Ударный ток короткого замыкания это: Ударный ток короткого замыкания — это… Что такое Ударный ток короткого замыкания?

Ударный ток короткого замыкания — это… Что такое Ударный ток короткого замыкания?

Расчет ударного тока КЗ в сети свыше 1 кВ

В данной статье речь пойдет о вычислении ударного тока к.з. в сети свыше 1 кв, согласно РД 153-34.0-20.527-98.

При выборе аппаратов и проводников учитывают ударный ток к.з. наступающий через 0,01 с с момента возникновения короткого замыкания.

Ударным током (iуд.) принято называть наибольшее возможное мгновенное значение тока к.з (см. рис.5 [Л1, с.11]).

Расчет ударного тока к.з. для схемы с последовательным включением элементов

Для схем с последовательным включением элементов ударный ток к.з. определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где:

• Iп. о – начальное значение апериодической слагающей трехфазного тока к.з.
• Kуд – ударный коэффициент для времени t = 0,01 с, определяется по одной из следующих выражений 5.17 – 5.19 [Л3, с.48]:

Если же Xэк/Rэк > 5, допускается определять ударный коэффициент по выражению 5.20 [Л3, с.48]:

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 65 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.11 [Л3, с.46]:

где:

• Хэк и Rэк – соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления схемы от источника питания до места к.з.
• ω = 2πf = 2*3,14*50 = 314 – угловая частота (f = 50 Гц – частота сети).

Для ориентировочных расчетов значение Та можно определять по таблице 3.8 [Л2, с.150].

Расчет ударного тока к.з. для схемы с разветвленным включением элементов

Для схем с разветвленным включением элементов, ударный ток к.з. определяется по такой же формуле 5.16 как и при схеме с последовательном включении элементов:

Ударный коэффициент определяется по следующим выражениеям 5. 17а – 5.18а [Л3, с.46]:

При Xэк/Rэк > 5, ударный коэффициент определяется по аналогичной формуле как и при схеме с последовательным включением элементов:

где: Та.эк – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 67 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.13 [Л3, с.47]:

где:

Хэк и Rэк – соответственно суммраное индуктивное и активное сопротивления, полученные из схемы замещения, составленной из индуктивных и активных сопротивлений, поочередным исключением из нее сначала всех активных, а затем всех индуктивных сопротивлений.

Для схемы последовательного включения так и для схемы разветвленного включения согласно п.5.3.3 [Л3, с. 45].

При определении Та (Та.эк) необходимо учитывать, что синхронные машины вводяться в расчетную схему индуктивным сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) и сопротивлением обмотки статора при нормальной рабочей температуре – Rа.

Для асинхронных двигателей учитывается индуктивное сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) равное сверхпереходному индуктивному сопротивлению Х”.

Сверхпереходное сопротивление электродвигателя и сверхпереходное ЭДС междуфазное в относительных единицах, можно определить по таблице 5.2 [Л4, с.14]:

Соотношения x/r для различных элементов сети приведены ниже [Л1, с.75].

Расчет ударного тока к.з. с учетом влияния синхронных и асинхронных электродвигателей

Согласно п.5.6.3 [Л3, с.54] ударный ток к.з. от синхронных и асинхронных электродвигателей определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где: Kуд – ударный коэффициент цепи двигателя, определяется согласно гл. 5.6 [Л3, с.54] и таблиц 2.74 — 2.75 [Л5].

Также для ориентировочных расчетов ударный коэффициент для двигателей, связанных непосредственно с местом кз через линейные реакторы или кабельные линии можно определить согласно таблицы 6.3 (стр. 213) типовой работы №192713.0000036.02955.000АЭ.01 «Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами» Атомэнергопроект.

Данные двигатели объединяются в один эквивалентный двигатель суммарной мощности ΣРном.дв., со средними расчетными параметрами, значения которых приведены в таблице 6.3.

Литература:

1. Беляев А.В. Как рассчитать ток короткого замыкания. Учебное пособие. 1983 г.
2. Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
3. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования — РД 153-34.0-20.527-98.
4. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты. Учебное пособие. Часть первая. И.Л.Небрат 1996 г.
5. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

!_1

Итак, полный
ток КЗ состоит,
по крайней мере,
из двух слагающих:
вынужденной
периодической
и свободной
апериодической.

.

На следующей
анимации показаны
кривые изменения
тока КЗ в фазе
А и его составляющих
во времени:

В практических
расчетах максимальное
мгновенное
значение полного
тока КЗ находят
при наибольшей
апериодической
составляющей.
Это значение
ударным током
КЗ.

При этом выбирают
предшествующий
доаварийный
режим — холостой
ход. Это самый
тяжелый случай
из типичных
в системе, однако,
не самый тяжелый
из возможных
вообще.

Дело в том, что
емкостной доаварийный
ток дает большую
апериодическую
составляющую,
так как при этом
разница в фазах,
а значит, и в значениях
токов на момент
КЗ до и после
будет максимальна.
Но емкостной
или даже активно-емкостной
доаварийный
ток совершенно
нетипичен для
режимов электрических
сетей. По этой
причине в расчетах
КЗ используют
следующий по
опасности режим
— холостой ход.
Активно-индуктивный
или индуктивный
характер доаварийного
тока дают меньшее
значение апериодического
тока КЗ.

Условия образования
апериодической
слагающей тока
КЗ в зависимости
от характера
предшествующего
режима показаны
на следующей
иллюстрации
(зеленым показан
вектор, проекция
которого дает
величину начального
значения апериодичского
тока):

Ниже приведены
три случая: активно-индуктивный
характер доаварийного
режима, активно-емкостной,
холостой ход. Малиновый ветор это доаварийный ток, синий это периодический ток КЗ, зеленый — их разница дающая начальное значение апериодичского
тока.

Как следует
из найденного
выражения для
расчета тока
КЗ, наибольшее
начальное значение
апериодической
составляющей
окажется тогда, когда
фаза напряжения при включении
на КЗ равна нулю (на рисунках выше для общего случая угол напряжения альфа больше нуля). При этом фаза периодического
тока КЗ составит
90° и он (ток) выйдет
из своего максимального
амплитудного
значения. Принимается, что ток отстает от напряжения на 90° так как аргумент
сопротивления
Zк ~ 90° из-за очень
малых значений
активных сопротивлений
короткозамкнутой
цепи (которая обычно состоит из элементов электрической сети с малым r). Если же
фаза напряжения
будет 90°, то
периодическая
слегающая тока
КЗ выйдет из
нуля, закон коммутации
будет выполнен (до КЗ был холостой ход, сразу после ток пошел из нуля же),
а следовательно,
не возникнет
апериодический
ток вовсе и ударного
тока не будет.

Итак, расчетные условия
ударного тока:

• доаварийный
  режим ХХ,
• угол
  включения напряжения
  0 градусов,
• сеть имеет индукттивный характер.

Переходный процесс при расчетных условиях показан на следующем рисунке.

Ударным током называют наибольшее мгновенное значение полного (суммарного) тока КЗ.

Как видно из рисунка ударный ток
КЗ возникает
когда свободная составляющая (зеленая кривая) еще не успела
заметно затухнуть,
а периодический
ток (синяя гармоника) стал с ним одного
знака и проходит через свое амплитудное значение. Эти условия возникают через половину периода от начала КЗ, что составляет – 0.01с.

Выражение
для ударного
тока можно
записать так:

где Ку — ударный
коэффициент, Iпmax — амплитудное значение периодического тока КЗ.

Ударный коэффициент
изменяется
в пределах 2 >
Ку > 1, при изменении
постоянной
времени  ∞> Та > 0. Чем
меньше Та,
тем быстрее
затухает свободная
составляющая
и тем меньше
ударный коэффициент.
В высоковольтных
сетях (35 кВ и выше)
свободная
составляющая
исчезает через
0.1…0.3 с. В сетях низкого
напряжения
свободная составляющая тока КЗ быстро затухает вследствие больших активных сопортивлений сети.

Наибольшее
действующее
значение полного
тока

Действующим
значением тока
в произвольный
момент времени
называют среднеквадратичное
значение за
один его период,
в середине которого
находится рассматриваемый
момент времени t.

В результате,
действующее значение ударного тока расчитывают
так:

Отношение действующего
значения ударного
тока к действующему
значению периодической
слагающей можно
оценить так:

.

При расчете
ударного тока
в разветвленной
сети предполагается,
что свободная
составляющая
тока КЗ затухает
экспоненциально
с постоянной
времени:

.

Здесь реактивное
и активное сопротивления
между источником
и точкой КЗ, рассчитанны
в предположении,
что каждый элемент
схемы замещается
своим либо реактивным,
либо активным
сопротивлением.
Такой подход
противоречит
канонам теоретических
основ электротехники
и является допущением,
приемлемым
с практической
точки зрения.

Таким образом,
для расчета
ударного тока
КЗ необходимо
построить и
 эквивалентировать
две схемы замещения:
с чисто реактивными
сопротивлениями
и чисто активными.

ПОВЕДЕНИЕ КАБЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчет токов короткого замыкания | Заметки электрика

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).

В скобках около марки кабеля указано количество жил и их сечение (как рассчитать сечение кабеля). 

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:

• базисная мощность энергосистемы Sб = 100 (МВА)

• базисное напряжение Uб1 = 10,5 (кВ)

• ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции №20 (по проекту) Iкз = 9,037 (кА)

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

Активным сопротивлением трансформатора я пренебрегаю, т.к. оно несоизмеримо мало по отношению к реактивному. 

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)

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

• 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.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Токи короткого замыкания в сетях напряжением выше 1000 В —

Короткое замыкание (к. з.) — это соединение через весьма малое сопротивление двух частей электроустановки, находящихся под линейным или фазным напряжением. Короткие замыкания в трехфазной системе тока бывают: трехфазные — замыкание между проводами трех фаз; двухфазные — замыкание между проводами двух фаз; однофазные — замыкание между проводом одной из фаз и нулевым проводом или землей в сетях с заземленной нейтралью трансформатора.

При коротких замыканиях по элементам электроустановки проходит ток короткого замыкания.

Сила тока к. з. зависит от вида короткого замыкания, величины напряжения, величины сопротивления, длительности прохождения тока. Упрощенный график изменения величины тока к. з. во времени представлен на рис. 10.6.

Максимального значения ток к. з. достигает через 0,01 с после возникновения короткого замыкания. Это значение тока называется ударным током к. з. и обозначается /у. Благодаря размагничивающему действию реакции якоря генератора величина напряжения в сети падает, в результате уменьшается и ток к. з. (неустановившийся период к. з.) до определенной величины — до установившегося тока к. з. —

Далее величина тока к. з. остается неизменной до момента отключения (установившийся период к. з.).

Отключение тока к. з., п лучшем случае, может быть осуществлено через 0,2—0,25 с (время, необходимое для срабатывания реле и отключающих устройств), поэтому ударный ток iy и длительный установившийся ток I практически проходит через все токоведущие части электроустановок.

Ток, который разрывают аппараты отключения, называется разрывным током и обозначается /о>

Средний квадратичный ток за неустановившийся период к. з. называется полным действующим током и обозначается /д.

Между указанными токами существует следующая зависимость:

Ток короткого замыкания, проходя через токоведущие элементы установки, оказывает на них тепловое (термическое) и электродинамическое воздействие. Для нормальной работы аппаратов и их элементов необходимо, чтобы они выдержали эти действия тока к. з.

При выборе аппаратуры руководствуются номинальными нагрузками и напряжениями, а выбранную аппаратуру проверяют на действие токов к. з. (для этого сравнивают данные выбранного аппарата с расчетными токами к. з.).

Для уменьшения тока к. з. необходимо увеличивать кажущееся сопротивление линий электропередач. Это достигается за счет уменьшения количества ЛЭП, работающих параллельно, и установки специальных аппаратов, которые имеют малое активное сопротивление и нужное для ограничения тока индуктивное сопротивление. Такие аппараты называются реакторами и представляют собой катушки индуктивности без стального сердечника. Они включаются в каждую фазу вначале ЛЭП, где требуется ограничение тока к. з.

составляющие тока, формула, сила тока, график

Ток короткого замыкания — разрушительная энергия, создаваемая между двумя точками электроцепи. Полное определение, график тока кз, зависимость, равенство, токовые источники, измерение токовой мощности и другое далее.

Что это такое

Это электросоединение нескольких точек электроцепи, имеющих разные потенциальные значения, которые не предусмотрены конструкцией устройства и нарушают нормальное его функционирование. Также им называют резко возрастающий ударный электроимпульс. Возникает, если была нарушена изоляция в токоведущих элементах или произошло механическое соприкосновение незаизолированных проводников. Также бывает в том случае, когда значение сопротивления нагрузки меньше того, что имеет источник питания.

Полное определение

От чего зависит

Ток короткого замыкания образуется в тот момент, когда генерируются и разделяются сгенерированные носители при помощи света, в дополнение к теме, как определить ток короткого замыкания источника. Часто он равняется светопотоку, поэтому считается минимальным. Зависит от:

• площади и плотности;
• число фотонов или мощности падающего показателя излучения;
• световой интенсивности;
• спектра падающего излучения;
• оптического свойства, поглощения и отражения;
• вероятности разделения СЭ, поверхностной пассивации и времени.

Обратите внимание! Также он зависит от возникающего в проводнике электрического поля, от времени и пути токового протекания. Находится в зависимости от заряда с его концентрацией, скоростью и площади поперечного проводникового сечения. Равен напряжению, поделенному на проводниковое сопротивление. Измеряется в амперах.

Зависимость электротока

Источники

Источником выступает в быту поврежденная электрическая проводка, незаземленный кабель или нагретый поврежденный провод.

Стоит указать, что электроток происходит в одно-, двух- и трехфазной цепи во время замыкания фазы на землю или нейтрального провода, нескольких фаз, одновременного переключения фаз на землю. Бывает межвитковым и обмоточным на металлокорпус.

Чтобы защититься от него, нужно поставить токоограничивающего вида электрореакторы, распараллелить электроцепи, отключить секционные и шиносоединительные выключатели, использовать трансформаторы, имеющие расщепленную обмотку, использовать коммутационный аппарат, который отключает поврежденное оборудование. Также нужно применить релейную защиту вместе с плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Источники

Как измерить мощность электротока

Измерение мощности электротока короткого замыкания не отличается от измерения обычной электроэнергии. Все что нужно для ответа на вопрос, как рассчитать ток короткого замыкания трансформатора, это поделить сетевое напряжение на электросопротивление. Также можно воспользоваться более сложной формулой: Iкз = E/r.

Стоит указать, что при снижении показателя сопротивления, токовая сила будет расти. Соответственно, по проводнику будет идти тепло. Эта связь обладает количественной и временной характеристикой. Поэтому чем выше токовое значение, тем больше тепла будет выведено за определенное время. В этот момент можно найти, рассчитать и посчитать токовое значение.

Формула измерения мощности электротока

График тока короткого замыкания

Чтобы понять, как действует переменный ток короткого замыкания в однофазном резисторе, можно сделать специальный график. По нему можно научиться находить, определять, рассчитывать и измерять энергию. В момент нарушения кабельной изоляции, нормальное значение вырастает на графике в десять раз, а в тот период, когда срабатывает автомат, это разрывает аварийную цепь. Резко снижается показатель, а затем постепенно все приходит в норму.

График электротока

Схема

Еще один способ изучения принципа токового действия это построение схемы. На данный момент для этого можно применить специальную программу. Благодаря ей можно не только понять, в какой ситуации случится короткое замыкание, но и попробовать его предотвратить, построив правильную электросхему и используя затем качественные материалы.

Обратите внимание! Стоит указать, что кроме дистанционного способа, есть возможность сделать схему самостоятельно, используя соответствующие учебные пособия. В результате такого действия можно сделать проверку вводного автоматического выключателя, имеющего средний номинальный ток на коммутационную способность в силовой кабельной линии. Благодаря схеме будет несложно определяться в токовых значениях.

Схема электротока

В целом, электроток короткого замыкания — разрушительная энергия, которая зависит от числа фотонов, спектра излучения, оптического свойства и прочего. Измерение его мощности можно произвести через специальную формулу. Имеет свой график и схему, которые представлены выше.

Устройства защиты от перенапряжения (SPD) и токи короткого замыкания

Брайан Коул
Президент Совета технологических исследований

Джим Тиеси
Менеджер по маркетингу компании Emerson Network Power Surge Protection

Электрические системы и оборудование, которые обеспечивают питание и управление промышленными, коммерческими, телекоммуникационными и медицинскими процессами, подвергаются многочисленным нарушениям качества электроэнергии. К ним относятся сбои в подаче электроэнергии, перебои в работе, провалы, выбросы, временные перенапряжения и молнии.Молния может нарушить процессы, повредив трансформаторы, распределительное оборудование, проводники или оборудование для преобразования энергии. Молния также может нарушить процессы, активировав реле защиты и управления в системе электроснабжения, что может вызвать переходные состояния, которые могут привести к переключению реле передачи и распределения для перенаправления электроэнергии.

Интегрированный SPD

Для защиты электрических систем и оборудования от переходных процессов, вызванных грозой, к электрической системе подключаются устройства защиты от импульсных перенапряжений (SPD).УЗИП — это устройство, которое содержит по крайней мере один нелинейный компонент и предназначено для защиты электрической системы и оборудования путем ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсных токов [1]. УЗИП бывают различных конфигураций: от небольших устройств на DIN-рейку и фланцевых устройств, предназначенных для установки внутри электрического оборудования и машин (рис. 1), до постоянно подключенных устройств, предназначенных для внешнего подключения к электрическому оборудованию и машинам (рис. 2).

Внешний SPD

УЗИП

должны защищать электрическую систему, не оказывая отрицательного воздействия на систему в целом и не причиняя вреда соседнему персоналу.Неблагоприятные взаимодействия включают системные резонансы, взаимодействия с системами замыкания на землю и повреждение электрической системы из-за ненадлежащего применяемого (номинального) оборудования [2]. Защита обеспечивается рабочими характеристиками SPD. Характеристики производительности включают ограничение переходных напряжений путем отклонения переходного тока до амплитуд, приемлемых для непрерывной работы подключенного оборудования. Подключение SPD к электрической системе не должно подвергать персонал дополнительным рискам поражения электрическим током в результате его работы: таким как опасность поражения электрическим током и искрения.

УЗИП И ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Стандарты

IEC требуют, чтобы SPD выдерживали токи короткого замыкания или короткого замыкания в результате внутреннего отказа SPD [1]. Чтобы SPD мог выдерживать токи короткого замыкания, связанные с подключением к электрической системе, SPD должен иметь отключающее устройство.

Разъединитель SPD — это устройство, которое отключает SPD от электрической системы в случае отказа SPD [3]. Разъединители SPD необходимы для защиты системы от двух режимов отказа SPD: тепловых повреждений и коротких замыканий по току [3].Ток короткого замыкания — это величина тока, которая может протекать в системе до точки отказа. Амплитуда тока короткого замыкания зависит от множества условий, включая полное сопротивление источника, сопротивление проводника, межфазное замыкание или замыкание на землю, а также количество других сопротивлений в электрической системе.

УЗИП, подключенные к электрической системе , должны иметь номинальный ток короткого замыкания [1]. Номинальный ток короткого замыкания SPD — это максимальный ожидаемый ток короткого замыкания, доступный от электрической системы, который SPD и разъединитель способны выдержать, не создавая опасности поражения электрическим током [3].Для правильного подключения SPD к электрической системе номинальный ток короткого замыкания SPD должен быть равен или превышать ток короткого замыкания в точке установки [3, 4].

Расчет токов короткого замыкания в электрической системе сложен. Хотя это можно выполнить вручную или с помощью электронных таблиц, программное моделирование обычно используется для учета многих переменных. Однако можно легко оценить ток короткого замыкания на выходе трансформатора.Чтобы приблизительно определить ток короткого замыкания ( SCC ) на вторичной обмотке трансформатора, необходимо знать номинальную мощность трансформатора ( P ), вторичный ток полной нагрузки трансформатора ( I ), линейное напряжение на вторичной обмотке трансформатора ( В, ) и полное сопротивление трансформатора ( Z ) [5]. Номинальная мощность указывается в кВА, сила тока — в амперах (А), а напряжение — в вольтах (В).

По мере увеличения номинальной мощности трансформатора доступный ток короткого замыкания увеличивается.По мере увеличения импеданса трансформатора доступный ток короткого замыкания уменьшается.

SPD ИСПЫТАНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Для определения номинального тока короткого замыкания (SCCR) требуется испытание устройств защиты

SPD на токи короткого замыкания [3]. Отключающее устройство требуется для отключения SPD во время испытания на ток короткого замыкания, за исключением режима защиты между нейтралью и защитным заземлением (N-PE) SPD в системе заземления TN или TT [3]. Отключающее устройство SPD может быть внутренним или внешним предохранителем или автоматическим выключателем.

ТАБЛИЦА 1: Номинальные значения тока короткого замыкания SPD

Производитель SPD указывает амплитуду тока короткого замыкания (Таблица I). Если производитель SPD не определяет ток короткого замыкания, то SPD испытывают при токе короткого замыкания 300 A. После выбора амплитуды тока короткого замыкания источник питания должен быть в состоянии подавать определенный ток с минимальный коэффициент мощности (Таблица II).

Перед испытанием на ток короткого замыкания необходимо подготовить образцы. Для SPD с компонентами ограничения напряжения, например металлооксидные варисторы (MOV) или кремниевые лавинные диоды (SAD), их заменяют медными блоками соответствующего размера [3]. УЗИП, которые предназначены для подключения внутри электрического шкафа или имеют степень защиты IP20 или ниже, устанавливаются в металлический корпус сетчатого типа [2]. УЗИП, предназначенные для подключения вне электрического оборудования, испытываются в прилагаемом корпусе.

После завершения теста тока короткого замыкания критерии прохождения SPD следующие [3]:

• На корпусе УЗИП нет видимых повреждений; небольшие вмятины или трещины, не снижающие степень защиты (код IP), исключены
• Отключение должно обеспечиваться разъединителем
• Индикация разъединителя должна показывать правильное состояние

УЗИП

• со степенью защиты выше IP20 не должны иметь доступных токоведущих компонентов (если они не были доступны до испытания), когда их подвергают испытанию пальцем
• Ток короткого замыкания от источника питания должен быть отключен разъединителем SPD в течение пяти секунд
• Взрыв другой опасности не должен быть
• Не должно быть перекрытий для сетчатого типа, металлический корпус

Таблица 2: Ток короткого замыкания и коэффициент мощности [2]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УЗИП И РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ

Прерывание тока короткого замыкания вызывает дугу между двумя электродами или точками в электрической цепи. В автоматических выключателях предусмотрены дуговые разряды, чтобы отводить дугу от контактов внутри автоматического выключателя. В элементах предохранителей используется дугогасящая среда, например вакуум, песок и т. д., чтобы обеспечить дугу между двумя электродами.

В некоторых SPD используются внутренние разъединители, которые находятся в непосредственной близости от компонента (-ов) ограничения напряжения, то есть MOV. Когда MOV размещаются в непосредственной близости от внутреннего разъединителя, предназначенного для отключения токов короткого замыкания, образовавшаяся дуга может разорвать MOV, что приведет к последующим действиям, которые приведут к тому, что SPD не будет соответствовать критериям прохождения (рисунок 3).

УЗИП

, прошедшие испытания на ток короткого замыкания с использованием медного закорачивающего блока вместо элемента ограничения напряжения, соответствуют требованиям стандарта. Однако с использованием медного закорачивающего блока может не полностью оценить общие характеристики безопасности УЗИП для адекватного отключения при токах короткого замыкания . Другие международные стандарты требуют, чтобы SPD был испытан как полнофункциональное устройство [6].

При рассмотрении установки УЗИП требуется оценка рисков, чтобы гарантировать, что УЗИП обеспечит надлежащую защиту и отключится от электрической системы, не создавая дополнительных опасностей [1].Эта оценка риска должна включать оценку того, как SPD был испытан на токи короткого замыкания, и были ли компоненты ограничения напряжения подключены к цепи или были ли они заменены медными блоками.

ПРИМЕР ПРИЛОЖЕНИЯ SPD

Для подключения SPD к электрической системе необходимы ток короткого замыкания в точке установки и номинальный ток короткого замыкания SPD. Во всех случаях номинальный ток короткого замыкания SPD должен быть больше, чем расчетный ток короткого замыкания в точке установки.Если SPD расположен в других местах, требуется подробное исследование тока короткого замыкания. При подключении к вторичной обмотке трансформатора для определения тока короткого замыкания можно использовать простые уравнения (EQ1, EQ2) в сочетании с параметрами трансформатора.

Неправильно установленный MOV и разъединитель

Например, если SPD должен быть подключен на входе обслуживания объекта, питание от трансформатора 2,5 МВА с напряжением 400Y / 230 В, 4W + G и импедансом 3%, использование EQ1 и EQ2 приводит к короткому замыканию. ток 120.3 кА. Чтобы правильно установить SPD, SPD должен иметь номинальный ток короткого замыкания 125 кА или более. Применение SPD с номинальным током короткого замыкания менее 125 кА может поставить под угрозу безопасность персонала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение SPD в электрической системе — эффективный и важный метод уменьшения повреждений электрической системы и оборудования от переходных напряжений. Правильное применение SPD требует от инженера учета многих параметров системы и оборудования.Одним из важных параметров является номинальный ток короткого замыкания SPD, тип и расположение разъединителя SPD, а также ток короткого замыкания в точке подключения. Ток короткого замыкания в точке приложения можно рассчитать с помощью процесса, описанного в этой статье, или с помощью программного обеспечения для анализа электроэнергии, например SKM, ETAP или EasyPower. Чтобы определить ток короткого замыкания для SPD, подключенных на вторичной обмотке трансформатора, можно использовать простые вычисления.

Предохранители или автоматические выключатели, внутренние или внешние по отношению к SPD, необходимы для получения номинального тока короткого замыкания и не должны ухудшать рабочие характеристики SPD. Номинальный ток короткого замыкания SPD согласно стандартам должен быть указан либо на SPD, либо в прилагаемых инструкциях по установке. Тип и расположение разъединителя SPD также указаны в инструкции по установке.

При проведении оценки риска инженер должен получить данные от производителя SPD, проводился ли тест тока короткого замыкания с заменой MOV на медный блок или был ли MOV установлен во время испытания.УЗИП, испытанные с заменой MOV на медный блок и внутренний разъединитель, могут привести к угрозе безопасности, требующей дополнительного кожуха или мер защиты, которые необходимо учитывать при окончательной установке.

ССЫЛКИ

1. Международная электротехническая комиссия (МЭК). Устройства защиты от перенапряжения низкого напряжения — Часть 12: Устройства защиты от перенапряжения, подключенные к низковольтным системам распределения электроэнергии — Принципы выбора и применения, IEC 61643-12.Женева, Швейцария.
2. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Руководство IEEE по применению устройств защиты от перенапряжения для низковольтных (1000 В или менее) цепей питания переменного тока, IEEE C62.72 ^TM — 2007. Нью-Йорк, Нью-Йорк США.
3. Международная электротехническая комиссия (МЭК). Устройство защиты от перенапряжения низкого напряжения — Часть 11: Устройства защиты от перенапряжения, подключенные к энергосистемам низкого напряжения — Требования и методы испытаний, IEC 61643-11. Женева, Швейцария.
4. Коул, Б.Р., Браун, К., Маккарди, П.С., Фиппс, Т.Е., и Хотчкисс, Р. Номинальные значения тока короткого замыкания для устройств защиты от импульсных перенапряжений . 2006 Летняя конференция Энергетического общества IEEE. Доступно [в Интернете] по адресу IEEE Explore .
5. McKeown, D., Простые методы расчета тока короткого замыкания без компьютера , получено 10 августа 2012 г., доступно [в Интернете] по адресу http://www.geindustrial.com/publibrary/checkout/Short%20Circuit?TNR = Белый% 20Papers | Short% 20Circuit | generic.
6. Underwriters Laboratories (UL). Стандарт безопасности для устройств защиты от перенапряжения, UL 1449, 3 ^rd Edition. Нортбрук, штат Иллинойс, США.

Брайан Коул — президент Совета технологических исследований. Он имеет более чем 25-летний опыт проектирования, разработки, применения и обеспечения безопасности оборудования для обеспечения качества электроэнергии, авиационных приборов и различного низковольтного распределительного оборудования. Он является членом IEEE, ряда технических комиссий по стандартам UL, членом Национального комитета США при МЭК, а также помогал в разработке многочисленных национальных и международных стандартов, связанных с системами электроснабжения. Коул — бывший морской пехотинец США, сертифицированный инженер NARTE, имеет степень бакалавра в области электротехники и степень магистра делового администрирования со специализацией в области управления технологиями.

Джим Тиеси — менеджер по маркетингу компании Emerson Network Power Surge Protection. Tiesi имеет 20-летний опыт проектирования, разработки, применения и маркетинга оборудования для обеспечения качества электроэнергии. Он активен в различных рабочих группах IEEE и NEMA, а также является членом ассоциации разработки продуктов и менеджмента.Тиеси имеет степень бакалавра наук в области электротехники и степень магистра делового администрирования.

(PDF) Анализ импульсных токов при межвитковом КЗ во вторичной обмотке трансформатора

Формы сигналов токов первичной обмотки показаны на Рис.5 — для полного

КЗ вторичной фазы а , а на рис.6 — при частичном межвитковом КЗ —

цепь 1% витков (p = 0,01).Видно, что токи фаз B и C совпадают

и смещены на 180 градусов относительно тока фазы A.

Таблица 1. Значения и величины импульсных токов в обмотках трансформатора

0,01 0, 05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

AI A,

1 4 19,5 38 71 101 126 148 166,5

183,5

200 213225

AII CB,

11 

2 9,7 19 35,5 50,5 63 74 83,3 91,7 100 106,5

112,5

номинальный

AI

I

1

1 0,27 1,30 2,53 4,73 6,73 8,40 9,87 11,10

12,23

13,33

14 , 20

15,00

номинальная

CB

I

I

1

) (1

0,13 0,65 1,27 2,37 3,37 4,20 4,93 5,55 6,11 6,67 7,10 7,50

AI sc,

2 1018

996966 910,5

861 809 758,5

711 672638 606,5

577

с рейтингом

sc I

I

2

2

39,69

38,83 9,60006

35,50

33,57

31,54

29,57

27,72

26,20

24,87

23,65

22,50

Значения всплеска токи

для всех фазных обмоток и их значения

в зависимости от тока короткозамкнутого контура

приведены в таблице 1

и на рис. 7. Скорость выброса

тока в первичной обмотке поврежденной фазы

очень велика при полном замыкании обмотки

и уменьшается

с уменьшением витков в короткозамкнутом контуре

. . Когда контур

составляет менее 5% от

Короткое замыкание с полной обмоткой фазы а

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,005 0,01 0, 015 0,02 0,025 0,03 0,035

t, с

I, A

Фаза A

Фаза B

Фаза C

Рисунок 5.Значения токов относительно уровня

короткого замыкания

Межвитковое замыкание в фазе а, р = 0,01

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 0,005 0,01 0, 015 0,02 0, 025 0,03 0,03 5

t, с

I, A

Фаза A

Фаза B

Фаза C

Рисунок 6. Значения токов в зависимости от уровня

короткого замыкания

0

5

10

15

20

20

25

30

35

40

0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 p

I / Irated

I1 / I1r

I2sc / I2r

Рисунок 7. Скорости импульсных токов

Важные факты, которые необходимо знать о токах разрядников — классические соединители и ClampStar

Токи разрядников перенапряжения
By Waymon P. Goch

Разрядный ток — это импульсный ток, который протекает через разрядник во время разрядки перенапряжения (а разрядное напряжение — это напряжение, которое появляется на выводах разрядника в течение этого времени). Есть четыре дополнительных тока, которые важны для конструкции, применения и производительности ограничителя перенапряжения.Эти токи можно определить следующим образом:

• Градиентный ток: Ток, протекающий через внутреннюю градуировочную цепь разрядника.
• Ток утечки: ток, протекающий по внешней поверхности корпуса разрядника, который в первую очередь зависит от условий эксплуатации.
• Ток неисправности: ток от подключенной энергосистемы, протекающий при коротком замыкании.
• Ток слежения за мощностью: Ток, который продолжает течь после разрядки разрядника.

Разница в токе неисправности и тока следящего за мощностью является синхронизацией. Низкое полное сопротивление разрядника во время разряда для всех практических целей является коротким замыканием, но разрядник должен отключать и повторно запираться от тока следящего за мощностью.

Ток повреждения определяется системой питания и имеющимся током в месте расположения разрядника. Ток слежения за мощностью определяется системой питания и конструкцией ограничителя перенапряжения. Остальные зависят от возраста, класса, номинальных характеристик и конструкции ОПН [карбид кремния с зазором (SiC), оксид металла с зазором или без зазора (MOV)].

Ограничители перенапряжения, изготовленные примерно до 1977 года, представляют собой SiC с зазорами, и в настоящее время в эксплуатации находятся многие разрядники распределительного, вертикального, промежуточного и станционного классов, которые имеют такую ​​конструкцию. Большинство этих ОПН были изготовлены с 1950 по 1977 год. На момент установки они представляли собой современный уровень техники, и по большей части их история эксплуатации была удовлетворительной.

Конструкция первых SiC разрядников состояла из простой многозазорной конструкции, соединенной последовательно с нелинейными блоками клапанов из SiC.В этих ОПН все напряжение системы подавалось на структуру промежутка. В структуре зазора возникла искра в ответ на скачок перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение изоляции линии или оборудования, и результирующий ток, сопровождающий мощность, протекал через последовательную комбинацию блоков зазора и клапана. Нелинейные блоки ограничивали последующий ток до уровня, который структура зазора обычно могла прервать при следующем переходе через нуль напряжения (хотя повторные пробои не были редкостью). После успешной повторной герметизации разрядник вернулся в нормальный режим работы.

Значительное улучшение этой конструкции, в первую очередь для разрядников станций и промежуточного класса, произошло с введением в 1957 г. токоограничивающего зазора. Этот ограничивающий зазор помог ограничить следящий ток системе за счет генерации обратной ЭДС, которая в сочетании с токоограничивающим зазором. нелинейные блоки SiC, допускающие прерывание тока
без зависимости от перехода напряжения через ноль.

В большинстве разрядников из SiC с зазором также используются резистивные (R), емкостные (C) или резистивно-емкостные (RC) схемы градуировки для выравнивания напряжения системы и получения равномерного распределения напряжения по структуре зазора.Эти схемы сортировки были электрически соединены вне промежутков и блоков, так что ток сортировки протекал только через схему сортировки. Типичные схемы градуировки давали линейный ток на землю в несколько миллиампер.

Проблема с разрядниками из карбида кремния с зазором связана с работой в сильно загрязненной среде. Сильное внешнее загрязнение и возникающие в результате токи утечки могут соединять и нарушать более слабые внутренние схемы выравнивания и изменять распределение напряжения по структуре зазора.

Одним из методов контроля градации и токов утечки, а также количества разрядов между линией и землей, в первую очередь через разрядники на станции, является счетчик разряда с измерителем тока утечки / градуировки. наблюдение за их обязанностями и состоянием. Установка счетчиков разряда требует заземления ОПН через счетчик разряда. Обычно это делается путем установки разрядника на изолирующую опорную плиту, как показано на Рисунке 1.(Много лет назад один производитель предложил счетчик разряда, который также содержал зеркальный дублирующий зазор на пути разряда. Изучив дублирующий промежуток и медные зеркальные электроды, можно было теоретически судить о состоянии внутренних зазоров разрядника и определять продолжительность которые они были разоблачены).

Введение в 1977 году полупроводников на основе оксида металла [в первую очередь оксида цинка (ZnO)] для использования в разрядниках MOV было вторым крупным достижением в конструкции и характеристиках ОПН.Металлооксидный варистор характеризуется чрезвычайно нелинейной зависимостью тока от напряжения, что приводит к гораздо более высокому показателю напряжения на нелинейной части кривой вольт-ампер, чем SiC. Эта характеристика позволяет создавать разрядники без зазоров. Это также требует введения другого тока, называемого опорным током (Iref), который представляет собой переменный ток, указанный производителем ОПН в сочетании с опорным переменным напряжением (Vref), которое по существу определяет точку, в которой элементы ОПН переходят в проводимость. .Ниже этой точки (и при включении при нормальном рабочем напряжении между фазой и землей) элементы MOV можно охарактеризовать как конденсаторы с потерями и опережающим напряжением по току почти на 90 °. По мере увеличения напряжения выше Vref элементы MOV становятся более резистивными, а при полной проводимости почти полностью резистивными с током и напряжением в фазе.

Значительное улучшение рабочих характеристик и уровней защиты, обеспечиваемое беззазорными ограничителями перенапряжения MOV, также делает их практически невосприимчивыми к воздействию загрязнений и внешних токов утечки.

Рис. 1 Типовая установка (Cooper)

Семейство стандартов IEEE C62 охватывает ограничители перенапряжения и их применение. Например, C62.11 озаглавлен «Стандарт IEEE для металлооксидных ограничителей перенапряжения для цепей переменного тока (> 1 кВ)».

Щелкните здесь, чтобы просмотреть и загрузить эту статью в удобном для печати формате PDF

Защита от перегрузки и сверхтока — базовое управление двигателем

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы слушать, как вы читаете этот раздел.

При первом запуске двигателя, прежде чем вал сможет набрать скорость и начать вращаться, характеристики обмотки статора соответствуют характеристикам короткого замыкания. Таким образом, двигатель начинает потреблять очень высокие значения , ток . Этот ток создает магнитное поле, которое заставляет вал двигателя вращаться, и это вращательное действие создает противо-ЭДС (CEMF), которая ограничивает ток до его нормального рабочего значения.

Первоначальное высокое значение тока называется пусковым током и может вызвать серьезные нарушения в сети и ложное срабатывание, если предохранители и автоматические выключатели не имеют соответствующего размера.

Термин « перегрузка » описывает умеренное и постепенное повышение значения тока в течение относительно длительного периода времени. Это вызвано чрезмерным током, потребляемым двигателем, который может в шесть раз превышать номинальный ток. Это вызвано слишком большой нагрузкой на двигатель. Системы защищены реле защиты от перегрузки . В то время как перегрузки допускаются на короткое время (обычно минуты), длительные перегрузки будут использовать тепловое воздействие, вызывающее срабатывание защитного устройства.

Термин « перегрузка по току » (иногда называемый коротким замыканием или замыканием на землю) описывает резкое и быстрое повышение тока за короткий период времени (доли секунды). Цепи и оборудование защищены от перегрузок по току предохранителями или автоматическими выключателями.

В этих случаях значение тока намного превышает номинальный линейный ток и действительно может быть от шести до многих сотен раз выше нормального номинального значения тока.

Существует несколько причин ситуаций перегрузки по току. Например, когда происходит замыкание на болтах — замыкание между линией и землей или между линией и линией. Это вызывает очень большое значение тока из-за обратно пропорциональной зависимости между сопротивлением цепи и потребляемым током.

Другая менее понятная причина короткого замыкания — запуск асинхронного двигателя. При первом включении трехфазного асинхронного двигателя обмотки статора проходят через цепь с очень низким сопротивлением.Это потребляет очень большой пусковой ток, который неотличим от стандартного короткого замыкания, за исключением того, что он быстро падает до номинального значения тока, потребляемого двигателем. Это происходит из-за противоэлектродвижущей силы (CEMF), создаваемой вращающимся валом двигателя. Когда двигатель вращается, CEMF ограничивает ток до безопасных значений. Когда двигатель не вращается, от источника потребляется очень большое значение тока. Этот ток иногда называют током заторможенного ротора , и пускатели двигателей и устройства максимального тока должны быть рассчитаны на безопасную работу с этим значением тока.

Последствия короткого замыкания

Два основных отрицательных выхода максимального тока:

• Тепловая энергия : Высокие значения тока создают много тепла, которое может повредить оборудование и провода. Тепловая энергия может быть выражена как I ² t (квадрат тока, умноженный на время) — чем дольше сохраняется неисправность, тем больше потенциальное тепловое повреждение.
• Механические силы : Сильные токи короткого замыкания могут создавать мощные магнитные поля и оказывать огромное магнитное напряжение на шины и оборудование, иногда деформируя их по форме и создавая другие проблемы.

Большие значения тока короткого замыкания могут очень быстро вызвать повреждение, поэтому устройства защиты от перегрузки по току должны действовать очень быстро, чтобы устранить сбой. Существует две основные категории устройств защиты от сверхтоков: предохранители и автоматические выключатели.

Предохранители

Предохранители

Предохранитель — это простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждений из-за более высоких, чем обычно, значений неисправности. Он разработан как самое слабое звено в цепи.

Предохранитель

A представляет собой изолированную трубку, содержащую полосу проводящего металла (плавкую вставку), которая имеет более низкую температуру плавления, чем медь или алюминий.Плавкая вставка имеет узкие резистивные сегменты, которые концентрируют ток и вызывают повышение температуры в этих точках.

При коротком замыкании элементы предохранителя сгорают всего за доли секунды. Чем выше значения тока повреждения, тем быстрее сработает предохранитель.

В случае перегрузки плавким элементам может пройти несколько секунд или даже минут, прежде чем тепловые воздействия вызовут плавление плавкой вставки.

Предохранители бывают двух категорий: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с выдержкой времени (тип D).

Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при запуске двигателя, поэтому мы используем предохранители с выдержкой времени, также известные как «двухэлементные предохранители».

Общие рейтинги

Все устройства максимального тока должны работать в пределах своих номинальных значений. Три наиболее важных параметра — это напряжение, ток и отключающая способность.

Номинальное напряжение

Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны по крайней мере на значение напряжения цепи, которую они предназначены для защиты.

Когда предохранитель или автоматический выключатель прерывает ток короткого замыкания, он должен безопасно гасить дугу и предотвращать ее повторное возникновение. Следовательно, номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя должно быть равно или превышать напряжение системы.

Например, предохранитель, рассчитанный на 240 В RMS, будет приемлем для использования в цепи на 120 В. Однако при использовании в цепи 600 В. номинальное напряжение предохранителя будет превышено.

Номинал в продолжительном режиме

Рейтинг продолжительной работы описывает максимальное номинальное значение среднеквадратичного тока, на которое рассчитано устройство максимального тока для непрерывной работы без отключения. Вообще говоря, номинал предохранителя или прерывателя ампер не должен превышать допустимую нагрузку цепи по току, но есть исключения, такие как определенные цепи двигателя.

Отключающая способность

Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает до нуля Ом , вызывая протекание очень больших значений тока. Этот чрезвычайно быстрый рост тока короткого замыкания может вызвать повреждение проводов и оборудования из-за перегрева, и его необходимо как можно быстрее погасить.

Номинальная отключающая способность (IC) устройства максимального тока — это максимальный ток короткого замыкания, который устройство может отключить без ущерба для себя. Большинство автоматических выключателей и предохранителей имеют номинал IC 10 000 ампер.

Для систем, способных к большим токам замыкания, предохранители с высокой разрывной емкостью (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер с помощью гашения дуги наполнителя, такого как кварцевый песок, чтобы помочь устранить замыкание.

Ограничитель перенапряжения, перенапряжения и защита от перегрузки по току

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:

Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.

Аналитические / рабочие файлы cookie:

Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.

Функциональные файлы cookie:

Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.

Целевые / профилирующие файлы cookie:

Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. С этой целью мы также можем передавать эту информацию третьим лицам.

Отклонить печенье

CUTLER HAMMER CHSPT2ULTRA 22000 KA Рейтинг короткого замыкания, 60 Гц, 120/240 В переменного тока, устройство защиты от перенапряжения, однофазное: Электроника

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.

• Убедитесь, что он подходит, введя номер своей модели.
• Макс. Импульсный ток на фазу: 108 кА, фильтрация / без фильтрации: фильтрация, фаза: 1

]]>

Технические характеристики этого изделия

2

9067

9067

Фирменное наименование	Eaton
Ean	7750162600503
Вес изделия	8. 0 унций
Номер модели	CHSPT2ULTRA
Количество позиций	1
Рабочая частота	60,0 герц
Код UNSPSC	27112703
Напряжение	240.0 вольт

Исследование короткого замыкания и его важность в энергосистемах

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

Чтобы понять важность анализа короткого замыкания, мы должны сначала понять, что это такое на самом деле? После этого мы подробно обсудим важность и применение анализа короткого замыкания.

Прочитав это руководство, вы сможете объяснить важность анализа короткого замыкания и легко сможете объяснить последствия короткого замыкания в энергосистемах.

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по инженерной энергетике. 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.

Что такое короткое замыкание?

Итак, короткое замыкание возникает, когда часть проводника с током касается или входит в контакт с другим проводом или частью цепи, и дает электричеству путь с меньшим сопротивлением потоку.

Пример короткого замыкания.

Если провод с неисправной изоляцией обнажается и касается другого провода, по нему протекает ток и возникает короткое замыкание.

Проще говоря, короткое замыкание — это просто соединение с низким сопротивлением между двумя проводниками, подающими электроэнергию в любую цепь.

Это приводит к чрезмерному протеканию тока в энергосистемах по пути с низким сопротивлением и может даже привести к разрушению источника питания и увеличению количества тепла и пожаров.

Вот почему от нас требуется провести всестороннее исследование короткого замыкания и соответствующим образом использовать защитные устройства для противодействия токам короткого замыкания в энергосистемах.

Почему короткое замыкание опасно?

Далее мы должны рассмотреть смертоносность тока короткого замыкания и почему это опасно для любого персонала, работающего поблизости, или для оборудования энергосистем? В нормальных условиях ток, протекающий в энергосистеме, является номинальным током оборудования, при котором оборудование или устройство должны работать.

При нормальном номинальном токе и пусковом токе (в 4-6 раз превышающем нормальный номинальный ток во время пуска такого устройства, как двигатель и т. Д.), Защитные устройства не предназначены для срабатывания.

Наша основная задача — обеспечить срабатывание защитного устройства при любых условиях неисправности, таких как короткое замыкание, вспышка дуги, скачки молнии и т. Д.

Ток короткого замыкания может быть очень большим, потому что он позволяет току течь там, где его не должно быть. в нормальных условиях.

Если необычно высокие токи короткого замыкания превышают возможности защитных устройств (предохранители, автоматические выключатели, реле и т. Д.)) это может привести к большим и быстрым высвобождениям энергии в виде тепла, сильных магнитных полей и даже потенциально к взрывам, известным как дуговая разрядка.

Тепло может повредить или разрушить изоляцию проводов и электрические компоненты. Дуговой разряд создает ударную волну, которая может переносить испаренный или расплавленный металл и может быть фатальной для находящихся поблизости незащищенных людей.

Расчет тока короткого замыкания необходим для правильного выбора типа, отключающей способности и характеристик отключения защитных устройств.

Результаты расчетов тока короткого замыкания также используются для определения требуемых характеристик короткого замыкания компонентов системы распределения питания, включая переключатели шины, приводы с регулируемой скоростью, распределительные щиты, центры нагрузки и щитовые панели. При вычислении максимального тока повреждения необходимо определить общий вклад всех генераторов, которые могут быть подключены параллельно, а также вклад нагрузки от асинхронных и синхронных двигателей.

Почему короткое замыкание важно в энергосистеме?

Как мы уже говорили об основах исследования короткого замыкания.Теперь мы рассмотрим, почему анализ короткого замыкания является основным требованием для защиты энергосистем?

Короче говоря, исследование короткого замыкания очень важно в энергосистемах. Помимо того, что это предварительное условие для изучения вспышки дуги. Без анализа короткого замыкания мы не можем перейти к исследованию вспышки дуги, что является рекомендуемой практикой для любых отраслей энергосистемы.

NFPA 70E 2018 (Стандарт электробезопасности на рабочем месте) также рекомендует проводить исследование вспышки дуги не реже одного раза в 5 лет или всякий раз, когда на объекте происходят серьезные изменения.Ознакомьтесь с нашей краткой статьей об исследовании Arc Flash и его важности, чтобы быстро освоить основы!

«Анализ короткого замыкания необходим, чтобы гарантировать, что характеристики существующего и нового оборудования адекватны, чтобы выдерживать имеющийся ток короткого замыкания в каждой точке энергосистемы».

Чтобы правильно понять важность исследования короткого замыкания, мы разделили его на пункты, см. Ниже!

• Исследование короткого замыкания используется для определения доступного тока короткого замыкания или тока короткого замыкания в каждой точке системы.
• На основе этого исследования инженеры энергосистем могут легко определить требуемую отключающую способность автоматических выключателей, которая является основой для проектирования надлежащей системы реле. Ознакомьтесь с курсом «Основы защиты энергосистемы» , в котором мы кратко обсудили «Типы защитных реле и требования к конструкции».
• A Анализ короткого замыкания поможет обеспечить защиту персонала и оборудования за счет определения надлежащих отключающих характеристик защитных устройств (прерыватель цепи и предохранители).
• Результаты исследований короткого замыкания используются для прогнозирования уровней падающей энергии и завершения подробного исследования координации защитных устройств

Короче говоря, наша цель — как можно раньше прервать ток короткого замыкания, и это может быть достигнуто с помощью настроек защитного устройства.

Если ток электрического повреждения превышает номинальный ток отключения или SCCR (номинальный ток короткого замыкания) защитного устройства, последствия могут быть катастрофическими.Это может быть серьезной угрозой для жизни человека и способно привести к травмам, значительному повреждению оборудования.

В системах среднего и высокого напряжения требуется анализ короткого замыкания для определения как номинальных характеристик распределительного устройства, так и настроек реле. Ни одно оборудование подстанции не может быть установлено без знания значений короткого замыкания для всей системы распределения электроэнергии.

Расчеты короткого замыкания необходимо поддерживать и периодически обновлять, чтобы защитить оборудование и жизнь персонала.Предполагать, что новое оборудование правильно оценено, небезопасно!

Последнее программное обеспечение для исследования короткого замыкания

Во всем мире доступно различное международно признанное программное обеспечение, которое можно использовать для исследования коротких замыканий на коммерческих и промышленных объектах. Самыми верхними, широко используемыми являются следующие:

1. ЭТАП
2. Электроинструменты SKM
3. Легкая сила

В следующей статье мы подробно обсудим, как проводить расчеты короткого замыкания? Так что следите за новостями в блогах по энергетике.