Автоматический выключатель

В схемах замещения прямой и нулевой последовательностей учитывается активным и индуктивным сопротивлениями токовых катушек и переходными сопротивлениями подвижных контактов.

R_кВ, X_кВ активное и индуктивное сопротивления автоматического выключателя, мОм, значения которых приведены в приложении 5.

Шинопровод

В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R_ш, X_ш, мОм; в схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R_0ш, X_0ш. Рекомендуемый метод расчета сопротивлений шинопроводов и параметры некоторых комплектных шинопроводов приведены в приложении 1.

Сопротивления контактов и контактных соединений

В схемах замещения прямой и нулевой последовательностей учитываются суммарным активным сопротивлением различных контактов и контактных соединений R_к, данные о котором приведены в приложении 4. При приближенном учете сопротивлений контактов следует принимать: R_k = 0,1 мОм – для контактных соединений кабелей R_k= 0,01 мОм – для шинопроводов; R_k= 1,0 мОм - для коммутационных аппаратов.

Кабельная линия

В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R_1кб, X_1кб; в схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R_0кб, X_0кб. Значения этих сопротивлений приведены в приложении 1.

При расчетах тока КЗ в произвольный момент времени необходимо учитывать увеличение сопротивления кабельной линии при протекании по ней тока КЗ. Увеличение активного сопротивления проводников рекомендуется учитывать с помощью коэффициента K_J, зависящего от материала и температуры проводника:

R_Jt=R_н×K_Jt ,

где R_н– активное сопротивление проводника при начальной температуре, мОм, при расчетах следует принимать равным R_1кб;

K_J – коэффициент увеличения активного сопротивления проводника, значения которого приведены на рисунках П 1.1. … П 1.4. приложения 1. Для определения коэффициента необходимо знать сечение кабеля и начальное значение периодической составляющей тока КЗ.

Воздушная линия

В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R_1вл, X_1вл.

Активное сопротивление прямой последовательности одной фазы проводника в миллиомах можно рассчитать по формуле:

R = c_ν K_c K_нэ ρ_{ν норм} l 10³/s,

где c_ν – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления с увеличением температуры;

K_c – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления многопроволочных жил вследствие скрутки;

K_нэ – коэффициент поверхностного эффекта при переменном токе;

ρ_{ν норм} – удельное сопротивление провода при 20˚С (0,0178 Ом мм²/м для меди и 0,02994 Ом мм²/м для алюминия);

l – длина проводника, м;

s – сечение проводника, мм².

Индуктивное сопротивление прямой последовательности одной фазы проводника круглого сечения в миллиомах можно рассчитать по формуле:

X =0,145 lg(a l/R_н),

где a – расстояние между проводниками;

l – длинна проводника;

R_н – радиус проводника.

В схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R_0вл, X_0вл:

; ( 1.7)

. ( 1.8)

Электрическая дуга

Учитывается активным сопротивлением R_д в месте КЗ, мОм. Среднее значение активного сопротивления дуги в произвольный момент времени при устойчивом трехфазном дуговом КЗ допустимо определять по формуле:

( 1.9 )

где I_пt – действующее значение периодической составляющей тока металлического КЗ в произвольный момент времени;

R_1∑– суммарное активное сопротивление прямой последовательности цепи КЗ, мОм, без учета активного сопротивления кабельной или воздушной линии и сопротивления электрической дуги;

R_1кбJt – активное сопротивление прямой последовательности кабельной или воздушной линии к моменту t, мОм, с учетом нагрева ее током КЗ. Это сопротивление рассчитывают в соответствии с п. 1.8 (в начальный момент времени равно R_1кб);

K_ct – среднестатистическое значение поправочного коэффициента, учитывающего снижение тока дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ, который можно определить по следующим формулам.

В произвольный момент времени :

( 1.10)

В начальный момент времени:

( 1.11)

где Z_kt - сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:

при трехфазном КЗ

при двухфазном КЗ

при однофазном КЗ

Максимальное и минимальное значения активного сопротивления дуги допустимо определять по формуле (1.9) при этом значения поправочных коэффициентов рассчитываются по нижеприведенным формулам.

Для начального момента времени:

(1.12)

(1.13)

Для произвольного момента времени:

(1.14)

(1.15)

Более точно сопротивление дуги можно определить по формуле:

(1.16)

где I_д – ток дугового КЗ рассчитывается как произведение тока металлического КЗ на поправочный коэффициент K_ct;

l_д – длина дуги, мм;

l_д=4а при а<5 мм;

l_д=20,4ln(а/2) e^-0.15r/x при а = (5…50) мм;

l_д=4а при а>50 мм.

Сопротивления дуги рассчитанные по формуле (1.16) для трехфазного КЗ приведены в таблице П 4.1 приложения 4. В зависимости от мощности питающего трансформатора. Если точка КЗ находится за двумя кабельными линиями разного сечения, то для нахождения сопротивления дуги берется сечение линии на которой произошло замыкание, а длина кабельной линии определяется по следующей формуле:

l_åкб1 =l_кб + z_кб1 l_кб1/ z_кб ,

где l_åкб1 ‑ эквивалентная длинна кабельной линии;

l_кб - длинна кабельной линии на которой произошло повреждение;

z_кб - полное сопротивление кабельной линии на которой произошло повреждение;

l_кб1 - длина предшествующей кабельной линии;

z_кб1 - полное сопротивление предшествующей кабельной линии.