Pengiraan pembumian — kaedah dan formula untuk mengira pembumian pelindung peralatan elektrik

Pengiraan sifar bertujuan untuk menentukan keadaan di mana ia melaksanakan tugas yang diberikan dengan pasti - dengan cepat memutuskan pemasangan yang rosak dari rangkaian dan pada masa yang sama memastikan keselamatan seseorang yang menyentuh kes sifar semasa tempoh kecemasan. Menurut Ini pembumian pelindung bergantung pada kapasiti pecah serta keselamatan sentuhan kes apabila fasa pendek ke tanah (pengiraan pembumian neutral) dan kes (pengiraan pembumian semula konduktor pelindung neutral).

a) Pengiraan gangguan

Apabila satu fasa ditutup kepada kes neutral, pemasangan elektrik akan terputus secara automatik jika nilai arus litar pintas fasa tunggal (iaitu antara fasa dan pengalir pelindung neutral) DAN K, A, memenuhi syarat

di mana k — faktor pendaraban arus undian Azn A, fius atau tetapan semasa pemutus, A. (Arus undian fius ialah arus, nilai yang ditunjukkan (dicap) terus pada sisipan oleh Pengeluar.pemanasan melebihi suhu yang ditetapkan oleh pengilang)

Pekali nilai k diterima bergantung pada jenis perlindungan pemasangan elektrik. Jika perlindungan dilakukan oleh pemutus litar yang hanya mempunyai pelepasan elektromagnet (gangguan), iaitu, dicetuskan tanpa kelewatan masa, maka k diterima dalam julat 1.25-1.4.

Jika pemasangan dilindungi oleh fius, masa pembakaran bergantung, seperti yang diketahui, pada arus (berkurang dengan peningkatan arus), maka untuk mempercepat penutupan, ambil

Jika pemasangan dilindungi oleh pemutus litar dengan ciri bergantung arus songsang yang serupa dengan fius, maka juga

Makna DAN K bergantung kepada voltan fasa rangkaian Uf dan rintangan litar, termasuk impedans pengubah zt, wayar fasa zf, pengalir pelindung neutralzns, rintangan induktif luaran konduktor fasa gelung (gelung) - konduktor pelindung sifar (gelung fasa -sifar) хn, serta dari rintangan aktif pembumian neutral belitan sumber arus (pengubah) ro dan pembumian semula konduktor pelindung neutral rn (Rajah 1, a).

Memandangkan ro dan rn, sebagai peraturan, besar berbanding dengan rintangan litar lain, adalah mungkin untuk mengabaikan cawangan selari yang dibentuk oleh mereka. Kemudian skema pengiraan akan dipermudahkan (Rajah 1, b), dan ungkapan untuk arus litar pintas DAN K, A, dalam bentuk kompleks akan

atau

di mana Uf ialah voltan fasa rangkaian, V;

zt - kompleks impedans belitan sumber arus tiga fasa (pengubah), Ohm;

zf - kompleks impedans konduktor fasa, Ohm;

znz — kompleks galangan konduktor pelindung sifar, Ohm;

Rintangan aktif Rf dan Rns bagi pengalir pelindung fasa dan neutral, Ohm;

Xf dan Xnz — rintangan induktif dalaman bagi konduktor pelindung fasa dan neutral, Ohm;

— fasa kompleks galangan gelung — sifar, Ohm.

nasi. 1. Skim peneutralan yang dikira dalam rangkaian arus ulang alik untuk gangguan kapasiti: a — penuh, b, c — dipermudahkan

Apabila mengira tetapan semula, ia dibenarkan menggunakan formula anggaran untuk mengira nilai sebenar (modul) arus litar pintas A, di mana modul rintangan pengubah dan fasa gelung adalah sifar zt dan zn Ohm, tambah secara aritmetik:

Beberapa ketidaktepatan (kira-kira 5%) formula ini menguatkan keperluan keselamatan dan oleh itu dianggap boleh diterima.

Fasa impedans gelung — sifar dalam bentuk nyata (modul) ialah, Ohm,

Formula pengiraan kelihatan seperti ini:

Di sini, hanya rintangan konduktor pelindung neutral dan tidak diketahui, yang boleh ditentukan dengan pengiraan yang sesuai menggunakan formula yang sama. Walau bagaimanapun, pengiraan ini biasanya tidak dijalankan, kerana keratan rentas konduktor pelindung neutral dan bahannya diambil terlebih dahulu daripada syarat kebolehtelapan konduktor pelindung neutral adalah sekurang-kurangnya 50% daripada kebolehtelapan konduktor fasa. , iaitu

atau

Keadaan ini ditetapkan oleh PUE di bawah andaian bahawa untuk kekonduksian sedemikian Azk akan mempunyai nilai yang diperlukan

Adalah disyorkan untuk menggunakan wayar tidak bertebat atau bertebat seperti wayar pelindung PUE sifar, serta pelbagai struktur logam bangunan, trek kren, paip keluli untuk pendawaian elektrik, saluran paip, dll.Adalah disyorkan untuk menggunakan konduktor kerja neutral secara serentak dan sebagai konduktor neutral pelindung. Dalam kes ini, wayar kerja neutral mesti mempunyai kekonduksian yang mencukupi (sekurang-kurangnya 50% daripada kekonduksian wayar fasa) dan mestilah tidak mempunyai fius dan suis.

Oleh itu, pengiraan menetapkan semula kapasiti pecah adalah semakan pengiraan ketepatan pemilihan kekonduksian konduktor pelindung neutral, atau sebaliknya kecukupan kekonduksian gelung, fasa adalah sifar.

Maksud zT, Ohm, bergantung kepada kuasa pengubah, voltan dan skema sambungan belitannya, serta pada reka bentuk pengubah. Apabila mengira tetapan semula, nilai zm diambil daripada jadual (contohnya, jadual 1).

Nilai Rf dan Rnz, Ohm, untuk konduktor logam bukan ferus (tembaga, aluminium) ditentukan mengikut data yang diketahui: keratan rentas c, mm2, panjang l, m, dan bahan konduktor ρ.. Dalam kes ini, rintangan yang diperlukan

di mana ρ- rintangan spesifik konduktor, sama dengan 0.018 untuk kuprum dan 0.028 Ohmm2 / m untuk aluminium.

Jadual 1. Nilai anggaran impedans yang dikira zt, Ohm, belitan transformer tiga fasa yang diisi minyak

Kuasa pengubah, kV A Voltan berkadar belitan voltan tinggi, kV zt, Ohm, dengan gambar rajah sambungan belitan Y / Yн D / Un U / ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63 6-10 1.3637
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

Catatan. Jadual ini merujuk kepada transformer dengan belitan voltan rendah 400/230 V. Pada voltan rendah 230/127 V, nilai rintangan yang diberikan dalam jadual mesti dikurangkan sebanyak 3 kali.

Jika konduktor pelindung neutral adalah keluli, maka rintangan aktifnya ditentukan menggunakan jadual, sebagai contoh, meja. 2, yang menunjukkan nilai rintangan 1 km (rω, Ohm / km) wayar keluli yang berbeza pada ketumpatan arus yang berbeza dengan frekuensi 50 Hz.

Untuk melakukan ini, anda perlu menetapkan profil dan keratan rentas wayar, serta mengetahui panjangnya dan nilai jangkaan arus litar pintas I K yang akan melalui wayar ini semasa tempoh kecemasan. Keratan rentas wayar dilaraskan supaya ketumpatan arus litar pintas di dalamnya adalah lebih kurang 0.5-2.0 A / mm2.

Jadual 2. Rintangan rω aktif dan xω induktif dalaman bagi wayar keluli pada arus ulang alik (50 Hz), Ohm / km

Dimensi atau diameter bahagian, mm Bahagian, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω pada ketumpatan arus yang dijangkakan dalam konduktor, A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 Jalur segi empat tepat 20 x 4 80 5.24 .24 3.14 3.14 . .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 2.825 — — 40 x 2.81. 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 — — Wayar bulat 5 19.63 17.0 .0. 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 3.6 40 — 12 113.1 3.6 40 9 4.55 2.73 3.2 1.92 — — — — 16 201.1 3.72 2.23 2.7 1.60 — — — —

Nilai Xph dan Khnz untuk konduktor kuprum dan aluminium agak kecil (kira-kira 0.0156 Ohm / km), jadi ia boleh diabaikan. Bagi konduktor keluli, tindak balas induktif dalaman cukup besar dan ditentukan menggunakan jadual, contohnya jadual. 2. Dalam kes ini, ia juga perlu mengetahui profil dan keratan rentas wayar, panjangnya dan nilai jangkaan arus.

Nilai Xn, Ohm, boleh ditentukan mengikut formula yang diketahui dari asas teori kejuruteraan elektrik untuk rintangan induktif garis dua wayar dengan wayar bulat diameter yang sama d, m,

di mana ω - halaju sudut, rad/s; L - kearuhan linear, H; μr - kebolehtelapan magnet relatif medium; μo = 4π x 10 -7 — pemalar magnet, H / m; l - panjang garis, m; e — jarak antara konduktor talian, m.

Untuk 1 km garisan diletakkan di udara (μr = 1) pada frekuensi semasa f = 50 Hz (ω=314 gembira / dan), formula mengambil bentuk, Ohm / km,

Daripada persamaan ini dapat dilihat bahawa rintangan induktif luaran bergantung pada jarak antara wayar d dan diameternya d... Walau bagaimanapun, oleh kerana d berbeza dalam had yang tidak ketara, pengaruhnya juga tidak ketara dan oleh itu Xn, bergantung terutamanya pada d ( rintangan bertambah dengan jarak). Oleh itu, untuk mengurangkan rintangan induktif luaran gelung, fasa adalah sifar, konduktor pelindung neutral mesti diletakkan bersama-sama dengan konduktor fasa atau berdekatan dengannya.

Untuk nilai kecil e, sepadan dengan diameter konduktor e, iaitu, apabila fasa dan konduktor neutral terletak berdekatan antara satu sama lain, rintangan Xn adalah tidak ketara (tidak lebih daripada 0.1 Ohm / km) dan boleh diabaikan.

Dalam pengiraan praktikal, mereka biasanya menganggap Xn = 0.6 Ohm / km, yang sepadan dengan jarak antara konduktor 70 — 100 cm (kira-kira jarak sedemikian berada pada talian kuasa atas dari konduktor neutral ke konduktor fasa paling jauh).