Обмеження струмів короткого замикання в мережах НН

Для вибору апаратів та струмопровідних частин, розрахунку уставок захистів та визначення їх чутливості використовують різні значення струмів КЗ. Часто умови вибору обладнання за струмами КЗ бувають визначальними.

Вартість обладнання щитів низької напруги ТП, головних розподільчих щитів тощо становить велику частку від вартості мережі НН і в значній мірі залежить від одного з параметрів, за яким вибирають комутаційні апарати - від комутаційної здатності за струмом, яка повинна бути більшою від значення струму короткого замикання в точці встановлення апарату.

За даними статистики 85% коротких замикань виникають як наслідок металевого контакту. Електродинамічні зусилля, які пропорційні квадрату струму й досягають навіть десятків тисяч ньютонів, діють на металеві провідники і можуть їх розірвати. Коротке замикання переходить в дугове настільки швидко, що струм КЗ не досягає максимального значення. Лише 2% коротких замикань залишаються металевими за умови увімкнення на надійну шинну закоротку великого перерізу.

Для визначення мінімального струму КЗ з врахуванням його обмеження опором дуги в місці пошкодження та іншими перехідними опорами в заступну схему слід ввести активний перехідний опір R_п=15 мОм .

Для вибору апаратів щитів НН ТП слід використовувати значення струму металевого КЗ, і це положення є безумовним для вимикачів вводу та секційного. Апарати для ліній, що відходять від шин щита 0,4кВ, допустимо вибирати за значенням середнього струму КЗ, визначеного за значеннями струмів металевого КЗ та обмеженого опором дуги (рис. 4.17).

Умови роботи комутаційних апаратів для щитів подальшого розподілу полегшуються. Вибір цих апаратів за струмами КЗ необхідно здійснювати з врахуванням обмеження струму КЗ опорами ліній, навіть невеликої довжини, а також ефекту струмообмеження запобіжників чи автоматичних вимикачів на початку лінії.

Рис 4.17. Значення струмів трифазного КЗ залежно від потужності трансформаторів:

1 – струм КЗ з урахуванням обмеження опором дуги;

2 – струм металевого КЗ; 3 – найімовірніші значення струмів КЗ

Поперечний переріз жил кабелів та провідників вибирають за допустимим струмом та перевіряють за втратами напруги в максимальному усталеному режимі, а також за значенням залишкової напруги під час пусків двигунів. Перевірку вибраних перерізів за термічною стійкістю виконують з врахуванням ефекту струмообмеження.

Умовні криві струму короткого замикання з ефектом струмообмеження захисними апаратами показані на рис. 4.18.

Рис. 4.18. Умовні криві струму КЗ (штрихова лінія – без обмеження струму захисним апаратом; суцільна лінія – обмеження амплітуди струму КЗ)

Параметри автоматичних вимикачів узгоджують з перерізом вибраних провідників таким чином, щоб номінальний струм вимикача був меншим від допустимого струму провідника. За струмами КЗ вимикачі перевіряються також з урахуванням ефекту струмообмеження. Захисні характеристики повинні відповідати характеру приєднання.

Замість автоматичних вимикачів можна у відповідних випадках застосувати вимикачі навантаження із запобіжниками.