Введение в короткое замыкание
Короткое замыкание является одним из основных инцидентов, влияющих на электрические системы. Последствия часто являются серьезными, если не драматичными:
- Короткое замыкание нарушает системную среду вокруг точки повреждения, вызывая внезапное падение напряжения,
- он требует, чтобы часть системы (часто большая часть) была отключена посредством работы защитных устройств,
- все оборудование и соединения (кабели, линии), подвергнутые короткому замыканию, подвергаются сильному механическому напряжению (электродинамические силы), которое может вызвать разрывы и термическое напряжение, которое может расплавлять проводники и разрушать изоляцию,
- в точке неисправности часто возникает электрическая дуга большой мощности, что приводит к очень сильному повреждению, которое может быстро распространяться повсюду.
Хотя в современных хорошо спроектированных и хорошо функционирующих установках короткие замыкания все меньше и меньше возникают, серьезные последствия, которые они могут вызвать, являются стимулом для внедрения всех возможных средств для быстрого обнаружения и ослабления их.
Значением короткого замыкания в разных точках системы являются важные данные при определении кабелей, шин и всех устройств разломов и защиты, а также их настроек.
Определения
Токовая диаграмма короткого замыкания
Ток короткого замыкания в данной точке системы выражается как среднеквадратическое значение Isc (в kA) его переменного компонента.
Максимальное мгновенное значение, которое может достигнуть ток короткого замыкания, - это пиковое значение Ip первого тайм-цикла. Это пиковое значение может быть намного больше, чем √2. Isc из-за затухающего компонента постоянного тока, который может быть наложен на компонент переменного тока. Этот случайный компонент постоянного тока зависит от мгновенного значения напряжения в начале короткого замыкания и от характеристик системы.
Межфазное короткое замыкание
Межфазное короткое замыкание
Значение I sc трехфазного тока короткого замыкания в точке F внутри системы:
В котором U относится к межфазному напряжению в точке F до возникновения неисправности, а Z cc является эквивалентным импедансом системы восходящего потока, как видно из точки отказа.
Теоретически это простой расчет; на практике это сложно из-за сложности вычисления Z sc, импеданса, эквивалентного всем унитарным импедансам последовательных и параллельных подключенных блоков, расположенных выше по течению от неисправности.
Эти импедансы сами по себе представляют собой квадратичную сумму реактивных сопротивлений и сопротивлений.
Расчеты можно сделать намного проще, зная мощность короткого замыкания S sc в точке, соединяющей систему распределения. Зная S sc в этот момент, эквивалентный импеданс Za выше по течению от этой точки может быть рассчитан по формуле:
Не может быть ни одного источника напряжения, а несколько источников параллельно, в частности, синхронные и асинхронные двигатели, реагирующие как генераторы при возникновении коротких замыканий. Трехфазный ток короткого замыкания, как правило, самый сильный ток, который может протекать в системе.
Двухфазный ток короткого замыкания всегда слабее (на отношение e / 2, т. Е. Около 87%).
Ток замыкания на землю (однофазный)
Значение этого тока зависит от импеданса Zn между нейтралью и землей.
Этот импеданс может быть практически нулевым, если нейтраль непосредственно заземлена (последовательно с сопротивлением заземляющего соединения) или, наоборот, почти бесконечна, если нейтраль необоснованна (параллельно с емкостью фазы на землю).
Расчет этого несимметричного тока короткого замыкания требует использования метода симметричных компонентов. Этот метод заменяет реальную систему, накладывая 3 системы: положительный Z 1, отрицательный Z 2, нулевую последовательность Z 0
Значение тока замыкания на землю Io:
Этот расчет необходим для систем, в которых нейтраль заземлена импедансом Z n. Он используется для определения установки устройств защиты от замыкания на землю, которые должны вмешаться, чтобы разрушить ток замыкания на землю.
На практике:
SOURCE - Руководство по защите от Merlin Gerin