмассовом корпусе с передним присоединением проводов питания и коммутируемых электрических цепей. Крепление осуществляется на монтажную рейку-DIN шириной 35мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003) или на ровную поверхность. Для установки Измерителя на ровную поверхность замки необходимо раздвинуть. Конструкция клемм обеспечивает надёжный зажим проводов сечением до 2,5мм². На лицевой панели приборов  расположен цифровой индикатор отображающий величину напряжения питания и кнопка считывания информации и сброса показаний.

 ВНИМАНИЕ: Момент затяжки винтового соединения должен составлять 0,4 Нм. Следует использовать отвертку

0,6*3,5мм

РАБОТА

 При включении прибор ВРТ-М02 показывает текущее напряжение сети. Через 1 минуту после включения производится автоматическое измерение тока КЗ и сравнение с запрограммированным значением автоматического выключателя. Если измеренное значение меньше допустимого (достаточного для мгновенного срабатывания) — включается звуковой сигнал и загорается светодиод «КЗ». Выключить звуковой сигнал можно нажатием кнопки, светодиод будет гореть до устранения неисправности. Автоматическое измерение тока КЗ производится каждые 24 часа. Запуск измерения тока КЗ вручную возможен не ранее 30 секунд после предыдущего измерения.

 Просмотр параметров:

 1-е нажатие — индикация максимального напряжения с момента последнего сброса.

 2-е нажатие — индикация минимального напряжения с момента последнего сброса.

 3-е нажатие — индикация количества включений (пропаданий сетевого напряжения) с момента последнего сброса.

 4-е нажатие — индикация усреднённого тока КЗ с момента последнего сброса (сопровождается миганием светодиода «КЗ»).

 5-е нажатие — индикация запрограммированного значения тока и характеристики автомата защиты.

 6-е нажатие — напряжение PE (сопровождается миганием светодиода «РЕ»). При напряжении PE более 100В — индикация Err. Если при работе выбран режим PE0, то будут прочерки.

 7-е нажатие — возврат в начало (режим индикации напряжения)

 Без нажатия кнопки через 10с выход в режим индикации напряжения.

    Программирование прибора:

 Длительное нажатие кнопки (5 секунд) — сброс всей накопленной информации.

 Задание порога срабатывания защиты осуществляется кнопкой. Удерживать кнопку 10с. На 5-й секунде произойдёт сброс накопленной информации. На 10-й — появится установленное значение автомата (по умолчанию С16).

 Последующими нажатиями (см таблицу ниже), установить и двойным кликом выбрать характеристику (B, C или D), затем одинар-

ными кликами установить и двойным кликом выбрать ток автомата (через 10 секунд запоминание и выход в рабочий режим).

 Следующее нажатие кнопки переключит в режим задания контроля «РЕ». РЕ0 — контроль отключён (для работы прибора в

двухпроводных сетях без провода РЕ). РЕ1 — контроль включён.

 Выбранный режим работы будет сохранен в памяти микроконтроллера и вольтметр переключится в рабочий режим автоматически.

 При токе КЗ больше 999А — циклический вывод бегущей строкой.

 Прибор ВРТ-М02 фиксирует в реальном времени изменение тока короткого замыкания в цепи фаза-ноль (при обрыве нуля оно резко возрастает) и в случае его повышения сигнализирует об этом.

 Прибор программируется пользователем на конкретный тип автомата защиты (от 10 до 100А, характеристики B, C или D, заводская настройка — С16). Периодически проверяет ток КЗ, сравнивает с допустимым током для данного автомата, с учётом его характеристики (B, C или D), т.е. кратности тока срабатывания (примерно на 20% больше максимального тока). При недостаточности тока КЗ для мгновенного срабатывания — выдаёт звуковой и световой сигнал (мигание красного светодиода «авария КЗ») до восстановления цепи (устранения неисправности) или перепрограммирования на меньший ток автомата. По нажатию кнопки на передней панели показывает измеренный ток КЗ в сети и сопротивление цепи фаза-ноль, максимальное, минимальное зафиксированное напряжение и количество пропаданий сетевого напряжения.

 Также ВРТ-М02 проверяет целостность защитного провода РЕ. При появлении на нём напряжения или его обрыве — срабатывает звуковая и световая (горит красный светодиод «авария РЕ») сигнализация.

 Применение этого прибора позволит вовремя обнаружить неисправность электропроводки и, тем самым, снизит вероятность

возникновения пожара при коротком замыкании в сети, а также снизит вероятность поражения человека электрическим током при

появлении напряжения на корпусе оборудования при аварии защитного проводника РЕ.

ВНИМАНИЕ:  Сохранения параметров не происходит при просмотре событий.

 Самая главная задача этого прибора, это постоянная проверка соответствия состояния электрической сети и сравнение с установленным автоматом защиты. Это гарантирует мгновенное срабатывание установленного автомата при коротком замыкании.

Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и

Элементы электроснабжения и электрического освещения

Расчет токов короткого замыкания необходим для правиль­ного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземленным корпусом электроприемника в схемах с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом. Его величина, А, может быть определена по формуле

где Uф — фазное напряжение сети, В;

Zп — сопротивление петли фаза-нуль, Ом,

R — активное сопротивление одного провода цепи корот­кого замыкания, Ом;

X — индуктивное сопротивление, рассчитываемое по удель­ному индуктивному сопротивлению равному 0,6 Ом/км;

Zт — полное сопротивление фазной обмотки трансформа­тора на стороне низшего напряжения, Ом,

где UH, IH — номинальные напряжение и ток трансформатора;

UK% — напряжение короткого замыкания трансформатора, % от номинального.

Величины UH, lН и Uк% для соответствующего трансформа­тора приводятся в главе 5.

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, по роду напряжения и тока, ->о величине мощности.

Следует иметь в виду современную тенденцию, заклю­чающуюся в том, что при выборе между предохранителями и автоматическими выключателями, предпочтение отдается последним в силу их большей надежности, лучшей защиты от неполнофазных режимов, универсальности и т. д.

Выбор аппаратов по напряжению заключается в соответ­ствии номинального напряжения, указанного в паспорте ап­парата, и его рода (переменное, постоянное) номинальному напряжению питающей сети. При выборе аппарата по току следует учесть, что его номинальный ток должен быть не меньше рабочего тока установки.

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбираются прежде всего по номинальным значениям напряжения и тока. Затем опреде­ляются токи уставки теплового и электромагнитного расцепителей.

Тепловой росцепитель автомата защищает электроуста­новку от длительной перегрузки по току. Ток уставки теплового расцепителя принимается равным на 15—20% больше рабочего тока:

где 1Р — рабочий ток электроустановки, А.

Электромагнитный расцепитель автомата защищает электроустановку от коротких замыканий. Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется из следующих соображений: автомат не должен срабатывать от пусковых токов двигателя электроустановки Iпуск.дв., а ток срабатывания электромагнитного расцепителя IЭМР выбирается кратным току срабатывания теплового расцепителя:

где К = 4,5—10 — коэффициент кратности тока срабатывания электромагнитного расцелителя.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности и по отключающей способности. Автоматы с номинальным током до 100 А должны срабатывать при условии

где IО.К.З. — ток однофазного короткого замыкания.

Автоматы с номинальным током более 100 А должны срабатывать при

Отключающая способность автомата с электромагнитным расцепителем определяется величиной тока трехфазного короткого замыкания IТ. К.З.

Выбор предохранителей

Ток плавкой вставки предохранителя выбирается в соот­ветствии с выражением

Ток плавкой  вставки предохранителей, используемых для защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

где Iпуск — пусковой ток двигателя, А;

β — коэффициент, зависящий от условий пуска, при сред­них условиях пуска (β = 2,5.

Простой метод расчета основных токов короткого замыкания

Дата публикации: 2 окт.2020 г. Последнее обновление: 2 окт.2020 г. Абдур Рехман

Чтобы глубже изучить простой способ расчета тока короткого замыкания, мы должны сначала разработать нашу базу знаний по основам анализа короткого замыкания.

«Анализ тока короткого замыкания используется для определения величины тока короткого замыкания, который способна производить система, и сравнения величины величины короткого замыкания с отключающей способностью устройств защиты от сверхтоков (OCPD). «

Мы всегда должны помнить, что номинальный ток отключения не совпадает с номинальным током короткого замыкания (SCCR). Если вы хотите узнать об этом больше, расскажите нам в комментариях, и мы обсудим это в другом блоге.

В предыдущем блоге мы кратко познакомили вас с «Анализ короткого замыкания» . Если вы еще не проверяли его, прочтите этот блог, а затем вернитесь к этому!

Основная электрическая теорема гласит, что ток короткого замыкания на самом деле зависит от двух наиболее важных параметров:

1. Суммарный импеданс от источника до точки повреждения
2. Номинальное напряжение системы

С помощью основной формулы мы можем легко рассчитать ток короткого замыкания в месте повреждения, и с помощью этих значений мы можем проанализировать систему и установить защитные устройства и защитить объект от любого серьезного повреждения или повреждения.

I_fault = V / Z

Существует множество методов расчета токов короткого замыкания, однако мы дадим вам основное представление о том, как можно рассчитать токи короткого замыкания в простой распределительной системе переменного тока.

Пожалуйста, рассмотрите однолинейную схему (SLD) с электросетью, трансформатором и устройством защиты от перегрузки по току (OCPD), имеющим определенный номинал прерывания тока короткого замыкания.

Давайте сначала поговорим об источнике питания.Обычно мы рассматриваем источник питания или сеть как бесконечную емкость или «Источник имеет бесконечную шину».

Все, что было сказано, это то, что напряжение источника не имеет внутреннего сопротивления. В результате простой расчет становится очень консервативным. Поскольку предполагается, что источник не имеет собственного импеданса, соответствующий ток короткого замыкания будет наихудшим сценарием.

Теперь следующее, что мы видим на нашей однолинейной схеме, — это трансформатор. Импеданс, определяющий величину тока короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора, состоит из двух отдельных импедансов:

«Собственный импеданс плюс импеданс кабеля, подключенного между электросетью и трансформатором.Собственный импеданс трансформатора — это величина его сопротивления протеканию через него тока короткого замыкания ».

Все трансформаторы имеют импеданс, который обычно выражается в процентах напряжения. Это процент от нормального номинального первичного напряжения, которое должно быть приложено к трансформатору, чтобы вызвать протекание номинального тока полной нагрузки по короткозамкнутой вторичной обмотке.

Что это значит? а почему важен простой расчет?

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по разработке энергетических систем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, и получите от этого пользу.

Предположим, что если у нас есть понижающий трансформатор 480 В / 220 В с импедансом 5%, это означает, что 5% от 480 В, т.е. 24 В, приложенные к его первичной стороне, вызовут ток номинальной нагрузки во вторичной обмотке. .

Если 5% первичного напряжения вызовут такой ток, то 100% первичного напряжения вызовут 20-кратный (100 деленный на 5) вторичный ток с номинальной полной нагрузкой, протекающий через короткое замыкание на его вторичных выводах.

Очевидно, что чем ниже полное сопротивление трансформатора с заданным номиналом кВА, тем большую величину тока короткого замыкания он может выдать.

Теперь, когда мы понимаем основные переменные, которые определяют токи короткого замыкания, давайте сделаем простой расчет для той же однолинейной схемы, которая упоминалась выше.

Предположим, у нас есть простая система распределения, состоящая из следующих компонентов:

• Энергосистема, обеспечивающая питание системы
• Понижающий трансформатор для преобразования уровня напряжения
• Трансформатор тока для понижения уровня тока, который затем подается на реле
• Реле для защиты, которое подает сигнал на автоматический выключатель при любом ненормальном состоянии.Ознакомьтесь с курсом «Основы защиты энергосистемы» , в котором мы кратко обсудили «Типы защитных реле и требования к конструкции».

Считайте, что на главной шине произошло короткое замыкание. Для ясности и упрощения предположим, что сопротивление линии между вторичной обмоткой трансформатора и местом повреждения пренебрежимо мало.

Во время неисправности трансформатор тока определит величину тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора, в результате чего реле максимального тока (OC Relay) немедленно сработает и подаст сигнал на подключенный автоматический выключатель, который сработает. со временем разомкнуть его контакты и уберечь рабочий персонал от травм.Таким образом будет защищена система, подключенная к выходу этой шины.

Итак, для правильной работы всех этих защитных устройств нам необходимо определить 2 вещи.

1. Определить вторичный ток полной нагрузки (Isec)
2. Определить значение тока короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора (Isc)

Для этого мы будем использовать простую формулу. Предположим, сеть имеет номинальную мощность 100 кВА и значение импеданса 2.5%, и мы уже знаем, что 220 вольт доступны на вторичной обмотке трансформатора. Итак,

I_sec = (номинальная мощность источника в кВА) / (напряжение вторичной обмотки трансформатора)

Подставив значения, мы получим;

I_sec = 100000/220

Теперь мы рассчитаем значение тока короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора, это поможет защитному устройству действовать соответствующим образом.

I_sc = ((100%) / ((Импеданс трансформатора (Z%))) * I_sec

Подставив значения, мы получим;

I_sc = (100/2.5) * 454,54

I_sc = 18181,6 А

Ор, 18,18 КА. Это означает, что защитное устройство, которое мы будем использовать, должно иметь мощность короткого замыкания более 20 кА. Это поможет устройству защиты от сверхтоков (OCPD) безопасно прервать это количество тока короткого замыкания.

В этом блоге вы получили общее представление о том, как рассчитать ток короткого замыкания для малой энергосистемы.

В следующем блоге (посвященном короткому замыканию) мы углубимся и объясним каждый аспект расчета токов короткого замыкания в однофазной и трехфазной энергосистеме.

Надеюсь, вам понравится этот блог, и вы также будете рекомендовать его другим. Если у вас есть вопросы, задавайте их в комментариях.

• ---

  Об авторе

  Абдур Рехман (Abdur Rehman) — профессиональный инженер-электрик с более чем восьмилетним опытом работы с оборудованием от 208 В до 115 кВ как в коммунальных, так и в промышленных и коммерческих помещениях. Особое внимание он уделяет исследованиям в области защиты энергосистем и инженерии.

Майк Холт Доступный ток короткого замыкания

Автор: Майк Холт, опубликовано в журнале EC&M Magazine

Доступный ток короткого замыкания (SCA) — это доступный ток в амперах.
в данной точке электрической системы. Этот доступный ток короткого замыкания сначала определяется в
вторичные клеммы сетевого трансформатора. После этого доступный ток короткого замыкания равен
рассчитывается на зажимах вспомогательного оборудования, распределительной панели и нагрузке ответвительной цепи.

Доступный ток короткого замыкания различен в каждой точке электрического
система; он самый высокий на трансформаторе электросети и самый низкий на нагрузке параллельной цепи. Доступные
ток короткого замыкания зависит от полного сопротивления цепи, которое увеличивается после
трансформатор электросети. Чем больше полное сопротивление цепи (трансформатор электросети и аддитивные сопротивления
проводов цепи), тем меньше доступный ток короткого замыкания.

Факторы, влияющие на доступный ток короткого замыкания в электросети
трансформатор включает в себя напряжение системы, номинальную мощность трансформатора в кВА и его полное сопротивление (как выражено
в процентах). Свойства, влияющие на импеданс цепи, включают материал проводника.
(медь по сравнению с алюминием), размер проводника и его длина.

Комментарий автора: Импеданс цепи увеличивается с дальнейшим увеличением
от сетевого трансформатора, поэтому доступный ток короткого замыкания ниже по потоку от
трансформатор электросети.

Рейтинг прерывания. Устройства защиты от перегрузки по току, такие как автоматические выключатели и предохранители, предназначены для
для прерывания цепи, и они должны иметь номинальный отключаемый ток (AIR), достаточный для
доступный ток короткого замыкания в соответствии с разделами 110-9 и 240-1. Если не указано иное,
номинальный отключаемый ток для автоматических выключателей составляет 5000 ампер [240-83 (c)] и
10 000 ампер для предохранителей параллельной цепи [240-60 (c)].

Чрезвычайно высокие значения протекания тока (вызванные коротким замыканием или заземлением
разломы) создают огромные разрушительные тепловые и магнитные силы. Если в цепи максимальная токовая защита
устройство не рассчитано на прерывание тока при доступных значениях неисправности, оно может взорваться во время
пытаясь устранить ошибку. Естественно, это может привести к серьезным травмам, смерти, а также к повреждению имущества.
повреждать.

Защита электрических компонентов. В дополнение к отключающей способности для устройств максимального тока, электрические
оборудование, компоненты и проводники цепи должны иметь номинальный ток короткого замыкания (выдерживать)
что позволит устройству защиты от перегрузки по току устранить неисправность без значительного повреждения
к любому из компонентов электрической системы [110-9, 110-10, 250-2 (d), 250-90, 250-96 (a) и
Таблица 250-122 Примечание].

Если доступный ток короткого замыкания превышает ток оборудования / проводника
номинальный ток короткого замыкания, тогда тепловые и магнитные силы могут вызвать взрыв оборудования
и / или проводники цепи, а также заземляющие проводники для испарения. Единственное решение
проблема чрезмерно доступного тока короткого замыкания до

(1) Установите оборудование с более высоким током короткого замыкания.
рейтинг

(2) Защитите компоненты цепи токоограничивающим
защитное устройство, такое как предохранитель с быстрым срабатыванием, который может уменьшить пропускаемую энергию.

Номинальные значения тока короткого замыкания

Ресурсы для пользователей и покупателей оборудования

Достижение соответствия нормам защиты от короткого замыкания

Во-первых: узнайте доступный ток короткого замыкания на вашем предприятии, где установлено оборудование.

Eaton предлагает два решения для решения этой проблемы:

Bussmann series FC2 Available Fault Current Calculator — это онлайн и мобильное приложение, которое упрощает вычисление уровней тока повреждения и генерирует соответствующие NEC® 110. 24 этикетки и однолинейные диаграммы. Знание доступного тока короткого замыкания жизненно важно для соответствия требованиям NEC и OSHA SCCR. Это бесплатное мобильное устройство (устройства Apple и Android) можно загрузить в магазине приложений или использовать веб-версию. Посмотрите это видео, чтобы увидеть, насколько легко им пользоваться.

Для всестороннего исследования тока короткого замыкания Eaton’s Electrical Engineering Services and Systems (EESS) предоставляет портфель услуг, включая анализ тока короткого замыкания и документацию. Чтобы получить дополнительную информацию или запросить первичную консультацию, позвоните по бесплатному телефону 855-BUSSMANN (855-287-7626).

Второй: Уточните требования SCCR для вашего оборудования с поставщиками и установщиками.

SCCR оборудования должен быть равен доступному току короткого замыкания в месте установки оборудования или превышать его.Примите во внимание будущие события, которые могут повлиять на доступный ток повреждения в месте установки оборудования, например, перемещение оборудования туда, где ток повреждения выше, или изменения распределительного оборудования, которые могут увеличить ток повреждения, например, установка шинопровода или замена трансформатора. Чтобы получить дополнительное обучение, помощь или поддержку в определении требований SCCR, позвоните по бесплатному телефону 855-BUSSMANN (855-287-7626) или напишите по адресу [email protected].

Третье: использование доступных ресурсов для проверки правильности приложения.

Требовать документированного анализа SCCR для подтверждения рейтингов. Опросы показывают, что многие инженеры-проектировщики испытывают затруднения при интерпретации процедуры SCCR и поиске информации SCCR. Eaton предоставляет ресурсы, которые помогают инженерам рассчитывать и документировать SCCR оборудования, а также находить компоненты, устраняющие слабые звенья SCCR.

Свяжитесь с Eaton для бесплатного обучения и аналитической поддержки. Eaton предоставляет бесплатное обучение для покупателей и производителей промышленного оборудования и машин.Eaton также предоставляет бесплатный анализ SCCR. Для получения дополнительной информации позвоните по бесплатному телефону 855-BUSSMANN (855-287-7626) или напишите по электронной почте FuseTech@eaton. com.

Указания по применению и литература

Получите представление об этом часто неправильно понимаемом предмете и о том, как можно спланировать и реализовать эффективную стратегию SCCR.

Расчет тока короткого замыкания — журнал IAEI

Один из самых фундаментальных расчетов системы распределения электроэнергии — это расчет доступного тока короткого замыкания.В выпуске журнала IAEI за сентябрь — октябрь 2012 г. была статья под названием «Основы, максимальный ток повреждения», в которой говорилось на эту тему, но не рассматривались математические выкладки. С тех пор я получил много просьб заняться математикой. Я надеюсь, что эта статья удовлетворит любопытные умы подробностями о вычислении доступного тока короткого замыкания и предоставит некоторые уравнения для изучения студентом.

Доступный ток короткого замыкания

Максимальный доступный ток короткого замыкания является важным параметром для каждой системы распределения электроэнергии, поскольку он обеспечивает точку данных, необходимую для подтверждения того, что оборудование применяется в пределах своих номинальных характеристик, и что система работает в соответствии с ожиданиями. Имеющийся ток короткого замыкания также используется во многих других приложениях.

Национальный электротехнический кодекс требует эту точку данных для обеспечения соблюдения таких разделов, как 110.9, рейтинг прерывания; 110.10. Полное сопротивление цепи, номинальные значения тока короткого замыкания и другие характеристики; и 110.24 Доступный ток повреждения. Независимо от того, являетесь ли вы проектировщиком, установщиком или инспектором, в какой-то момент вашей карьеры вы столкнетесь с необходимостью расчета доступного тока повреждения. Понимание математики, лежащей в основе этого, и того, как используются расчетные токи короткого замыкания, может только расширить знания и понимание.Это также может помочь нам понять, что эти расчеты должен производить квалифицированный специалист. Итак, ради понимания, я предлагаю эту статью, чтобы вы встали на путь.

Основы расчета тока короткого замыкания

Все, что вам нужно знать о вычислении токов короткого замыкания, вы изучили на курсах 101, тригонометрии и базовой математике. На рисунке 1 показана простая однолинейная схема, которая вполне может быть вашим основным служебным входом для коммерческой или промышленной установки.

Рисунок 1. Однолинейная диаграмма

Рисунок 2 — это основная принципиальная схема того, что представлено на Рисунке 1, и которая будет использоваться для расчета доступного тока короткого замыкания в любой точке приведенной выше простой однолинейной диаграммы. Инженеры назовут то, что вы видите на Рисунке 2, диаграммой импеданса, поскольку она в основном преобразует каждый компонент на Рисунке 1 выше в значения импеданса. Для тех из вас, кто знаком со схемой 101, то, что вы видите ниже, когда все импедансы сложены вместе, представляет собой «эквивалент Теванина», который включает в себя импеданс и источник напряжения.Эта базовая схема будет использоваться в этой статье.

Рис. 2. Диаграмма импеданса (схема)

Для расчетов и упрощения нашей работы с этим документом необходимо сделать допущения.

Предположения для трансформатора, который будет использоваться как часть примера для этой статьи, будут включать следующие. Эта информация должна быть доступна при чтении паспортной таблички трансформатора.

Трансформатор кВА 1500
Первичное напряжение 4160 В
Вторичное напряжение 480 В
% Импеданс 5.75%

Предполагается для тока короткого замыкания, доступного для электросети. Для этого упражнения будет использовано 50 000 ампер. Перед проведением исследования с коммунальным предприятием связываются для получения этой информации. Они могут обеспечить доступный ток короткого замыкания одним из нескольких различных способов. Самыми простыми и, вероятно, наиболее заметными данными от электросети будут доступный ток короткого замыкания в кА. Некоторые утилиты могут вместо этого предоставлять данные в виде MVA короткого замыкания. В этой статье будут представлены уравнения для обеих форм ввода, но с учетом доступного тока короткого замыкания 50 кА.

Что касается импеданса проводника, следующие расчеты будут игнорировать сопротивление проводника и использовать только реактивное сопротивление. Это будет делать две вещи для этой статьи. Во-первых, это приведет к более высокому току повреждения, чем можно было бы рассчитать, если бы мы приняли во внимание как сопротивление, так и реактивное сопротивление. Во-вторых, это упростит математику. В последнем разделе этой статьи будут представлены результаты анализа, включающие сопротивление и реактивное сопротивление проводников и электросети.Используемые методы отражают методы, используемые в таких программах, как SKM Systems Analysis A-Fault.

Эта статья также не предполагает участия двигателя. Максимальный доступный ток короткого замыкания должен включать все составляющие короткого замыкания. Мы не включаем этот вклад в эти усилия для простоты.

Расчет основного трансформатора

Самым первым шагом этого процесса является расчет ампер полной нагрузки (FLA) для трансформатора. Еще один базовый расчет, который электротехнику придется выполнять в какой-то момент своей карьеры, и который некоторые выполняют много раз в день. Уравнения для расчета FLA приведены ниже:

Этот трансформатор на 1500 кВА имеет FLA вторичной обмотки 1804 ампер. Этот параметр необходим для выбора вторичных проводов для этого трансформатора.Основываясь на этом FLA и использовании таблицы 310.15 (B) (16) из NEC 2014, количество проводников, используемых на вторичной обмотке трансформатора, будет составлять 5-500 проводов MCM на фазу.

Расчет тока короткого замыкания на вторичной обмотке главного трансформатора

Есть два подхода к вычислению доступного тока короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора. Мы можем рассчитать максимальное количество, которое трансформатор пропустит, как если бы объект выработки электроэнергии был подключен непосредственно к линейной стороне трансформатора, или мы можем рассчитать доступный ток повреждения с учетом предоставленного доступного тока повреждения от электросети. Первый подход, который приводит к максимальной величине тока повреждения, который пропускает трансформатор, называется расчетом «бесконечной шины». Схема на рисунке 2 может быть перерисована, чтобы включить нулевой импеданс для электросети, что снизит общий импеданс цепи и, таким образом, увеличит значение расчетного тока короткого замыкания. На рис. 3 будет показан максимально допустимый ток короткого замыкания, который может обеспечить трансформатор.

Рисунок 3. Эквивалентная схема бесконечной шины

На рис. 3 показано только полное сопротивление трансформатора.Уравнение для расчета максимального доступного тока повреждения, который может обеспечить трансформатор, выглядит следующим образом:

Используя информацию, указанную выше для примера трансформатора 1500 кВА для этого примера, максимальный доступный ток повреждения, который пропускает этот конкретный трансформатор, составляет 31 378 ампер и рассчитывается следующим образом:

Isc	= 1500 × 100
	(√3) × (0. 480) × (5,75) = 31 378 ампер

Это говорит нам о том, что вторичная обмотка трансформатора не может видеть больше тока повреждения, чем то, что мы рассчитали. На стороне электросети НИКАКИХ изменений, которые могут повлиять на этот доступный ток короткого замыкания до точки, где он превысит 31 378 ампер. Единственный способ получить более 31 378 ампер, если мы изменим трансформатор, и новый трансформатор, который предположительно будет таким же по всем другим характеристикам, будет иметь другой% импеданса.На рисунке 4 представлена ​​таблица, которая включает результаты изменения импеданса исследуемого трансформатора +/- 20% с шагом 5% по сравнению со значением импеданса 5,75%, используемым в этом примере. Это показывает, как изменение импеданса трансформатора повлияет на максимально допустимый ток короткого замыкания, который он может пропустить.

Как показано на рисунке 4, изменение трансформатора и изменение его импеданса может оказать значительное влияние на систему. Если бы я рискнул предположить, я бы сказал, что в большинстве случаев коммунальное предприятие, меняющее служебный трансформатор, будет признано предприятием.Задача состоит в том, чтобы владелец объекта или постоянные сотрудники понимали, как это изменение может повлиять на их систему распределения электроэнергии. После внесения изменений метки, подобные тем, которые включены в Раздел 110.24 NEC , должны быть обновлены.

Рис. 4. Влияние изменения импеданса (+ / — 20%) трансформатора на 1500 кВА

В этом расчете не учитывается полное сопротивление источника электросети и не учитываются проводники на стороне нагрузки. Давайте теперь исследуем влияние добавления в сеть доступного тока короткого замыкания.

Расчет тока короткого замыкания с учетом тока повреждения сети

Как и в большинстве ситуаций, мы используем консервативные ярлыки, консервативные в отношении безопасности, до тех пор, пока не возникнут ситуации, требующие углубления в детали. Вышеупомянутый ярлык для расчета тока повреждения является консервативным, поскольку он НЕ учитывает доступный ток повреждения в электросети, дающий максимальное значение. При рассмотрении прерывания и других аналогичных номиналов устройства и оборудование, которые могут выдерживать это консервативное значение тока короткого замыкания, не нуждаются в дополнительных исследованиях.Когда новое или существующее оборудование не может справиться с этим консервативно высоким доступным током короткого замыкания, может быть проведен дальнейший подробный анализ или оборудование может быть заменено или рассчитано соответствующим образом. Далее будет рассмотрен вопрос о добавлении полезности при наличии доступного тока повреждения. Конкретно 50 кА от электросети. Это продемонстрирует, что таким образом можно уменьшить рассчитанные 31 378 ампер.

Ниже приведены два уравнения, которые относятся к наличию кА и наличию MVA короткого замыкания.В этом примере мы будем использовать приведенное ниже уравнение, в котором предполагается, что электросеть предоставила вам доступный ток короткого замыкания в кА.

Принципиальная схема теперь выглядит так, как показано на рисунке 5.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема, которая включает импеданс трансформатора и сетевого источника.

Первым необходимым шагом является преобразование предоставленной электросетью доступной информации о токе повреждения (50 кА) в полное сопротивление источника.
Если кА предоставляется от электросети:

При коротком замыкании MVA предоставляется коммунальным предприятием:

Для данного доступного тока короткого замыкания электросети 50 кА% Z электросети рассчитывается следующим образом:

% Z Utility	= 1500 × 100
	(50 000) × (√3) × (4. 160) = 0,420

На рисунке 6 показаны значения импеданса источника электросети для различных токов повреждения электросети для этого конкретного примера. Как отмечалось выше, трансформатор, кВА и первичное напряжение будут играть ключевую роль в этих значениях.

Рисунок 6. Значения импеданса сетевого источника для различных уровней доступного тока короткого замыкания в электросети

Уравнение для расчета доступного тока короткого замыкания на вторичной обмотке трансформатора, которое включает полное сопротивление электросети, выглядит следующим образом:

После вставки всех известных переменных новый доступный ток повреждения рассчитывается следующим образом:

Isc	= 1500 × 100
	(√3) × (0. 480) × [(5,75) + (0,4164)] = 29 259 А

Если мы сравним расчет бесконечной шины и тот, который включал импеданс источника электросети (доступный ток короткого замыкания 50 000 ампер), мы увидим, что доступный ток короткого замыкания упал с 31 378 ампер до 29 259 ампер, что на 6,8% меньше. в доступном токе короткого замыкания (2119 ампер).

Влияние изменяющегося тока короткого замыкания, доступного в электросети, показано на рисунке 7. В этой таблице показано, как изменяется расчетный доступный ток короткого замыкания при изменении значений тока повреждения источника электросети.Доступный ток повреждения 50 кА используется в качестве значения, с которым сравниваются изменения. Интересно видеть, что увеличение доступного тока короткого замыкания от электросети, если исходная точка составляет 50 кА, не имеет такого большого влияния, как можно было бы подумать. Например, удвоение доступного тока повреждения в электросети с 50 кА до 100 кА увеличивает доступный ток повреждения вторичной обмотки трансформатора только на 3%, или на 1022 ампер. Для большинства устройств защиты от сверхтоков это изменение не должно быть значительным.Я слышал, что некоторые говорят, что мы не должны маркировать оборудование входа для обслуживания, потому что коммунальное предприятие может вносить изменения в коммутацию на стороне линии, которые повлияют на номер на этикетке. Рисунок 7 — хороший пример, который показывает, что даже если бесконечная шина не использовалась, изменения на стороне электросети не имеют такого значительного влияния на ток короткого замыкания, как можно было бы подумать.

Рис. 7. Влияние различных токов короткого замыкания, доступных в электросети, на систему распределения электроэнергии

Чтобы напомнить, где мы находимся в этом обсуждении, доступные токи замыкания показаны на рисунке 7a.

Следующее, что мы должны учитывать, — это провод на вторичной обмотке трансформатора. Это еще больше снизит доступный ток короткого замыкания.

Расчет — после длины проводника

Проводники могут оказывать значительное влияние на доступный ток короткого замыкания. Давайте продолжим анализ этого примера трансформатора 1500 кВА, добавив параллельные проводники 500MCM на стороне нагрузки.

Эквивалентная схема уже представлена ​​как часть рисунка 1.Теперь давайте рассмотрим влияние длины проводника на доступный ток короткого замыкания. Нам понадобится следующее уравнение:

Данные, необходимые для этого примера, взяты из национального электрического кодекса . Из Таблицы 9 NEC 2014 для проводника 500 MCM в стальном трубопроводе, Xl (реактивное сопротивление) определено как 0,048 Ом / 1000 футов. В этом примере, как указывалось ранее, мы используем только значение реактивного сопротивления, которое приведет к немного более высоким значениям тока короткого замыкания и сделает математические вычисления для этой публикации более приемлемыми.Для трансформатора мощностью 1500 кВА с током полной нагрузки 1804 нам потребуется 5-500 мкс проводов, включенных параллельно на каждую фазу. Расчет производится следующим образом:

уравнение для расчета доступного тока короткого замыкания выглядит следующим образом:

Подставив все известные переменные, мы вычислили ISC следующим образом:

Тот же расчет, предполагающий бесконечную шину без полного сопротивления сети, выглядит следующим образом:

Подводя итог еще раз,

Как можно увидеть здесь, включение дополнительных деталей снижает доступный ток короткого замыкания. В этом случае ток короткого замыкания был снижен с 31 378 ампер до 26 566 ампер, примерно на 15,3%.

Рисунок 8. Сводка расчетов и сравнение с другими инструментами для расчета доступного тока короткого замыкания.

Окончательная калибровка

Итак, мы прошли через расчет доступного тока короткого замыкания для служебного входного оборудования. Мы показали, как короткие пути приводят к консервативным доступным токам короткого замыкания, которые в целях оценки отключающих характеристик и / или оценок SCCR обеспечивают коэффициент безопасности для конструкции.Мы также показали, как можно снизить имеющиеся токи короткого замыкания с помощью более подробного анализа, но это требует больше усилий и знаний. Давайте посмотрим на приведенный выше пример и рассмотрим другие инструменты, которые могут быть доступны.

В нашем распоряжении есть различные инструменты, когда мы рассматриваем возможность расчета доступного тока короткого замыкания. Некоторые из них довольно дороги и требуют использования обученных специалистов. К ним относятся такие программные приложения, как инструменты системного анализа SKM. Эти приложения действительно являются достаточно подробными и предоставляют очень подробные отчеты.Существуют также бесплатные инструменты, такие как калькулятор короткого замыкания Eaton Bussmann FC2. Рисунок 8 суммирует то, что мы сделали выше, И дает сравнение с SKM и с приложением Bussmann FC2. Калькулятор Bussmann FC2 является бесплатным и доступен в Интернете или для любого IPHONE или ANDROID через App Store любого продукта. Посетите www.cooperbussmann.com/fc2 для получения дополнительной информации. Вы заметите, что результат программного обеспечения SKM использует как реальную, так и реактивную составляющие проводника. Значения импеданса были взяты прямо из Таблицы 9 в NEC 2014 для медных проводников в стальном трубопроводе.

Опять же, ни один из примеров, показанных выше и включенных в эту статью, не учитывает моторный вклад. Это было упражнение, призванное дать некоторую основу для обсуждения токов короткого замыкания, и поэтому простота была нашим другом. Вклад двигателя может быть очень важным для этих расчетов. С точки зрения математики и / или схемы системы, когда вы включаете вклад двигателя, импеданс параллелен импедансу сетевого источника, импедансу трансформатора и импедансу проводника.Это снижает общий импеданс в цепи, показанной на рисунке 2, и, следовательно, увеличивает расчетный ток короткого замыкания. Сброс остается на усмотрение учащегося. (Я всегда хотел это сказать.)

Заключительное слово

Доступный ток короткого замыкания — очень важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании, установке и проверке. На рынке доступны инструменты, которые помогают рассчитать доступный ток короткого замыкания. Используйте эти ресурсы для удовлетворения требований NEC и приложений к продукту.

Как всегда, поставьте безопасность на первое место в списке и убедитесь, что вы и окружающие доживете до следующего дня.

Ток повреждения или ток короткого замыкания, вот в чем вопрос

Что такое ток неисправности ? Что такое ток короткого замыкания ? Ответ на оба вопроса одинаковый, потому что это два разных способа сказать одно и то же. Оба термина используются для определения величины тока, который будет протекать во время короткого замыкания.В Национальном электротехническом кодексе ® (NEC®) от 2017 года используются оба термина, но ни один из них не имеет определения. По этой причине эти вопросы недавно были рассмотрены в рамках цикла NEC Code 2020 года . Это было сделано путем создания целевой группы, и они решили, что лучше всего использовать термин ток повреждения , и представили общедоступные входные данные, чтобы добавить определения и пересмотреть разделы, чтобы использовать термин «ток повреждения» для единообразия. В этой статье обсуждаются новые определения, способы определения величины тока короткого замыкания и применимые требования NEC .

Ток сбоя

Как обсуждалось ранее, ток короткого замыкания и ток короткого замыкания взаимозаменяемы; они оба показывают ток, который может протекать в точке системы во время короткого замыкания. Эта величина тока короткого замыкания зависит от источника питания и места возникновения короткого замыкания. Следовательно, потребовался другой термин, доступный ток короткого замыкания . Это максимальная величина тока, которая может подаваться в определенной точке системы во время короткого замыкания.Важно помнить, что ток повреждения и доступный ток повреждения связаны с параметрами электрической системы.

В NEC 2020 были добавлены новые определения «ток повреждения» и «доступный ток повреждения» в статье 100, как показано ниже:

Ток повреждения. Ток, подаваемый в точку системы во время короткого замыкания.

Доступный ток повреждения (доступный ток повреждения). Наибольшая сила тока, которая может подаваться в точке системы во время короткого замыкания.

Информационное примечание: Короткое замыкание может произойти при ненормальных условиях, таких как короткое замыкание между проводниками цепи или замыкание на землю. См. Информационное примечание на рис. 100.1. ¹ [См. Рисунок 1]

Цифра, указанная в информационном примечании, также указывает на важность терминов «номинальный ток отключения», который применяется к устройствам защиты от перегрузки по току, и «номинальный ток короткого замыкания», который применяется к оборудованию.

Рисунок 1. Рисунок 100.1 из NEC-2020.Воспроизведено с разрешения NFPA из NFPA 70®, National Electrical Code®, издание 2020 г. Авторские права © 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полную копию NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

Расчет доступного тока повреждения

При вычислении доступного тока повреждения отправной точкой всегда является источник питания, которым обычно является электросеть. Коммунальное предприятие может предоставить величину тока короткого замыкания в точке обслуживания или можно использовать простой расчет, основанный на трансформаторе, обеспечивающем обслуживание.

После того, как это значение определено, следующим шагом будет выполнение другого расчета на основе проводников или автобусной магистрали от точки обслуживания до оборудования служебного входа.

Этот процесс затем повторяется для оборудования, расположенного ниже оборудования служебного входа. Этот расчет может быть выполнен вручную, с помощью программного обеспечения или мобильных приложений, таких как мобильное приложение серии Eaton Bussmann, FC ² .

Рис. 2а и 2б. Смартфон демонстрирует калькулятор доступного тока повреждения (FC2), мобильное приложение серии Eaton Bussmann.Любезно предоставлено Eaton.

Документация / маркировка доступного тока повреждения

Начиная с модели NEC 2011 г., требуется отмечать доступный ток короткого замыкания на оборудовании служебного входа. В модели NEC 2017 года теперь требуется либо задокументировать и / или отметить доступный ток короткого замыкания на оборудовании, обозначенном красный , показанном ниже.

Таблица 1. Тип оборудования (отметка / документ доступный ток неисправности)

NEC 2020 добавила новое требование в Раздел 408.6 для щитков, распределительных щитов и распределительных устройств, требующих маркировки на месте имеющегося тока короткого замыкания в жилых домах, отличных от одно- и двухквартирных. Это существенное изменение, требующее, чтобы почти все оборудование распределения электроэнергии было маркировано имеющимся током короткого замыкания.

Требования к номинальным характеристикам отключения и защитным устройствам от сверхтоков

Первым термином, который использовался в NEC для обозначения способности устройства защиты от перегрузки по току прерывать ток, был «отключающая способность».Производители автоматических выключателей тогда, а в некоторых случаях и сегодня, использовали аббревиатуру «AIC», что означает «отключающая способность в амперах».

Этот термин и требование о том, что устройства защиты от сверхтоков должны иметь адекватную отключающую способность, относятся к 1940 NEC, , где в разделе 1109 говорится: «Устройства, предназначенные для отключения тока, должны иметь отключающую способность, достаточную для используемого напряжения и тока. который должен быть прерван ».

NEC 1959 года изменил этот раздел с 1109 на 110-9.В модели NEC 1978 года термин мощность прерывания был изменен на рейтинг прерывания , а в NEC 110-9 был добавлен второй параграф, который определял оборудование, отличное от уровней неисправности, также должно иметь адекватный рейтинг прерывания, например устройства, которые необходимы для прерывания перегрузок. В 1981 году было добавлено определение рейтинга прерывания . Текущее определение прерывания рейтинга в NEC Статья 100 и текущий текст NEC 110.9 показан ниже.

110,9 Рейтинг прерывания. Оборудование, предназначенное для прерывания тока на уровнях повреждения, должно иметь отключающую способность при номинальном напряжении цепи, по крайней мере, равную току, имеющемуся на линейных выводах оборудования.

Оборудование, предназначенное для прерывания тока на уровнях, отличных от неисправности, должно иметь отключающую способность при номинальном напряжении цепи, по крайней мере, равную току, который должен быть прерван. ¹

Итак, с 1940-х годов следовало задать вопрос: «Какой самый высокий ток (доступный ток короткого замыкания) должен быть способен отключать устройство защиты от сверхтока и каков соответствующий отключающий рейтинг (отключающая способность) что должно быть в устройстве защиты от сверхтока? »

Рисунок 3.Пример автоматического выключателя Eaton FDE и предохранителя серии Eaton Bussmann класса J LPJ. Любезно предоставлено Eaton.

Номинальные значения тока короткого замыкания и требования к оборудованию

Сопротивлением отключающей способности устройств защиты от сверхтоков являются номинальные значения тока короткого замыкания оборудования. Термин, использовавшийся ранее, но не определенный в NEC , был «рейтинг устойчивости к короткому замыканию», и он просто относился к максимальной силе тока, которую оборудование могло безопасно выдержать.В NEC 2005 года было добавлено определение номинального тока короткого замыкания (SCCR), как показано ниже.

Номинальный ток короткого замыкания. Предполагаемый симметричный ток короткого замыкания при номинальном напряжении, к которому устройство или система могут быть подключены без повреждений, превышающих определенные критерии приемки. ¹

Также в NEC 2005 , дополнительное оборудование, на которое часто не обращали внимания, требовалось маркировать с помощью SCCR (показано черным текстом в таблице 2).В модели NEC 2017 года требовалось маркировать дополнительное оборудование с помощью SCCR ( показано красным текстом в таблице 2). Движущей силой добавления требований к маркировке SCCR является обеспечение того, чтобы оборудование не было установлено в местах, где доступный ток короткого замыкания выше, чем маркированный SCCR, что предотвращает серьезную угрозу безопасности. Обратите внимание, что маркировка для безобрывных переключателей — это маркировка поля в дополнение к маркировке производителя. Маркировка поля необходима, поскольку SCCR переключателя может варьироваться в зависимости от типа, номинальных характеристик и настроек вышестоящего устройства защиты от перегрузки по току.

Таблица 2. Оборудование, необходимое для маркировки SCCR

Подобно NEC 110.9 для правильного применения номинального тока отключения, NEC 110.10 требует, чтобы оборудование имело номинальный ток короткого замыкания, соответствующий имеющемуся току повреждения. NEC 110.10 входит в состав NEC с 1965 года и требует защиты электрических компонентов от значительных повреждений. Версия 1978 года NEC 110.10 добавила термин рейтинг устойчивости к короткому замыканию .В NEC 1999 года этот термин был изменен в NEC 110.10 на «номинальный ток короткого замыкания». Итак, с 1965 года следовало задать вопрос: «Каков доступный ток короткого замыкания и каковы номинальные значения электрических компонентов (оборудования) (номинальные значения тока короткого замыкания)?» При применении электрического оборудования, такого как распределительные щиты, щитовые щиты, центры управления двигателями, разъединители, автоматические переключатели и другое оборудование в соответствии с требованиями текущей версии NEC .

110.10 Полное сопротивление цепи, номинальные значения тока короткого замыкания и другие характеристики. Устройства защиты от сверхтоков, общий импеданс, номинальные значения тока короткого замыкания оборудования и другие характеристики защищаемой цепи должны быть выбраны и согласованы таким образом, чтобы устройства защиты цепи, используемые для устранения повреждения, могли работать без значительного повреждения. электрооборудование схемы. Предполагается, что это замыкание происходит либо между двумя или более проводниками цепи, либо между любым проводником цепи и заземляющим проводом (ами) оборудования, разрешенным в 250.118. Включенное в список оборудование, применяемое в соответствии с его списком, считается отвечающим требованиям этого раздела. ¹

Глядя на формулировку NEC 110.10, может сбить с толку тот факт, что это требование просто требует, чтобы SCCR оборудования соответствовал имеющемуся току короткого замыкания.

• Например, почему здесь упоминаются устройства защиты от сверхтоков? Это связано с тем, что SCCR оборудования может зависеть от конкретного устройства защиты от перегрузки по току.
• Почему он указывает на полное сопротивление? Это связано с тем, что доступный ток повреждения зависит от того, где в системе расположено оборудование (полное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания).
• Какие еще характеристики следует учитывать? Это может быть что-то вроде минимального размера корпуса для данного компонента оборудования.
• Что такое «обширный ущерб?» Это означает, что может произойти повреждение, но оно не должно представлять опасности поражения электрическим током, возгорания или выброса снарядов из оборудования.
• Если оборудование внесено в список, нужно ли мне беспокоиться о SCCR? Да, конечно. Это относится к тому факту, что NEC 3 (B) требует применения оборудования согласно его списку и маркировке. Следовательно, если SCCR оборудования составляет 5 кА, это будет нарушением NEC 110.3 (B) и NEC 110.10, если доступный ток повреждения превышает 5 кА.

В NEC 2011 были добавлены дополнительные требования, которые четко указывают, что SCCR оборудования должен быть равен или превышать доступный ток повреждения для промышленных панелей управления и электрических панелей и оборудования промышленного оборудования. В модели NEC 2017 года аналогичные требования были добавлены к оборудованию, показанному ниже красным. Опять же, важно помнить, что номинальный ток короткого замыкания относится к «оборудованию», а SCCR оборудования должен быть равен или больше доступного тока короткого замыкания.

В NEC 2020 новый Раздел 408.6 не только требует маркировки полей всех распределительных щитов, распределительных устройств и щитовых щитов, но также требует, чтобы SCCR был равен или превышал доступный ток повреждения.Это требование на самом деле не является «новым», поскольку от оборудования требовалось соответствие 110.9 и 110.10 для многих циклов Code . Это действительно подчеркивает необходимость оценки этого оборудования на предмет надлежащего SCCR для инженеров, подрядчиков и инспекторов. По-прежнему может быть сложно оценить и проверить это оборудование на предмет надлежащего SCCR, поскольку типовые щиты автоматических выключателей и распределительные щиты могут принимать множество различных автоматических выключателей, а SCCR зависит от устройства с наименьшим номиналом прерывания, установленного в оборудовании. Поэтому инженерам и подрядчикам важно отметить конкретные автоматические выключатели и их отключающие характеристики, чтобы инспекторы могли легко оценить оборудование на предмет надлежащего SCCR.

Также важно установить автоматические выключатели с надлежащими отключающими характеристиками при замене или добавлении новых автоматических выключателей после первоначальной установки. Если используются серийные рейтинги, они должны быть проверены на соответствие 240.86 и отмечены в соответствии с 110.22 (B) или (C).Типичное оборудование с плавкими предохранителями будет иметь SCCR на 100000 или 200000 ампер при использовании токоограничивающих предохранителей, таких как класс CF, J, R, L или T. Следует проявлять осторожность при установке зажимов отклоняющего типа в оборудование, которое может вмещать предохранители класса R. , но отклоните предохранители класса H (K5) в соответствии с требованиями 240.60 (B) в системах, способных обеспечить ток повреждения более 10 000 ампер. Использование переключателей класса H позволит использовать нетоковые предохранители класса H и ограничит SCCR в сборе до 10 000 ампер.

Таблица 3. Тип оборудования, при котором SCCR должен быть равным доступному току неисправности или превышать его

Выборочная координация

Доступный ток короткого замыкания также является ключевым фактором для критических систем, где требуется или желательна избирательная координация. Это связано с тем, что определение селективной координации, которое было изменено в NEC 2014 , теперь четко указывает, что это включает в себя полный диапазон сверхтоков (все токи), от перегрузки до имеющегося тока короткого замыкания, и полный диапазон защиты от сверхтоков. время работы устройства (постоянно).

Координация, выборочная (Selective Coordination). Локализация состояния перегрузки по току для ограничения перебоев в цепи или затронутом оборудовании, осуществляется путем выбора и установки устройств защиты от перегрузки по току и их номинальных значений или настроек для всего диапазона доступных сверхтоков, от перегрузки до максимально доступного тока короткого замыкания, а также для полный диапазон времени срабатывания защитных устройств от сверхтоков, связанных с этими сверхтоковыми перегрузками. ¹

Подчеркнутый текст выше был добавлен, поскольку некоторые ошибочно интерпретировали выборочную координацию как «основанную на времени».Это не было намерением, поэтому избирательная координация осуществляется не в течение 0,1 секунды или 0,01 секунды, а по существу до «нуля». Несмотря на это изменение определения, это неправильное понимание ограничения времени до 0,1 секунды или 0,01 секунды продолжает распространяться. Фактически, один производитель заявил: «Полная избирательная координация (некоторые в отрасли называют это селективностью до 0,01 секунды)». Это неверное заявление.

Для анализа всех сверхтоков и в любое время анализа только кривых время-ток в большинстве случаев недостаточно при оценке устройств защиты от сверхтоков для выборочной координации.При определенных условиях для подтверждения всех токов и времени может потребоваться использование таблиц селективной координации производителя, как показано на рисунке 4 для предохранителей и автоматических выключателей. Для автоматических выключателей в таблице показан максимальный ток повреждения, для которого выборочно согласована пара автоматических выключателей. Токи повреждения выше этого значения приведут к отсутствию избирательной координации. Как вы можете видеть на рисунке 4, автоматические выключатели часто способны обеспечить селективную координацию только для более низких уровней доступных токов короткого замыкания.

Для достижения селективной координации при более высоких токах замыкания может потребоваться увеличение номинальной силы тока входящего в сеть выключателя и могут потребоваться дополнительные возможности, такие как кратковременная задержка, а также может потребоваться увеличение допустимой нагрузки проводов.

Рис. 4. Комбинации выборочной координации между MCCB и MCCB — данные испытаний. Предоставлено Eaton

Рисунок 5. Коэффициенты селективности предохранителей. Предоставлено Eaton

В NEC 2020 года было внесено важное изменение, касающееся уточнения того, какие устройства защиты от сверхтоков должны иметь избирательную координацию. Информационное примечание и цифра были добавлены к 700.32, 701.32 и 708.54 для решения этой проблемы. В этом примечании поясняется, что устройства защиты от перегрузки по току аварийной системы (на стороне нагрузки автоматического резерва) должны выборочно координироваться с устройствами защиты от перегрузки по току нормального источника. Однако устройства защиты от сверхтоков, которые не являются устройствами максимальной токовой защиты аварийной системы (обычные устройства максимальной токовой защиты источника), не требуют выборочной координации с другими неаварийными OCPD.

700.32 Выборочная координация. Аварийные устройства защиты от перегрузки по току должны быть выборочно согласованы со всеми устройствами максимальной токовой защиты на стороне питания.

Выборочная координация должна быть выбрана лицензированным профессиональным инженером или другими квалифицированными лицами, занимающимися главным образом проектированием, установкой или обслуживанием электрических систем. Выбор должен быть задокументирован и предоставлен лицам, уполномоченным проектировать, устанавливать, проверять, поддерживать и эксплуатировать систему.

Исключение: Избирательная координация не требуется между двумя устройствами максимального тока, расположенными последовательно, если никакие нагрузки не подключены параллельно с устройством, расположенным ниже по потоку.

Информационное примечание. См. Информационное примечание на рис. 700.32, где показан пример того, как устройства максимальной токовой защиты (OCPD) аварийной системы выборочно координируются со всеми OCPD на стороне питания.

OCPD D выборочно координирует работу с OCPD C, F, E, B и A.

OCPD C выборочно координируется с OCPD F, E, B и A.

OCPD F выборочно координирует свою работу с OCPD E.

OCPD B не требуется для выборочной координации с OCPD A, потому что OCPD B не является аварийной системой OCPD.1

Рисунок 6. Рисунок 700.32 из NEC-2020. Воспроизведено с разрешения NFPA из NFPA 70®, National Electrical Code®, издание 2020 г. Авторские права © 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полную копию NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

Сводка

Ток повреждения и доступный ток повреждения являются ключевыми факторами для правильного применения устройств, оборудования и систем максимального тока, где требуется выборочная координация.Определение 2020 NEC для «тока короткого замыкания» и «доступного тока короткого замыкания», а также информационное примечание и рисунок в определении доступного тока короткого замыкания помогают объяснить важность номинальных характеристик отключения устройства защиты от перегрузки по току и номинальных значений тока короткого замыкания оборудования. поскольку это относится к доступному в системе току повреждения. Правильное применение устройств защиты от сверхтоков, отключающих номиналы, а также SCCR компонентов и оборудования не должно быть новой концепцией, поскольку история восходит к 1940 и 1965 годам соответственно. Из-за изменений, связанных с этой темой со времени выпуска NEC 2005 года, не удивляйтесь, когда электротехник задаст вам следующие вопросы: «Каков доступный ток короткого замыкания? Это отмечено или задокументировано? И равны ли номинальные значения тока короткого замыкания устройств защиты от сверхтоков и оборудования доступному току короткого замыкания или превышают его? »

Ссылки

1. NFPA 70®, National Electrical Code® , издание 2020 г.Авторские права © 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полную копию NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

Электрические токи короткого замыкания

Краткое описание короткого замыкания

Короткое замыкание является одним из основных происшествий, влияющих на электрические системы. Последствия часто бывают серьезными, если не драматическими:

• Короткое замыкание нарушает системную среду вокруг точки неисправности, вызывая внезапное падение напряжения ,
• для этого требуется, чтобы часть системы (часто большая часть) была отключена. отключены из-за срабатывания защитных устройств,
• все оборудование и соединения (кабели, линии), подверженные короткому замыканию, подвергаются сильному механическому напряжению (электродинамические силы), которые могут вызвать разрывы, и термическое напряжение, которое может расплавить проводники и разрушить изоляцию,
• в точке разлома , часто возникает электрическая дуга большой мощности, вызывающая очень тяжелые повреждения, которые могут быстро распространиться повсюду.

Хотя вероятность короткого замыкания в современных, хорошо спроектированных и исправно работающих установках все меньше и меньше, серьезные последствия, которые они могут вызвать, являются стимулом для внедрения всех возможных средств для их быстрого обнаружения и ослабления.

Величина короткого замыкания в различных точках системы является важной информацией при определении кабелей, сборных шин и всех устройств размыкания и защиты, а также их настроек.

Определения

Диаграмма тока короткого замыкания

Ток короткого замыкания в данной точке системы выражается как действующее значение Isc (в кА) ее переменного тока.

Максимальное мгновенное значение, которого может достичь ток короткого замыкания, — это пиковое значение Ip первого полупериода. Это пиковое значение может быть намного выше √2.Isc из-за затухающей составляющей постоянного тока, которая может накладываться на составляющую переменного тока. Эта случайная составляющая постоянного тока зависит от мгновенного значения напряжения в начале короткого замыкания и от характеристик системы.

Междуфазное короткое замыкание

Междуфазное короткое замыкание

Значение трехфазного тока короткого замыкания I _sc в точке F в системе составляет:

, в котором U относится к межфазному напряжению в точке F до возникновения короткого замыкания, а Z _cc — эквивалентное полное сопротивление системы на входе, если смотреть со стороны точки замыкания.

Теоретически это простой расчет; на практике это усложняется из-за сложности расчета Z _sc , ​​полного сопротивления, эквивалентного всем унитарным импедансам последовательно и параллельно подключенных блоков, расположенных выше места повреждения.

Эти импедансы сами по себе являются квадратичной суммой реактивных сопротивлений и сопротивлений.

Расчеты можно значительно упростить, зная мощность короткого замыкания S _sc в точке, которая присоединяется к распределительной системе.Зная S _sc на этом этапе, эквивалентный импеданс Za выше по потоку от этой точки можно рассчитать по формуле:

Может быть не один источник напряжения, а несколько источников параллельно, в в частности, синхронные и асинхронные двигатели, реагирующие как генераторы при возникновении коротких замыканий. Трехфазный ток короткого замыкания обычно является самым сильным током, который может протекать в системе.

Двухфазный ток короткого замыкания всегда слабее (на коэффициент e / 2, т.е.е. примерно 87%).

Ток короткого замыкания между фазой и землей (однофазный)

Величина этого тока зависит от полного сопротивления Zn между нейтралью и землей.

Этот импеданс может быть практически нулевым, если нейтраль напрямую заземлена (последовательно с сопротивлением заземляющего соединения), или, наоборот, почти бесконечным, если нейтраль не заземлена (параллельно с емкостью системы между фазой и землей).

Расчет этого несимметричного тока короткого замыкания требует использования метода симметричных компонентов.Этот метод заменяет реальную систему наложением трех систем: положительная Z ₁ , отрицательная Z ₂ , нулевая последовательность Z ₀

Значение тока замыкания фазы на землю Io:

Этот расчет требуется для систем, в которых нейтраль заземлена импедансом Z _n . Он используется для определения уставки устройств защиты от замыкания на землю, которые должны срабатывать для отключения тока замыкания на землю.

На практике:

ИСТОЧНИК — Руководство по защите Мерлин Герин

Ток короткого замыкания — обзор

3 Функциональные доказательства

Появляется все больше физиологических свидетельств в поддержку иннервации тучных клеток в слизистой оболочке ЖКТ. Пердью с соавторами с помощью исследований камеры Уссинга показали, что ток короткого замыкания (индикатор функции эпителия) в кишечнике крыс, сенсибилизированных к овальбумину, увеличивается в ответ на антигенную нагрузку (Perdue & Gall, 1985, 1986).Эти авторы также обнаружили, что аномалии можно предотвратить путем предварительной обработки доксантразолом (который ингибирует дегрануляцию тучных клеток как слизистой, так и соединительной ткани), но не кромогликатом натрия (который действует только на тучные клетки соединительной ткани) (FL Pearce, Befus, Gauldie , & Bienenstock, 1982). Кастро, Харари и Рассел (1987) и Рассел (1986) продемонстрировали участие медиаторов тучных клеток слизистой оболочки, включая гистамин, серотонин и метаболиты арахидоновой кислоты.Кроме того, было показано, что нервы являются важным компонентом, поскольку тетродотоксин снижает нарушения транспорта ионов, вызванные определенным антигеном (Baird and Cuthbert, 1987; Perdue & Davison, 1987; Castro et al. , 1987).

Bani-Sacchi et al. (1986) продемонстрировал, что полевое стимулирование подвздошной кишки крысы вызывает уменьшение метахромазии гранул тучных клеток, а также увеличение высвобождения гистамина и ацетилхолина. Эти ответы подавлялись как атропином, так и тетродотоксином.Напротив, Гангули и его коллеги показали, что ваготомия вызывает увеличение гранулярности тучных клеток и что такая процедура может предотвратить снижение гистамина в тканях, вызванное перевязкой привратника (Ganguly & Gopinath, 1979; Ganguly, Sathiamoorthy, & Bhatnager, 1978 ).

Что еще более интересно, недавние данные, полученные доктором Маккуином в нашей лаборатории, показали, что сенсибилизированные крысы могут быть психологически подготовлены к высвобождению RMCP II (протеазы тучных клеток крыс II, фермента, специфичного для тучных клеток слизистой оболочки) (MacQueen, Marshall, Perdue, Siegel, & Bienenstock, 1989).В этих исследованиях использовали крыс, инфицированных нематодами, для увеличения количества тучных клеток слизистой оболочки (MMC) и примированных овальбумином (OA). Животных кондиционировали аудиовизуальным стимулом в сочетании с провокацией антигеном. Последующее заражение только аудиовизуальным сигналом привело к увеличению сывороточного RMCP II, аналогичному таковому у животных, зараженных как антигеном (ОА), так и парным стимулом или только антигеном. Контрольные животные, которые ранее получали аудиовизуальный стимул и антиген непарным образом или только антиген, демонстрировали очень небольшие изменения в уровнях RMCP II ( p <.05). Об условном высвобождении гистамина сообщали и другие исследователи (Russell et al. , 1984). Хотя эти данные предполагают направленную на ЦНС дегрануляцию тучных клеток, опосредованную периферическими нервами, могут быть задействованы и другие косвенные механизмы.

Исследования, проведенные доктором Сестини в нашей лаборатории, показывают, что существуют также функциональные последствия для ассоциаций тучных клеток и нервов в дыхательных путях крыс. Используя камеру Уссинга, доктор Сестини продемонстрировал, что нанесение антигена (яичного альбумина) на просветную поверхность трахей, выделенных от ранее сенсибилизированных животных, приводит к увеличению тока короткого замыкания (Sestini et al. , 1990). У контрольных нечувствительных животных таких изменений не наблюдалось. Кроме того, увеличение тока короткого замыкания устранялось доксантразолом, но не кромогликатом натрия, что указывает на вовлечение тучных клеток слизистой оболочки. Крысы, получавшие при рождении капсаицин в дозе 50 мг / кг (у которых впоследствии были повреждены сенсорные афферентные нервы), также наблюдались равномерно меньшие (50%) токи короткого замыкания, чем у контрольных животных, когда они были сенсибилизированы и подвергнуты воздействию антигена.

Доктор Сестини также продемонстрировал, что проницаемость эпителия в легких, оцениваемая по клиренсу аэрозольного радиоактивного зонда ( ^99m Tc-меченный DTPA), через 20 минут после воздействия антигена у сенсибилизированных крыс увеличилась примерно в три раза по сравнению с контрольной группой. (Sestini et al., 1989). Этот эффект был антигенспецифическим, поскольку он не наблюдался с бычьим сывороточным альбумином в виде аэрозоля.