Ток короткого замыкания. Определение места повреждения

Из всех типов замыкания (трехфазное, двухфазное, однофазное и замыкание на землю) наиболее часто случается однофазное замыкание на землю (80% коротких замыканий). Как правило, причиной этого повреждения является пробой изоляции между фазой и землей вследствие атмосферных перенапряжений, повреждения или перекрытия изолятора, либо проведения строительных работ.

 

Трехфазные короткие замыкания происходят редко (5% случаев), но являются указанием к проведению испытаний, так как эти токи короткого замыкания и напряжение TVR намного выше, чем при однофазных или двухфазных замыканиях.

 

Расчет тока повреждения производится на основании характеристик сети и схем заземления (с изолированной, глухозаземленной или резистивно-заземленной нейтралью). Были разработаны методы расчета, которые указаны в стандартах (МЭК 60909). В настоящее время достаточно распространен метод расчета с помощью моделирования на компьютере.

 

Определение места повреждения

  • Повреждение на выводах ниже выключателя В этом случае ток короткого замыкания является максимальным, так как он ограничен только полными сопротивлениями, расположенными выше устройства. Несмотря на то, что этот тип повреждения встречается очень редко, он указан в стандартах на выключатели для сетей среднего напряжения (СН).
  • Повреждение в лини.и Данный тип повреждения в воздушных сетях встречается чаще, чем предыдущий. В сетях среднего напряжения (СН) характеристики электрической дуги выключателей и соединений выключатель/кабель/линия создают условия, при которых нагрузка меньше, чем при коротком замыкании на выводах. Специальных испытаний для выключателей СН не предусмотрено.

Для сетей высокого напряжения (ВН) этот тип короткого замыкания требует выполнения специальных испытаний на близкие повреждения, так как явление отражения волн приводит к значительному увеличению нагрузочного напряжения TVR.

  • Включение в противофазе (см. рисунок) Речь идет об особом виде короткого замыкания, которое происходит при соединении двух несинхронизированных генераторов.

В случае потери синхронизма двумя генераторами напряжение на выводах секционного выключателя равно сумме напряжений каждого генератора. При этом ток отключения выключателя может достигать половины значения тока, соответствующего короткому замыканию в точке соединения. Этот максимум возникает при включении в противофазе. В соответствии со стандартом МЭК 60056 (§ 4.106) необходимо, чтобы в этом случае устройством обеспечивалось отключение 25% тока повреждения на его выводах при напряжении, равном 2,5*кратному значению напряжения относительно земли, что охватывает диапазон величин, встречающихся на практике.

Отключение в случае рассогласования по фазе при включении двух несинхронизированных генераторов

Форма тока короткого замыкания

При коротком замыкании сила тока в течение переходного периода складывается из суммы двух составляющих, симметричной или периодической (ia) и несимметричной или апериодической (iс) (см. рисунок).

В случае короткого замыкания ток складывается из суммы двух составляющих

Симметричная составляющая (ia) образуется за счет альтернативного источника переменного тока, который создает ток короткого замыкания.

 

Апериодическая составляющая (iс) образуется за счет электромагнитной энергии, накопленной в катушке индуктивности в момент короткого замыкания. Значение этой составляющей в момент возникновения замыкания равно и противоположно значению симметричной составляющей, это необходимое условие для обеспечения непрерывности подачи тока. Данная составляющая уменьшается вместе с постоянной времени (L/R), являющейся характеристикой сети, величина которой в соответствии со стандартом составляет 45 мс.

 

Составляющие можно выразить следующим формулами:

ia = I sin(ωt + θ)

iс = I sinθ е(-t/(L/R))

I = максимальный ток = E/Zcc

θ = электрический угол, характеризующий сдвиг между начальным моментом повреждения и началом волны тока

 

Рассмотрим два различных случая:

  • Короткое замыкание возникает непосредственно в момент прохождения напряжения е через нуль. Симметричная составляющая и постоянная составляющая имеют максимальное значение. Такой режим называется асимметричным.
  • Начальный момент короткого замыкания совпадает с прохождением через нуль переменной составляющей: постоянная составляющая отсутствует, и режим называется симметричным.

 

 

Группа НК предлагает электрооборудование ведущих мировых брендов: ABBSchneider ElectricIEKSiemens и др.

Чтобы купить электрооборудование или получить профессиональную консультацию,​ свяжитесь с отделом продаж.​

Звоните!

 trubka.png+7 (812) 748-24-84

Пишите!

 pismo.pngzakaz@nknw.ru

Адреса офисов

dom.png

 

 

 

 

 

 

Читайте также:

Токоограничение автоматического выключателя

Селективность с помощью дифференциальной защиты

Пять способов заземления нейтрали

Замыкание между обмотками среднего и низкого напряжений внутри трансформатора

Время срабатывания автоматического выключателя

Типы ограничителей импульсных перенапряжений