Калибровка и защита нейтрального проводника (фото Andrew Barclay at Flickr)
Введение
Калибровка (csa) и защита нейтрального проводника, помимо требований к току, зависят от нескольких факторов, а именно:
- Тип системы заземления, TT, TN и т. Д.
- Гармонические токи
- Способ защиты от непрямых контактных опасностей в соответствии со способами, описанными ниже
Цвет нейтрального проводника ярко-синий. Провод PEN, если он изолирован, должен быть отмечен одним из следующих способов:
- Зеленая и желтая по всей длине, кроме того, светло-голубые маркировки на концах или
- Светло-голубой по всей длине, кроме того, зелено-желтые маркировки на концах
Калибровка нейтрального проводника
Влияние типа схем заземления TT и TN-S
Однофазные цепи или csa ≤ 16 мм 2 (медь) 25 мм 2 (алюминий): csa нейтрального проводника должна быть равна фазе.
Трехфазные цепи csa > 16 мм 2 медь или алюминий 25 мм 2: csa нейтрали можно выбрать:
- Равно, чем фазных проводников, или
-
Меньше, при условии, что:
- Ток, который, вероятно, протекает через нейтраль в нормальных условиях, меньше, чем указанное значение Из. Влияние триплена (гармоники порядка 3 и кратное 3) гармоник должно быть уделено особое внимание или
- Нейтральный проводник защищен от короткого замыкания в соответствии со следующим подпунктом G-7.2
- Размер нейтрального проводника составляет не менее 16 мм 2 в меди или 25 мм 2 в алюминии
Схема TN-C
Те же самые условия применяются в теории, как упомянутые выше, но на практике нейтральный проводник не должен быть разомкнут при любых обстоятельствах, поскольку он представляет собой PE, а также нейтральный проводник (см. IEC 60364-5-54 «csa PEN проводник ").
ИТ-схема
В общем случае не рекомендуется распространять нейтральный проводник, т. Е. Предпочтительна трехфазная 3-проводная схема. Однако, если требуется трехфазная 4-проводная установка, применимы условия, описанные выше для схем TT и TN-S.
Влияние гармонических токов
Эффекты триплетных гармоник
Гармоники генерируются нелинейными нагрузками установки (компьютеры, флуоресцентное освещение, выпрямители, силовые электронные измельчители) и могут создавать большие токи в нейтральном режиме.
В частности, триплетные гармоники трех фаз имеют тенденцию накапливаться в Нейтральном как:
1. Фундаментальные токи являются несинфазными на 2π / 3, так что их сумма равна нулю
2. С другой стороны, триплетные гармоники трех Фаз всегда расположены одинаково по отношению к их собственным фундаментальным и находятся в фазе друг с другом (см. Рис. 1).
Рисунок 1 - Триплинные гармоники находятся в фазе и накапливаются в нейтральном
На рисунке 2 показан коэффициент нагрузки нейтрального проводника в зависимости от процента третьей гармоники. На практике этот максимальный коэффициент нагрузки не может превышать 3.
Рисунок 2 - Коэффициент нагрузки нейтрального проводника в процентах от третьей гармоники
Коэффициенты уменьшения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях с четырьмя сердечниками, несущими ток
Основной расчет кабеля касается только кабелей с тремя нагруженными проводниками, т. Е. В нейтральном проводнике отсутствует ток. Из-за тока третьей гармоники в нейтрали есть ток. В результате этот нейтральный ток создает горячую среду для трехфазных проводников, и по этой причине необходим коэффициент уменьшения фазных проводников (см. Рис. 3 ниже).
Рисунок 3 Коэффициенты уменьшения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях (согласно IEC 60364-5-52)
| Содержание третьей гармоники фазного тока | Коэффициент уменьшения | |
| Выбор размера основан на фазовом токе | Выбор размера основывается на нейтральном токе | |
| 0 - 15 | 1, 0 | - |
| 15 - 33 | 0, 86 | - |
| 33 - 45 | - | 0, 86 |
| > 45 | - | 1 |
Коэффициенты уменьшения, применяемые к токопроводящей способности кабеля с тремя нагруженными проводниками, дают токную емкость кабеля с четырьмя нагруженными проводниками, где ток в четвертом проводнике обусловлен гармониками. Коэффициенты уменьшения также учитывают тепловой эффект гармонического тока в фазных проводниках.
Если ожидается, что ток нейтрали будет выше фазного тока, то размер кабеля следует выбирать исходя из нейтрального тока.
В тех случаях, когда выбор размера кабеля основан на нейтральном токе, который не намного превышает фазовый ток, необходимо уменьшить пропускную способность табулированного тока для трех нагруженных проводников.
Если нейтральный ток составляет более 135% от фазного тока, а размер кабеля выбирается на основе нейтрального тока, то трехфазные проводники не будут полностью загружены. Снижение тепла, создаваемого фазовыми проводниками, компенсирует тепло, генерируемое нейтральным проводником, в той степени, в которой нет необходимости применять какой-либо коэффициент уменьшения к токовой несущей способности для трех нагруженных проводников.
Для защиты кабелей предохранитель или автоматический выключатель должны быть рассчитаны с учетом наибольших значений линейных токов (фазы или нейтрали). Однако существуют специальные устройства (например, автоматический выключатель Compact NSX, оснащенный блоком отключения OSN), которые позволяют использовать csa фазных проводников меньше, чем csa нейтрального проводника.
Таким образом, можно добиться большой экономической выгоды.
Примеры
Рассмотрим трехфазную схему с расчетной нагрузкой 37 А, которая будет установлена с использованием четырехпроводного кабеля с изоляцией из ПВХ, закрепленного на стене, способом установки С.
Из рисунка 4, кабель 6 мм 2 с медными проводниками имеет токную нагрузку 40 А и, следовательно, подходит, если гармоники отсутствуют в цепи.
Рисунок 4 - Коэффициент кластеризации в соответствии с количеством текущих потребителей
| заявка | Количество текущих потребителей | Коэффициент Ks |
| Освещение, Отопление | 1 | |
|
Распространение мастерская) |
2 , 3 |
0.9 |
|
4 , 5 |
0.8 | |
|
6 , 9 |
0.7 | |
|
10 , 40 |
0.6 | |
| 40 и более | 0, 5 |
Примечание: для промышленных установок не забывайте учитывать модернизацию базы машинного оборудования. Что касается коммутатора, рекомендуется использовать 20% -ный запас: В ≤ IB x ks x 1.2.
Если присутствует 20% третья гармоника:
Затем применяется коэффициент уменьшения 0, 86 и расчетная нагрузка равна: 37 / 0, 86 = 43 А.
Для этой нагрузки необходим кабель 10 мм2. В этом случае использование специального защитного устройства (Compact NSX, оснащенного устройством отключения OSN, например) позволило бы использовать кабель 6 мм 2 для фаз и 10 мм 2 для нейтрали.
Если присутствует 40% третья гармоника:
Выбор размера кабеля основан на нейтральном токе, который равен 37 x 0, 4 x 3 = 44, 4 A, и применяется коэффициент уменьшения 0, 86, что приводит к расчетной нагрузке: 44, 4 / 0, 86 = 51, 6 A.
Для этой нагрузки подходит кабель 10 мм 2.
Если присутствует 50% третья гармоника:
Размер кабеля снова выбирается исходя из нейтрального тока, который равен: 37 x 0, 5 x 3 = 55, 5 A. В этом случае номинальный коэффициент равен 1 и требуется кабель 16 мм 2.
В этом случае использование специального защитного устройства (Compact NSX, оборудованного для отключения OSN, например) позволило бы использовать кабель 6 мм 2 для фаз и 10 мм 2 для нейтрали.
Ссылка // Руководство по электромонтажу 2010 - Schneider Electric