Меню

Испытания токами короткого замыкания



Испытания токами короткого замыкания

ГОСТ Р 52736-2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Короткие замыкания в электроустановках

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО
И ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Short-circuits in electrical installations.
Calculation methods of electrodynamics and thermal effects of short-circuit current

Дата введения 2008-07-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Филиалом ОАО «НТЦ электроэнергетики» — ВНИИЭ, Московским энергетическим институтом (Техническим университетом) (МЭИ (ТУ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 437 «Токи короткого замыкания»

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется ежегодно в издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки промышленной частоты и определяет методы расчета и проверки проводников и электрических аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость при коротких замыканиях (КЗ).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 687-78 Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия

ГОСТ 16442-80 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия

ГОСТ 18410-73 Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

термическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Изменение температуры элементов электроустановки под действием тока короткого замыкания.

электродинамическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Механическое действие электродинамических сил, обусловленных током короткого замыкания, на элементы электроустановки.

интеграл Джоуля: Условная величина, характеризующая тепловое действие тока короткого замыкания на рассматриваемый элемент электроустановки, численно равная интегралу от квадрата тока короткого замыкания по времени, в пределах от начального момента короткого замыкания до момента его отключения.

ток термической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток термической стойкости): Нормированный ток, термическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании в течение нормированного времени термической стойкости.

ток электродинамической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток электродинамической стойкости): Нормированный ток, электродинамическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

4 Общие положения

4.1 Исходные положения

4.1.1 При проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны расчетные условия КЗ, т.е. расчетная схема электроустановки, расчетный вид КЗ в электроустановке, расчетная точка КЗ, а также расчетная продолжительность КЗ в электроустановке (последнюю используют при проверке на термическую стойкость проводников и электрических аппаратов, а также при проверке на невозгораемость кабелей).

4.1.2 Расчетная схема электроустановки должна быть выбрана на основе анализа возможных электрических схем этой электроустановки при продолжительных режимах ее работы. К последним следует относить также ремонтные и послеаварийные режимы работы.

4.1.3 В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:

— при проверке электрических аппаратов и жестких проводников с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями на электродинамическую стойкость — трехфазное КЗ;

— при проверке электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость — трех- или однофазное КЗ, а на генераторном напряжении электростанций — трех- или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию;

— при проверке гибких проводников по условию их допустимого сближения во время КЗ — двухфазное КЗ.

4.1.4 В качестве расчетной точки КЗ следует принимать такую точку на расчетной схеме, при КЗ в которой проводник или электрический аппарат подвергается наибольшему электродинамическому или термическому воздействию.

Примечание — Исключения из этого требования допустимы лишь при учете вероятностных характеристик КЗ и должны быть обоснованы требованиями соответствующих ведомственных нормативных документов.

4.1.5 Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость следует определять путем сложения времени действия основной релейной защиты, в зону которой входят проверяемые проводники и электрические аппараты, и полного времени отключения соответствующего выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость — путем сложения времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При наличии устройств автоматического повторного включения (АПВ) цепи следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

4.1.6 При расчетной продолжительности КЗ до 1 с допустимо процесс нагрева проводников под действием тока КЗ считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности КЗ более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

5 Электродинамическое действие тока короткого замыкания

5.1 Расчет электродинамических сил взаимодействия проводников

5.1.1 Электродинамические силы взаимодействия , Н, двух параллельных проводников с токами следует определять по формуле

где — постоянный параметр, Н/А ;

— мгновенные значения токов проводников, А;

— длина проводников, м;

— расстояние между осями проводников, м;

Для проводников прямоугольного сечения коэффициент формы следует определять по кривым, приведенным на рисунке 1.

Рисунок 1 — Диаграмма для определения коэффициента формы проводников прямоугольного сечения

Для круглых проводников сплошного сечения, проводников кольцевого сечения, а также проводников (шин) корытообразного сечения с высотой профиля 0,1 м и более следует принимать =1,0.

5.1.2 Наибольшее значение электродинамической силы имеет место при ударном токе КЗ.

5.1.3 Максимальную силу , Н, (эквивалентную равномерно распределенной по длине пролета нагрузки), действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу при трехфазном КЗ, следует определять по формуле

где — длина пролета, м;

— ударный ток трехфазного КЗ, А;

— коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников.

Значения коэффициента для некоторых типов шинных конструкций (рисунок 2) указаны в таблице 1.

Рисунок 2 — Схемы взаимного расположения шинных конструкций

Источник

Испытания на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания

Осуществляем экспертные испытания на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания (СТКЗ) и по другим показателям на базе лицензированной лаборатории, соответствующей требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025. Данные испытаний могут использоваться для прохождения процедуры аттестации в ПАО Россети, ФСК ЕЭС, а также в Росатоме, РЖД, Газпроме, для сертификации. Действие выдаваемых заключений распространяется на территории государств ЕАЭС.

Методика и программа

Для выполнения испытаний составляется особая программа, базирующаяся на принятой методике для оборудования определенного типа. Это позволяет снизить риск недостоверных данных, обеспечивает точность показателей и снижает вероятные риски.

Для выполнения проверок используются типовые и приемосдаточные испытания. Также проверки включают в себя квалификационные, периодические, контрольные. Они выполняются частично или в полном объеме, проводить тесты можно в любом порядке, что предусмотрено программой.

  • на предельные температурные значения;
  • проверка диэлектрических параметров;
  • оценка защиты;
  • оценка прочности при КЗ;
  • анализ качества, степени изоляции и другие (выбор осуществляется в зависимости от типа объекта, эксплуатационных условий и прочих факторов).
Наименование Сроки
Климатические испытания 10-15 дней
Испытание электрической прочности изоляции 10-15 дней
Испытания на сейсмостойкость 10-15 дней
Испытания на механические воздействия 10-15 дней
Испытания IP 10-15 дней
Испытания на локализационную способность 10-15 дней
Испытания нагревом 10-15дней
Испытания на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания 10-15 дней
Испытания высоковольтного оборудования 10-15 дней

Возможности испытаний

Цель – оценка соответствия, безопасности, устойчивости к токам КЗ. Проведение тестов позволяет исключить риски отказа или выхода из строя, возникновения аварийных ситуаций. Проведение подобных испытаний обеспечивает следующие возможности:

  • поставки, реализация и эксплуатация оборудования при конкретных условиях;
  • повышение лояльности со стороны потенциальных потребителей продукции;
  • повышение шансов на победу в тендерах;
  • получение преимуществ в атомной, химической, нефтегазовой промышленностях;
  • улучшение конкурентоспособности, повышение прибыли.

Оставьте заявку на бесплатный расчет стоимости

[an error occurred while processing the directive]

Технические характеристики

Лабораторные испытание на термическую стойкость к токам короткого замыкания (СТКЗ) проводятся на основании нормативов ГОСТа Р 52736-2007 (для 3-х фазных установок), 687-78 (для выключателей, работающих при условии переменного тока с напряжением от 1000 В), 16442-80 (для силовых кабелей с изоляционным слоем из пластика), 18410-73 (для силовых кабелей с бумажным изоляционным слоем).

При выполнении тестов учитываются разные параметры, например, соответствие номинального значения тока используемым испытательным значениям и характеристикам проводника:

Уровень номинального тока, А

Диапазон испытательных токов, А

Сечение, кв. миллиметр

При выполнении тестов уровень устанавливаемого напряжения, оказываемого на объект, не должен быть выше 50% от установленного. Затем оно плавно повышается до полного уровня, выдерживается минуту. Для продукции с изоляционными оболочками дополнительно проводятся оценки диэлектрических свойств фольговой оболочки и открытых, токоведущих частей. При этом учитываются следующие характеристики:

Уровень номинального напряжения для изоляционного слоя, Ui

Уровень переменного тока для диэлектрических тестов

Проверка считается пройденной успешно при отсутствии дефектов, перекрытия или пробоя, повреждения при КЗ.

8 причин, почему наши клиенты уже 10 лет доверяют «АСК»

Порядок и особенности экспертизы

Лабораторные испытания оборудования на электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания (СТКЗ) предполагают выполнение таких шагов:

  • визуальный осмотр, проверка состояния устройства, отдельных элементов;
  • тесты при помощи лабораторного оборудования и стендов;
  • составление экспертного заключения, в котором отражаются данные и параметры, выводы о соответствии.

Для осуществления экспертизы заказчик должен предоставить:

  • заполненную заявку с указанием полной информации о заявителе, производителе (наименование, месторасположение мощностей, контактные данные);
  • предоставление пакета техдокументации, ГОСТов, ТУ, паспортов, эксплуатационных руководств;
  • копии заключений из электротехнической лаборатории (при наличии).

Следующим шагом выступает отбор образцов, выполнение тестов в соответствии с разработанной программой и выбранными методами. Протокол составляется по результатам каждой выполненной экспертами проверки, указываются показатели нормы и данные, полученные во время испытаний. После завершения работ составляется экспертное заключение, выдаваемое заказчику на руки.

Источник

Испытания токами короткого замыкания

Ответ. Распространяется на

методы проверки электрических аппаратов и проводников электроустановок переменного тока частотой 50 Гц напряжением до и выше 1 кВ по условиям КЗ и содержит расчетные условия КЗ, виды проверок аппаратов и проводников в зависимости от их назначения, конструкции, места установки и способа прокладки, а также порядок выполнения проверок (1.4.1).

Общие требования‌

Вопрос. Какие виды проверок по условиям КЗ применяются в

электроустановках напряжением выше 1 кВ?

Ответ. В электроустановках напряжением выше 1 кВ по условиям КЗ проверяются:

на электродинамическую стойкость – электрические аппараты, токопроводы, жесткие шины, гибкие провода ВЛ, гибкие шины ОРУ и ЗРУ, вводы, герметичные кабельные проходки, кабельные муфты, а также опорные и несущие конструкции для проводников. Проверка гибких проводов ВЛ и гибких шин РУ на электродинамическую стойкость заключается в определении дополнительных тяжений в

проводниках при КЗ, а при ударном токе КЗ 50 кА и более – дополнительно в проверке проводов разных фаз на невозможность схлестывания или опасного (с точки зрения пробоя) сближения;

на термическую стойкость – электрические аппараты, вводы, герметичные кабельные проходки, кабельные муфты, кабели (как жилы, так и экраны – при их наличии), токопроводы, защищенные провода, шины, а также провода ВЛ, оборудованных устройствами

автоматического повторного включения (АПВ);

на коммутационную способность – электрические

аппараты, предназначенные для отключения и включения электрических цепей;

на невозгораемость – кабели и изолированные проводники (1.4.4).

Вопрос. Какие виды проверок по условиям КЗ применяются в электроустановках напряжением до 1 кВ?

Ответ. В электроустановках напряжением до 1 кВ по условиям КЗ проверяются:

на электродинамическую стойкость – токопроводы, ошиновка РУ и щитов, сборок и распределительных пунктов, а также коммутационные аппараты, установленные в распределительных

щитах, силовых сборках и силовых шкафах;

на термическую стойкость – автоматические выключатели, СИП и кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией, за исключением кабелей, защищенных автоматическими выключателями, если последние выбраны по условию обеспечения работы токовой отсечки при повреждении в конце защищаемой КЛ;

на коммутационную способность – предохранители и автоматические выключатели. Автоматические выключатели, которые по условиям своей работы могут включать короткозамкнутую

цепь, должны обладать способностью производить эти операции при всех возможных токах КЗ;

на невозгораемость – кабели и изолированные проводники (1.4.5).

Вопрос. Какие аппараты и проводники не проверяются по условиям КЗ в электроустановках напряжением выше 1 кВ?

Ответ. По условиям КЗ не проверяются:

на электродинамическую стойкость – кабели, а также электрические аппараты и проводники, защищенные предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток до 60

на термическую стойкость –

электрические аппараты и проводники, защищенные предохранителями, независимо от номинального тока и типа предохранителей, если их отключающая способность выбрана в соответствии с требованиями настоящих Правил и они способны отключать наименьший возможный аварийный ток в данной цепи, а также провода ВЛ, не оборудованных устройствами АПВ;

на электродинамическую и термическую стойкость:

а) проводники в цепях, подключенных к индивидуальным

электроприемникам, а также к трансформаторам промышленных предприятий суммарной мощностью до 2,5 МВ·А и с высшим напряжением до 20 кВ, если соблюдены одновременно следующие условия:

в электрической или технологической части предусмотрена необходимая степень резервирования, причем последнее выполнено так, что отключение указанных электроприемников не вызывает нарушения технологического процесса;

повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара; возможна замена проводника

без значительных затруднений;

б) проводники в цепях, присоединенных к отдельным распределительным пунктам (с общей установленной мощностью потребителей до 0,5 МВт);

в) трансформаторы тока (ТТ), установленные в цепях напряжением до 20 кВ силовых трансформаторов, электродвигателей или реактированных линий, если по условиям КЗ требуется такое завышение их коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности; при этом на стороне высшего напряжения силовых трансформаторов рекомендуется

избегать применения ТТ, не отвечающих требованиям стойкости к току КЗ.

г) аппараты и шины цепей ТН при расположении их в отдельной камере (1.4.6).

Вопрос. Какие аппараты и проводники не проверяются по условиям КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ?

Ответ. Не проверяются по условиям КЗ ТТ, а также аппараты и проводники вторичных цепей (1.4.7). Вопрос. Что принимается в качестве расчетного вида КЗ в

трехфазное КЗ – при проверке

на электродинамическую стойкость электрических аппаратов и жестких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями;

трехфазное КЗ, а на генераторном напряжении электростанций – трехфазное или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию тока КЗ, – при проверке на термическую стойкость электрических аппаратов и проводников;

трехфазное или однофазное КЗ (в сетях с глухо или эффективно заземленной нейтралью), в

зависимости от того, какое из них приводит к большему току КЗ в расчетный момент времени – при проверке электрических аппаратов на коммутационную способность;

двухфазное КЗ – при проверке гибких проводников ВЛ и гибких шин РУ на возможность сближения проводников разных фаз, опасного в отношении пробоя (1.4.9).

Вопрос. Какая точка на расчетной схеме электроустановки выбирается в качестве расчетной?

Ответ. Выбирается такая точка, при КЗ в которой электрические аппараты и проводники соответствующей цепи находятся в наиболее тяжелых условиях. Случаи

одновременного замыкания на землю различных фаз в двух разных точках электроустановки допускается не учитывать (1.4.10).

Вопрос. Какое время принимается в качестве расчетной продолжительности КЗ при проверке электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость при КЗ?

Ответ. Принимается минимально возможное время воздействия тока КЗ, определяемое путем сложения времени действия основной защиты присоединения (с учетом действия АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени

отключения этого выключателя.

При наличии зоны нечувствительности у основной защиты (по току, напряжению, сопротивлению и т. д.) термическую стойкость электрических аппаратов и проводников дополнительно проверяют, определяя расчетную продолжительность КЗ путем сложения времени действия защиты, реагирующей на повреждение в этой зоне, и полного времени отключения выключателя. При этом в качестве расчетного тока КЗ принимается его максимальное значение, соответствующее этому месту повреждения.

При проверке выключателей

напряжением выше 1 кВ на отключающую способность в качестве расчетной продолжительности КЗ принимается собственное время выключателя с добавлением 0,01 с.

При проверке кабелей и других изолированных проводников на невозгораемость при КЗ расчетная продолжительность КЗ определяется путем сложения времени действия резервной защиты, установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения выключателя (1.4.12).

Расчет токов короткого

замыкания для проверки электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания

Вопрос. Какие условия принимаются при составлении расчетной схемы электроустановок напряжением до и выше 1 кВ и расчете токов КЗ с целью проверки электрических аппаратов и проводников по условиям КЗ и определения степени воздействия электродинамических сил на несущие конструкции?

Ответ. Принимаются следующие условия:

учету подлежат все источники, влияющие на ток КЗ – синхронные генераторы и компенсаторы, синхронные и асинхронные электродвигатели. Влияние асинхронных электродвигателей допустимо не учитывать при мощности электродвигателей до 100 кВт в единице, если они отделены от расчетной точки КЗ токоограничивающим реактором или силовым трансформатором, а также при любой мощности электродвигателей, если они отделены от расчетной точки КЗ двумя плечами сдвоенного реактора

или двумя и более ступенями трансформации;

все источники, введенные в расчетную схему, работают одновременно, а к моменту возникновения КЗ имеют номинальную нагрузку и номинальное напряжение на выводах;

все синхронные машины имеют автоматическое регулирование напряжения и устройства для форсировки возбуждения;

электродвижущие силы всех источников во время КЗ совпадают по фазе;

расчетное напряжение каждой ступени трансформации выбирается

из следующего ряда: 0,23; 0,4; 0,525;

0,69; 1,0; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75;

18; 20; 24; 27; 37; 115; 154; 230; 340;

515; 770; 1175 кВ;

КЗ происходит в такой момент времени, при котором ударный ток КЗ оказывается наибольшим;

если вблии расчетной точки КЗ имеются конденсаторные батареи, то они должны быть учтены при определении ударного тока КЗ (1.4.13).

Вопрос. Какие сопротивления принимаются в качестве расчетных при расчете периодической составляющей тока КЗ для любого момента времени в электроустановках напряжением

индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и

автотрансформаторов, токоограничивающих реакторов, воздушных и кабельных линий, а также токопроводов. В тех случаях, когда в расчетную схему входят ВЛ с проводами малых сечений или стальными проводами, а также протяженные КЛ с кабелями малых сечений, учитываются и их активные сопротивления, если при этом суммарное эквивалентное активное сопротивление расчетной схемы относительно точки КЗ составляет

больше 30 % суммарного эквивалентного индуктивного сопротивления (1.4.14).

Вопрос. Какие сопротивления учитываются при расчете токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ?

Ответ. Учитываются как индуктивные, так и активные сопротивления всех элементов цепи, а также переходные сопротивления контактных соединений. Допустимо пренебрегать сопротивлениями одного вида (активными или индуктивными), если при этом полное сопротивление цепи уменьшается не более чем на 10 %. В необходимых случаях учитывается

влияние на ток КЗ увеличения активного сопротивления кабелей вследствие их нагрева током КЗ (1.4.15).

Вопрос. Из какого условия при расчете токов КЗ допускается исходить при питании электрической сети напряжением до 1 кВ через понижающий трансформатор?

Ответ. Допускается исходить из условия, что напряжение, подведенное к обмотке высшего напряжения трансформатора, неизменно и равно номинальному напряжению питающей сети (1.4.16).

Проверка электрических

аппаратов, изоляторов, проводников и несущих конструкций на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях

Вопрос. Как проверяются на действие тока КЗ элементы цепи, защищенные плавкими предохранителями или автоматическими выключателями с токоограничивающим действием?

Ответ. Проверяются на электродинамическую стойкость по наибольшему мгновенному значению

тока КЗ (исключение – кабели, а также электрические аппараты и проводники, защищенные предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток до 60 А) (1.4.17).

Вопрос. Какая величина определяется при проверке электрических аппаратов и проводников на

электродинамическую стойкость при КЗ?

Ответ. Определяется значение величины, характеризующей их электродинамическую стойкость, и обеспечивается условие, при котором электродинамические силы при КЗ и вызываемые ими механические

нагрузки на электрические аппараты и проводники не превышают нормированных значений. Для электрических аппаратов нормируется предельный сквозной ток (наибольший пик и начальное действующее значение периодической составляющей) или ток электродинамической стойкости либо электродинамические усилия на головки изоляторов, а для электрических проводников – допустимые механические напряжения, зависящие от материала проводников (1.4.18).

Вопрос. Какие величины являются расчетными при проверке гибких проводников ВЛ и гибких

шин РУ на электродинамическую стойкость при КЗ?

Ответ. Расчетными являются максимальное тяжение в проводниках и максимальное отклонение (смещение) проводников. Последнее не должно превышать значений, при которых сближение проводников разных фаз опасно в отношении пробоя (1.4.18).

Вопрос. Как определяются механические напряжения при применении шин составных профилей (многополосные, из двух швеллеров и т. д.)?

Ответ. Определяются как арифметическая сумма напряжений от сил взаимодействия, возникающих

между проводниками разных фаз и между составными элементами проводников каждой фазы. Наибольше механические напряжения в материале жестких шин любого профиля и любой конструкции принимаются не более 0,7 временного сопротивления разрыву, нормируемого для материала шин (1.4.19).

Проверка электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость при коротких замыканиях‌

Вопрос. Как производится проверка коммутационных электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ?

Ответ. Производится путем сравнения значения интеграла Джоуля, найденного при расчетных условиях КЗ, с его допустимым значением, которое зависит от указанного в технической документации изготовителя нормируемого тока термической стойкости и от соотношения между расчетной продолжительностью КЗ и предельно допустимым (нормируемым) временем воздействия нормированного тока термической стойкости (1.4.20).

Вопрос. При каких условиях обеспечивается термическая стойкость кабелей и проводников при КЗ?

Ответ. Обеспечивается, если температура их нагрева к моменту отключения КЗ не превышает следующих предельных по условию термической стойкости значений,

image

Вопрос. Как производится проверка кабелей на термическую стойкость в тех случаях, когда для этих кабелей известны значения односекундного тока термической стойкости (допустимого односекундного тока КЗ) I тер.доп1 ?

Ответ. Производится путем сравнения интеграла Джоуля В к с квадратом односекундного тока термической стойкости. Термическая стойкость кабеля обеспечивается, если выполняется условие:

image

Значения односекундного тока термической стойкости приведены в таблицах настоящей главы Правил (1.4.22).

Вопрос. Как рассматриваются расщепленные провода ВЛ при проверке на термическую стойкость

Ответ. Рассматриваются как провод суммарного сечения (1.4.24).

Проверка электрических аппаратов на коммутационную способность при коротких замыканиях‌

Вопрос. Исходя из каких нормированных показателей проверяются коммутационные электрические аппараты для отключения цепей при КЗ?

Ответ. Проверяются исходя из

нормированных значений тока отключения, процентного содержания его апериодической составляющей, параметров восстановления напряжения, тока включения (начального действующего значения его периодической составляющей и его наибольшего пика), а также допустимых циклов коммутационных операций (1.4.25).

Вопрос. Как проверяются выключатели напряжением выше 1 кВ?

Ответ. Проверяются на коммутационную способность при КЗ:

на отключающую способность

при КЗ с учетом процентного содержания апериодической составляющей и параметров восстанавливающегося напряжения (для выключателей напряжением 110 кВ и выше);

на включающую способность при КЗ. При этом выключатели, установленные на стороне генераторного напряжения, необходимо проверять также на несинхронное включение в условиях противофазы (1.4.26).

Вопрос. Проверяются ли предохранители на отключающую способность при КЗ?

Ответ . Проверяются. При этом в качестве расчетного тока

принимается ожидаемое начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ, то есть ее значение без учета токоограничивающего действия предохранителей (1.4.27).

Вопрос. Как проверяются на коммутационную способность при КЗ выключатели нагрузки и короткозамыкатели?

Ответ. Проверяются по предельно допустимому току при включении на КЗ (1.4.28).

Вопрос. Требуют ли проверки на коммутационную способность при КЗ отделители и разъединители?

Ответ. Эти коммутационные аппараты проверки не требуют

Вопрос. Как проверяются на коммутационную способность при КЗ коммутационные электрические аппараты напряжением до 1 кВ (автоматические выключатели, предохранители и др.)?

Ответ. Проверяются в соответствии с расчетными условиями КЗ на отключающую и включающую способность (1.4.30).

Проверка кабелей на невозгораемость при коротких замыканиях‌

Вопрос. Какая точка в качестве

расчетной принимается при проверке кабелей на невозгораемость при КЗ?

Ответ. Принимается точка, находящаяся:

для одиночных кабелей, имеющих одинаковое сечение по длине, – в начале кабеля;

для одиночных кабелей со ступенчатым сечением по длине – в начале каждого участка нового сечения;

для двух и более параллельно включенных кабелей одной кабельной линии – в начале каждого кабеля (1.4.31).

Источник

Испытания электрооборудования

электронный учебно-методический комплекс

Тема 06
Проверка согласования параметров цепи «фаза-нуль» с характеристиками защитных аппаратов

Измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и токов однофазных коротких замыканий проводятся с целью проверки временных параметров срабатывания устройств защиты электрооборудования от сверхтоков при замыкании фазы на корпус.

По измеренному полному сопротивлению петли «фаза-нуль» определяется ток однофазного короткого замыкания. По полученной расчетом величине этого тока определяется время срабатывания защитного аппарата. При прямых измерениях токов однофазных коротких замыканий время срабатывания защитного аппарата определяется по измеренной величине этого тока.

Это время должно удовлетворять требованиям п. 1.7.79 ПУЭ по защите от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания.

Измерения сопротивления петли «Фаза-нуль» и токов однофазных коротких замыканий проводятся:

– перед приемкой электрооборудования в эксплуатацию;

– в сроки, определенные графиком планово-предупредительных ремонтов;

– после капитального ремонта электрооборудования.

По сопротивлению петли «фаза-нуль» Zфо (Ом) ток короткого замыкания Iкз (А) определяется по формуле

где Uо – номинальное значение фазного напряжения, В.

В электроустановках до 1000 В в системах с глухозаземленной нейтралью ток однофазного короткого замыкания на корпус электроприемника должен обеспечивать нормированное время отключения поврежденного участка цепи защитным аппаратом, реагирующим на сверхток, в пределах указанного в таблице 6.1. Данные ограничения на время отключения распространяются на групповые сети.

В соответствии с п. 1.7.79 ПУЭ указанное время отключения считается достаточным для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях (электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, находящимися под напряжением вследствие повреждения изоляции).

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для систем с глухозаземленной нейтралью (TN)

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты или щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

В цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных устройств, также допускается время автоматического отключения питания до 5 с при выполнении следующих условий:

1. Полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и корпусом распределительного устройства (Zре) должно удовлетворять следующему требованию:

Это означает, что падение напряжения на данном защитном проводнике при однофазном коротком замыкании (ожидаемое напряжение прикосновения) не превысит сверхнизкого напряжения (СНН), равного 50 В (п. 1.7.43 ПУЭ).

2. К шине РЕ распределительного устройства присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

В системах с изолированной нейтралью время защитного автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать указанного в таблице 6.2.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для систем с изолированной нейтралью (IT)

Для проверки выполнения этих требований в системах с изолированной нейтралью, имеющих только аппараты защиты от сверхтока, производится измерение параметров цепи «фаза-фаза» (полное сопротивление этой цепи или ток междуфазного замыкания).

Учитывая, что в этих системах электроустановки до 1000 В находят крайне ограниченное применение и принципы этих измерений те же, что и при измерениях параметров «фаза-нуль», в данной методике рассматриваем только вопросы указанных параметров цепей с глухо-заземленной нейтралью.

Измерение сопротивления цепи «фаза-нуль» проводится специальным прибором типа M-417 [7, 8], позволяющим измерять сопротивление петли «фаза-нуль» при наличии напряжения на источнике питания в электроустановках напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью питающего трансформатора.

При отсутствии напряжения питающей сети измерения проводятся с использованием нагрузочного, сварочного или котельного трансформатора, регулировочного реостата мощностью не менее 500 Вт, амперметра и вольтметра (рис. 6.1) или цифровым измерителем малых комплексных сопротивлений «Вымпел» [7, 8].

Измерение токов однофазных замыканий производится приборами типа Щ41160, ЭК0200 при наличии напряжения питающей сети [7, 8].

Для измерения параметров цепи «фаза-нуль» (как сопротивления, так и тока однофазного короткого замыкания), при наличии напряжения питающей сети могут быть использованы малогабаритные цифровые измерительные приборы «Вектор» или аналогичные импортные приборы серии MZC (MZC-300, MZC-301 и т. п.) [8, 9, 10].

Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания ЭКО200

Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания ЭКО200 предназначен для измерения напряжения прикосновения и тока короткого замыкания в цепи фаза-нуль в сетях переменного тока 380/220 В с глухозаземленной нейтралью (рис. 6.1).

Прибор состоит из двух блоков: короткозамыкателя и измерения.

Технические характеристики измерительного прибора ЭК0200 приведены в таблице 6.3.


Рис. 6.1. Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания ЭКО200

Технические характеристики ЭКО200

В основу работы измерительного прибора ЭКО200 положено измерение реального тока короткого замыкания и напряжения прикосновения блоком измерения во время короткого замыкания, осуществляемого блоком короткозамыкателя с ограничением времени замыкания. Однофазное короткое замыкание производится с помощью тиристора. При замыкании цепи «фаза-нуль» происходят переходные процессы. При однополярном коротком замыкании происходит намагничивание проводников.

Для исключения погрешности от переходных процессов и намагничивания измерения производятся в два такта с чередованием направления тока короткого замыкания.

Во время первого такта тиристор включается в максимуме отрицательного полупериода напряжения сети (270 электрических градусов) и определяется продолжительность протекания тока через тиристор и сдвиг фаз между током и напряжением в цепи «фаза-нуль». Во втором такте производится включение тиристора с учетом фазы, определенной в первом такте и в противоположной полярности, что приводит к отсутствию переходного процесса и подмагничивания стальных труб, если проводники расположены в трубах.

В последующих измерениях проводят действия, описанные во втором такте, с чередованием направления протекания тока при коротком замыкании.

В случае, когда порядок тока короткого замыкания цепи «фаза-нуль» не известен, измерения необходимо начинать с ограничивающим резистором, то есть фазу объекта подключить к зажиму «ФАЗА Rогр». Если результат измерения тока короткого замыкания превысит значение 535 ампер, то производить измерения прибором ЭКО200 без ограничивающего резистора нельзя, так как значение тока короткого замыкания превышает максимально допустимую величину.

Измерители параметров цепей электрических цепей серии MZC-300 (рис. 6.3) предназначены

для автоматического контроля:

  • наличия нулевого нейтрального (рабочего) и нулевого защитного проводов до начала измерений;

для автоматического измерения:

  • фазного напряжения U в цепях электропитания;
  • полного сопротивления Z цепей «фаза-нуль» без отключения источника питания;
  • фазового угла между векторами силы тока и напряжения (угла сдвига фаз) в цепях «фаза-нуль» без отключения источника питания;
  • активного сопротивления R цепей «фаза-нуль» без отключения источника питания, в том числе в цепях с УЗО без отключения УЗО;
  • сопротивления цепи зануления Re с использованием сети переменного тока;

для автоматического вычисления:

  • реактивного сопротивления X цепей «фаза-нуль»;
  • ожидаемого тока короткого замыкания I в цепях «фаза-нуль»;
  • запоминания результатов последнего измерения (все пять величин);
  • записи в память объемом 99 или 990 ячеек (опция);
  • отображения результатов измерений на дисплее в цифровом виде;
  • передачи данных в компьютер для автоматизации подготовки отчетов.


Рис. 6.3. Общий вид прибора MZC-303Е

Измерители параметров цепей электропитания MZC-300 выпускаются в виде моделей MZC-300, MZC-303E, отличающихся набором опций, некоторые технические характеристики приведены в таблице 6.5.

Технические характеристики MZC-300

Z – показание полного сопротивления, Ом;

Z – основная погрешность при данном показании Z, Ом

Приборы MZC-300 сохраняют свою работоспособность в диапазоне температур от 0 °С . + 40 °С.

Габариты прибора – 230х67х33 мм, масса – 0,4 кг.

Измерение проводится при отключенном питающем трансформаторе по схеме, представленной на рисунке 6.4 [1].

Напряжение подается от сварочного, котельного или нагрузочного трансформатора, подключаемого к ближайшему источнику питания.

Ток в измеряемой цепи должен быть не менее 10 А. Для создания цепи фазный провод присоединяется к корпусу электроприемника.

Рис. 6.4. Схема измерения участка петли «фаза-нуль» с использованием отдельного источника питания

Сопротивление участка цепи «фаза-нуль» определяется по формуле:

Для определения модуля сопротивления петли «фаза-нуль» с учетом питающего трансформатора достаточно полученное значение сложить с расчетным значением полного сопротивления одной фазы трансформатора ZT/3.

Полное сопротивление цепи «фаза-нуль» с достаточной точностью определяется из выражения:

а возможный ток однофазного КЗ по формуле:

где U – фазное напряжение, В;

ZT – полное сопротивление трансформатора.

Значения ZT для различных трансформаторов приведены в таблице 6.6.

Значения полных сопротивлений питающих трансформаторов

Следует учесть, что алгебраическое сложение комплексных сопротивлений не приведет к большой погрешности результата только в случае, если реактивная составляющая полного сопротивления цепи «фаза-нуль» не превышает половины активной составляющей.

Однако данный метод в настоящее время на практике применяется достаточно редко, так как требует больших трудозатрат и наличия постороннего источника переменного напряжения 220 В.

Для измерения сопротивления участка цепи «фаза-нуль» до питающего трансформатора эффективнее использовать разработанный в Московском институте энергобезопасности и энергосбережения измеритель малых комплексных сопротивлений «Вымпел».

Данный прибор позволяет измерять в обесточенных электрических цепях модуль сопротивления в диапазоне 0,05 – 5 Ом, угол сопротивления в диапазоне 0 – 90°, что соответствует разности фаз между током и напряжением в режиме однофазного замыкания при наличии питающей сети, а также рассчитывает ток однофазного замыкания, исходя из величины фазного напряжения 220 В.

Прибор подключается к электроустановке, как показано на рисунке 6.5, 6.6.

Рис. 6.6. Измерение прибором MZC-303Е в цепи L-PE

В приборах семейства MZC-300 используется метод измерения полного сопротивления петли короткого замыкания путем «искусственного короткого замыкания» испытуемой цепи через резистор, ограничивающий величину измерительного тока.

Прибор измеряет напряжение непосредственно перед протеканием измерительного тока и в процессе протекания измерительного тока через ограничивающий резистор с учетом векторной структуры напряжения и тока.

Далее процессор вычисляет полное сопротивление петли короткого замыкания, выделяет его активную и реактивную компоненты, а также фазовый угол, который возникает в испытуемой цепи в случае короткого замыкания.

Ограничивающий резистор имеет величину 10 Ом, а время протекания измерительного тока составляет 30 мс. Измеритель самостоятельно выбирает диапазон измерения полного сопротивления.

Процесс измерения может быть начат нажатием клавиши START в момент, когда измеритель отображает на дисплее величину напряжения.

Результат измерения можно отобразить в виде полного сопротивления петли короткого замыкания или ожидаемого тока короткого замыкания. Нажатие клавиши Z/L во время отображения одной из величин переводит прибор на отображение другой. Прибор всегда измеряет полное сопротивление, а отображаемый на дисплее ожидаемый ток однофазного короткого замыкания вычисляется по формуле

Остальные компоненты результата измерения: активное сопротивление, реактивное сопротивление и фазовый угол –можно вызвать на дисплей нажатием клавиши SEL.

Как видно из приведенных характеристик расцепления автоматических выключателей (рис. 6.7) (ГОСТ Р 50345-99) [7], уменьшение расчетного тока однофазного замыкания более чем на 10% для автоматических выключателей с характеристикой «D» может привести к увеличению времени их срабатывания от сотых долей до единиц секунд. Время срабатывания автоматических выключателей с характеристиками по ГОСТ Р 50030.2-99 при аналогичных уменьшениях токов однофазных замыканий может увеличиться до десятков секунд.

Рис. 6.7. Время — токовая характеристика срабатывания автоматических выключателей

© ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2014
© Институт энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК, 2014

Источник

Читайте также:  Что бывает когда бьет током 220

Счетчики и показания © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Функция измерителя Диапазон измерений Разре-шение Предел допускаемой погрешности
Измерение полного сопротивления цепи питания, Ом 0 – 19,99 0,01 (2% от показания+0,03 Ом)
20 – 199,9 0,1 (3% от показания+0,1 Ом)
0 – 1999 1 (3% от показания +3 Ом)
Вычисление активного и реактивного сопротивлений цепи питания, Ом 0 – 19,99 0,01  (2% от Z + 0,03 Ом)
20 – 199,9 0,1  (3% от Z + 0,1 Ом)
Вычисление силы тока короткого замыкания цепи питания До 1,999 А 1 мА