접지 계산 — 전기 장비의 보호 접지 계산 방법 및 공식

영점 계산은 할당된 작업을 안정적으로 수행하는 조건을 결정하기 위한 것입니다. 손상된 설비를 네트워크에서 신속하게 분리하고 동시에 비상 시 영점 조정된 케이스를 만지는 사람의 안전을 보장합니다. 이에 따르면 보호 접지 위상이 접지에 짧은 경우(중성 접지 계산) 및 케이스(중성 보호 컨덕터의 재접지 계산)의 차단 용량과 접촉 안전에 의존합니다.

a) 중단 계산

한 위상이 중립 케이스에 닫혀 있을 때 단상 단락 전류 값(즉, 위상과 중성 보호 도체 사이) 및 K, A가 조건을 충족하면 전기 설비가 자동으로 분리됩니다.

여기서 k — 정격 전류 Azn A의 곱셈 계수, 퓨즈 또는 차단기의 전류 설정 A. (퓨즈의 정격 전류는 전류이며, 그 값은 인서트에 직접 표시(스탬프)됩니다. 제조 업체.제조업체가 설정한 온도 이상으로 가열)

값 k 계수는 전기 설비의 보호 유형에 따라 허용됩니다. 보호가 전자기 방출(중단)만 있는 회로 차단기에 의해 수행되는 경우, 즉 시간 지연 없이 트리거되는 경우 k는 1.25-1.4 범위에서 허용됩니다.

설치가 퓨즈로 보호되는 경우 연소 시간은 알려진 바와 같이 전류에 따라 달라지며 (전류가 증가함에 따라 감소) 종료 속도를 높이려면 다음을 수행하십시오.

설비가 퓨즈와 유사한 역전류 종속 특성을 가진 회로 차단기에 의해 보호되는 경우

의미 과 K 변압기의 임피던스를 포함하여 네트워크 Uf 및 회로 저항의 위상 전압 zt, 위상 와이어 zf, 중립 보호 도체zns, 루프 (루프) 위상 도체의 외부 유도 저항 - 제로 보호 도체 (위상 제로 루프) хn 및 전류원 (변압기) 권선의 중성 접지의 활성 저항 ro 및 중성 보호 도체 rn의 재 접지 (그림 1, a).

ro 및 rn은 일반적으로 다른 회로 저항에 비해 크기 때문에 이들에 의해 형성되는 병렬 분기를 무시할 수 있습니다. 그런 다음 계산 방식이 단순화되고 (그림 1, b) 단락 전류에 대한 표현 AND K, A복잡한 형태는

또는

여기서 Uf는 네트워크의 위상 전압 V입니다.

zt - 3상 전류원(변압기)의 권선 임피던스의 복소수, 옴;

zf - 위상 도체의 임피던스 복소수, 옴;

znz — 제로 보호 도체의 임피던스 복소수, 옴;

위상 및 중성 보호 도체의 Rf 및 Rns 활성 저항, 옴;

Xf 및 Xnz - 위상 및 중성 보호 도체의 내부 유도 저항, 옴;

- 루프 임피던스의 복잡한 위상 - 0, 옴.

쌀. 1. 용량 중단에 대한 교류 네트워크의 계산된 중화 계획: a — 전체, b, c — 단순화

리셋을 계산할 때 단락 전류 A의 실제 값(모듈)을 계산하기 위해 대략적인 공식을 사용할 수 있습니다. 여기서 변압기 저항 모듈과 루프 위상 모듈은 0입니다. zt 및 zn 옴, 산술적으로 추가:

이 공식의 일부 부정확성(약 5%)은 안전 요구 사항을 강화하므로 허용 가능한 것으로 간주됩니다.

루프 임피던스 위상 — 실제 형식(모듈)의 0은 옴,

계산 공식은 다음과 같습니다.

여기서 중성 보호 도체의 저항만 알 수 없으며 동일한 공식을 사용하여 적절한 계산으로 결정할 수 있습니다. 그러나 중성 보호 도체의 투자율이 상 도체의 유전율의 50 % 이상인 조건에서 중성 보호 도체의 단면과 그 재료를 미리 가져 오기 때문에 이러한 계산은 일반적으로 수행되지 않습니다. , 즉.

또는

이 조건은 그러한 전도도에 대해 Azk가 필요한 값을 가질 것이라는 가정하에 PUE에 의해 설정됩니다.

건축물의 각종 금속구조물, 크레인궤도, 전기배선용 강관, 파이프라인 등은 물론 제로 PUE 보호선과 같은 비절연 또는 절연전선을 사용하는 것이 좋습니다.중성 작동 도체와 보호 중성 도체를 동시에 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 중성 작동 와이어는 충분한 전도성(위상 와이어 전도성의 최소 50%)을 가져야 하며 퓨즈 및 스위치가 없어야 합니다.

따라서 차단 용량 재설정 계산은 중성 보호 도체의 전도도 선택의 정확성 계산 또는 오히려 루프 전도도의 충분성에 대한 확인이며 위상은 0입니다.

의미 zT, 옴은 변압기의 전력, 권선의 전압 및 연결 방식, 변압기의 설계에 따라 달라집니다. 재설정을 계산할 때 zm 값은 테이블(예: 테이블 1)에서 가져옵니다.

비철 금속(구리, 알루미늄)의 도체에 대한 값 Rf 및 Rnz, 옴은 알려진 데이터(단면적 c, mm2, 길이 l, m 및 도체 ρ의 재질)에 따라 결정됩니다. .이 경우 요구 저항

여기서 ρ- 구리의 경우 0.018, 알루미늄의 경우 0.028 Ohm2 / m과 같은 도체의 비저항.

표 1. 계산된 임피던스 zt, 옴, 오일 충전 삼상 변압기 권선의 대략적인 값

변압기 전력, kV A 권선 연결 다이어그램이 있는 권선의 정격 전압, kV zt, Ohm Y / Yн D / Un U / ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63 6-10 1.237 0.360
20-35 1,136 0,407 100 6-10 0,799 0,226
20-35 0,764 0,327 160 6-10 0,487 0,141
20-35 0,478 0,203 250 6-10 0,312 0,090
20-35 0,305 0,130 400 6-10 0,195 0,056
20-35 0,191 — 630 6-10 0,129 0,042
20-35 0,121 — 1000 6-10 0,081 0.027
20-35 0,077 0,032 1600 6-10 0,054 0,017
20-35 0,051 0,020

메모. 이 표는 저전압 400/230V의 권선이 있는 변압기를 나타냅니다. 저전압 230/127V에서 표에 제공된 저항 값은 3배 감소해야 합니다.

중성 보호 도체가 강철이면 표와 같은 표를 사용하여 활성 저항을 결정합니다. 2는 주파수 50Hz의 서로 다른 전류 밀도에서 서로 다른 강선의 1km(rω, Ohm/km)의 저항 값을 보여줍니다.

이렇게하려면 와이어의 프로파일과 단면을 설정하고 비상 기간 동안이 와이어를 통과하는 단락 전류 IK의 길이와 예상 값을 알아야합니다. 와이어의 단면은 단락 전류 밀도가 약 0.5-2.0 A / mm2가되도록 조정됩니다.

표 2. 교류 전류(50Hz), 옴/km에서 강선의 활성 rω 및 내부 유도 xω 저항

단면의 치수 또는 직경, mm 단면, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω 도체의 예상 전류 밀도 A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 직사각형 스트립 20 x 4 80 5.24 3.14 4.20 2.52 3.48 2.09 2.97 1.78 30 x 4 120 3.66 2.20 2.91 1.75 2.38 1.43 2.04 1.22 30 x 5 150 3.38 2.03 2.56 1.54 2.08 1.25 — — 40 x 4 160 2.80 1.68 2.24 1.34 1. 81 1.09 1.54 0, 92 50 x 4 200 2.28 1.37 1.79 1.07 1.45 0.87 1.24 0.74 50 x 5 250 2.10 1.26 1.60 0.96 1.28 0, 77 — — 60 x 5 300 1.77 1.06 1.34 0.8 1.08 0.65 — — 원형 와이어 5 19.63 17.0 10.2 14.4 8.65 12.4 7, 45 10.7 6.4 6 28.27 13.7 8.20 11.2 6.70 9.4 5.65 8.0 4.8 8 50.27 9.60 5.75 7.5 4, 50 6.4 3.84 5.3 3.2 10 78.54 7.20 4.32 5.4 3.24 4.2 2.52 — — 12 113.1 5.60 3.36 4.0 2.40 — — — — 14 150. 9 4.55 2.73 3.2 1.92 — — — — 16 201.1 3.72 2.23 2.7 1.60 — — — —

구리 및 알루미늄 도체의 Xph 값과 Khnz는 상대적으로 작기 때문에(약 0.0156 Ohm/km) 무시할 수 있습니다.강철 도체의 경우 내부 유도 반응이 충분히 크며 예를 들어 표를 사용하여 결정됩니다. 2. 이 경우 와이어의 프로파일과 단면, 길이 및 예상되는 전류 값도 알아야 합니다.

Xn, 옴의 값은 동일한 직경 d, m의 원형 와이어가 있는 2선 라인의 유도 저항에 대한 전기 공학의 이론적 기초에서 알려진 공식에 따라 결정될 수 있습니다.

여기서 ω - 각속도, rad/s; L — 선형 인덕턴스, H; μr - 매체의 상대 투자율; μo = 4π x 10 -7 - 자기 상수, H / m; l — 라인 길이, m; e - 라인의 도체 사이의 거리, m.

현재 주파수 f = 50 Hz(ω=314 glad / and)에서 대기(μr = 1)에 배치된 1km의 선에 대해 공식은 옴 / km의 형식을 취합니다.

이 방정식에서 외부 유도 저항은 와이어 사이의 거리 d와 직경 d... 그러나 d는 사소한 한계 내에서 변하기 때문에 그 영향도 미미하므로 Xn, 주로 의존합니다. d ( 저항은 거리에 따라 증가합니다). 따라서 루프의 외부 유도 저항을 줄이려면 위상이 0이므로 중성 보호 컨덕터를 위상 컨덕터와 함께 또는 근접하게 배치해야 합니다.

e의 작은 값의 경우 도체 e의 직경에 비례합니다. 즉, 위상 및 중성 도체가 서로 근접한 경우 저항 Xn은 중요하지 않습니다 (0.1 Ohm / km 이하). 무시할 수 있습니다.

실제 계산에서 그들은 일반적으로 70-100cm의 도체 사이의 거리에 해당하는 Xn = 0.6 Ohm / km를 가정합니다 (대략 이러한 거리는 중성 도체에서 가장 먼 위상 도체까지의 가공 전력선에 있습니다).