Переходное сопротивление модульных автоматов | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Эксперименты с нашими автоматами продолжаются и сегодня на очереди измерение их переходного сопротивления, с дальнейшим расчетом падения напряжения и мощности рассеивания на полюсе.

Напомню, что в прошлый раз я проверял автоматы током 1,13 от номинального с измерением температуры их нагрева (часть 1 и часть 2). А в этот раз решил измерить переходное сопротивление постоянному току всех участников эксперимента и сравнить их значения между собой.

В принципе, уже по температуре нагрева автоматов из предыдущих экспериментов становится понятно, что разница между ними есть, и причем, по сравнению с некоторыми экземплярами, существенная.

Помимо сравнения переходного сопротивления автоматов между собой, измеренные данные, я надеюсь, что пригодятся и проектировщикам для более точного расчета токов короткого замыкания и определения полного сопротивления петли фаза-ноль в электроустановках до 1000 (В), ведь в расчетах необходимо учитывать величину переходного сопротивления коммутационных аппаратов и прочих соединений, а в справочниках и ГОСТах такой информации практически нет.

Вот например, в ГОСТе 28249-93 имеется Таблица 21, где указаны усредненные значения активного и реактивного сопротивлений автоматов серий ВА, А3700 (рекомендую ознакомиться с моей статьей про испытания автомата А3712, при котором обнаружился заводской брак) и «Электрон». Как видите, в таблице указаны значения для автоматов только с номинальным током 50 (А) и выше.

В последнее время производители все же размещают информацию по внутреннему сопротивлению модульных автоматов, а также мощности их рассеивания, но к сожалению, далеко не все.

Но я постараюсь восполнить этот пробел. Итак, поехали.

Сразу хотелось бы уточнить, что в измеренное значение сопротивления автомата будет входить:

• сопротивление контактов между клеммами и соединительными проводами прибора
• сопротивление верхней и нижней клемм автомата
• сопротивление силового контакта автомата (подвижный с неподвижным)
• сопротивление катушки электромагнитного расцепителя
• сопротивление биметаллической пластины теплового расцепителя
• сопротивление гибких проводников
• сопротивление прочих токоведущих частей

В итоге, мы получим активное сопротивление постоянному току всех наших модульных автоматов.

Я конечно понимаю, что измерять переходное сопротивление автоматов необходимо при температуре 60°С, 70°С или даже 80°С, т.е. имитируя его нагрев как при номинальном токе, но не всегда ток в цепи может быть номинальным. Некоторые автоматы практически весь свой срок эксплуатации могут работать при токах гораздо меньше номинальных.

Поэтому я решил измерить значения переходного сопротивления автоматов в холодном состоянии, т.е. при температуре окружающего воздуха 25°С, а в дальнейшем эти значения можно в любое время привести непосредственно к другим температурам нагрева.

Производить замеры я буду с помощью микроомметра MMR-600 (про него я неоднократно рассказывал в своих статьях, например, в статье про испытание силовых трансформаторов).

Вот весь перечень испытуемых автоматов:

• Sh301L (ABB, Германия)
• iC60N (Schneider Electric, Франция)
• iK60N (Schneider Electric, Таиланд)
• Easy9 (Schneider Electric, Индия)
• ВА47-29 (IEK, Россия-Китай)
• ВА47-63 (EKF, Россия-Китай)
• ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ, Россия-Китай)
• ВА47-29 (TDM, Россия-Китай)
• Z406 (Elvert, Россия-Китай)
• S201 (ABB, Германия)
• S201M (ABB, Германия)
• Тх3 (Legrand, Польша)
• МУ116 (Hager, Франция)
• PL4 (Eaton, Сербия)
• DZ47-60 (CHINT, Китай)
• ВА-101 (DEKraft, Китай)

1. Sh301L (ABB)

Чтобы подключить щупы прибора MMR-600 к автоматам, необходимо сделать от них небольшие короткие выводы. В итоге я подключил к автомату с обоих сторон одинаковой длины соединительные провода, к которым уже подключил щупы от прибора. Если у щупов сила зажима постоянно-одинаковая, то у подключаемых проводов к автоматам усилие будет зависеть от силы затяжки их винтового зажима. Скажу сразу, что я буду стараться затягивать провода в автоматах с одинаковым усилием, практически до упора.

Всего я буду производить два измерения по следующему алгоритму: включаю автомат — произвожу измерение переходного сопротивления — отключаю автомат — включаю автомат — произвожу второе измерение.

Как видите, переходное сопротивление модульного автомата Sh301L (ABB) составляет 9,37 (мОм).

При втором измерении переходное сопротивление этого же автомата составило 9,52 (мОм).

В итоге я получил два значения переходного сопротивления, максимальное из которых я занесу в общую результирующую таблицу.

У остальных автоматов я буду размещать фотографию только с максимальным измеренным значением.

2. iC60N (Schneider Electric)

Переходное сопротивление автомата iC60N составило 7,01 (мОм).

3. iK60N (Schneider Electric)

Переходное сопротивление автомата iK60N составило 8,24 (мОм).

Кстати, у меня на сайте имеется статья, где я производил сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK) по времени срабатывания при разных токах, в том числе производил измерение их переходного сопротивления до и после испытаний. Так вот у автомата iK60N сопротивление до испытаний составляло 8,44 (мОм), а после — 10,04 (мОм).

Наш автомат проверку теплового и электромагнитного расцепителей еще не проходил, и как видите, его значение 8,24 (мОм) соизмеримо со значением 8,44 (мОм), что говорит о постоянстве характеристик данной серии автоматов и правильности проведенных измерений.

4. Easy9 (Schneider Electric)

 

5. ВА47-29 (IEK)

Опять же вернусь к той статье про сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK), о которой говорил чуть выше. Как видите, наше измеренное значение 6,69 (мОм) соизмеримо со значением 6,28 (мОм), что опять таки подтверждает стабильность измеренных параметров данной серии автоматов и применяемого прибора MMR-600.

6. ВА47-63 (EKF)

У данного автомата я заметил некоторый разбег измеренных значений. Вот смотрите, при первом замере сопротивление составило 8,7 (мОм), при втором — 6,58 (мОм), при третьем — 7,48 (мОм), при четвертом — 6,08 (мОм) и т.д. Каждый раз значение изменялось в пределах 1-2 (мОм).

7. ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ)

Напомню, что данный автомат был в «лидерах» по нагреву в первой части экспериментов, не считая TDM, и нагрелся аж до 84°С.

Переходное сопротивление автомата ВМ63-1 составило 10,9 (мОм).

8. ВА47-29 (TDM)

А вот к этому автомату нужно присмотреться получше, т.к. среди двух экспериментов он был признан явным «лидером» и нагрелся до температуры 88°C (местами до 90°С).

При первом измерении переходное сопротивление у автомата ВА47-29 (TDM) составило 49,7 (мОм), при втором — 110,9 (мОм), при третьем — 47,4 (мОм), при четвертом 135,1 (мОм), при пятом — 118,2 (мОм) и т.д. Каждый раз в значительных пределах изменялось измеряемое значение. В итоге можно смело зафиксировать его максимальное значение 135,1 (мОм).

9. Z406 (Elvert)

10. S201 (ABB)

11. S201M (ABB)

Кстати, в паспорте для автоматов S201 и S201М указано, что их переходное сопротивление находится в пределах 7-8 (мОм), что вполне подтверждается нашими измерениями.

12. Тх3 (Legrand)

13. МУ116 (Hager)

По аналогии с автоматом ВА47-63 (EKF), у данного автомата имеется разбег измеренных значений в пределах 1-2 (мОм). При первом измерении сопротивление составило 8,62 (мОм), при втором — 9,17 (мОм), при третьем — 9,63 (мОм), при четвертом — 11,02 (мОм), при пятом — 10,77 (мОм) и т.д.

14. PL4 (Eaton)

15. DZ47-60 (CHINT)

Напомню, что этот автомат тоже был в «лидерах» по нагреву, но только уже во второй части экспериментов, и нагрелся до температуры 85,1°С.

Но при всем при этом его переходное сопротивление составило не более 6,96 (мОм).

16. ВА-101 (DEKraft)

Под итожим.

Измеренное сопротивление у всех автоматов имеет практически одинаковое значение и находится в пределах от 6 до 10 (мОм), за исключением автомата ВА47-29 (TDM), у которого оно составило больше 100 (мОм).

У автоматов ВА47-63 (EKF) и МУ116 (Hager) наблюдался некоторый разбег измеренных значений в пределах от 1 до 2 (мОм).

 

Падение напряжения и мощность рассеивания автоматов

Зная переходное сопротивление автомата, можно примерно рассчитать падение напряжения и мощность рассеивания на его полюсе при конкретном токе.

Рассмотрим для примера расчет падения напряжения и мощности рассеивания для автомата Sh301L (ABB) при токе 18,6 (А).

Напомню, что падение напряжения рассчитывается по всем известной формуле Закона Ома:

U = I·R

В первую очередь нам необходимо определить переходное сопротивление автомата (медных проводников) с учетом его нагрева до температуры 72,7°С (73°С) при прохождении через него тока 18,6 (А).

Из справочников я принял, что сопротивление медных проводников увеличивается на 0,4% при нагреве их на 1°С. Сопротивление автомата Sh301L (ABB) при температуре 25°С составило 0,00952 (Ом), а значит при увеличении температуры до 73°С (разница в 48°С) переходное сопротивление автомата увеличится на 19,2%, т.е. при 73°С составит 0,0113 (Ом).

Соответственно, падение напряжения на полюсе автомата Sh301L (ABB) при токе 18,6 (А) составит:

U = I·R = 18,6 · 0,0113 = 0,21 (В)

А теперь определим и мощность рассеивания на полюсе рассматриваемого автомата Sh301L (ABB) по известной формуле:

Р = I² · R = 18,6 · 18,6 · 0,0113 = 3,9 (Вт)

Произведу аналогичные расчеты и для других автоматов, а полученные значения занесу в результирующую таблицу.

Получившиеся значения падения напряжения и мощности рассеивания у рассматриваемых автоматов практически одинаковые и находятся в пределах от 0,15 до 0,25 (В) и от 2,77 до 4,66 (Вт), что соответствует данным каталогов некоторых производителей. Исключение составляет лишь автомат ВА47-29 (TDM), у которого падение напряжения составило 3,15 (В) и мощность рассеивания 58,55 (Вт).

Весь процесс измерений Вы также можете посмотреть в моем видеоролике:

В следующих статьях я проверю все эти автоматы:

• условным током расцепления (1,45·In)
• на срабатывание теплового расцепителя при токе (2,55·In)
• на срабатывание электромагнитного расцепителя при токах (5·In и 10·In)
• краш-тесты большими токами, вплоть до 1000 (А)

P.S. Если у Вас имеются какие-то вопросы по проведенным измерениям, то смело задавайте их в комментариях. Всем спасибо за внимание. До новых встреч!

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Сопротивление элементов схемы замещения в сети 0,4 кВ

Содержание

Для того чтобы рассчитать токи КЗ в сети до 1000 В, следует первоначально составить схему замещения, которая состоит из всех сопротивлений цепи КЗ. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражают в миллиомах (мОм).

Как определять сопротивления отдельных элементов схемы замещения, об этом вы и узнаете в этой статье.

Активные и индуктивные сопротивления питающей энергосистемы рассчитывают на стороне ВН понижающего трансформатора и приводят к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].

На практике можно не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а значение индуктивного сопротивления приравнивать как к полному сопротивлению энергосистемы (на точность расчетов это никак не скажется). В этом случае значение (в Омах) индуктивное (полное) сопротивление энергосистемы определяется по формуле 2-7 [Л3. с. 28].

После того как определили индуктивное сопротивление системы по формуле 2-7 [Л3. с. 28], данное сопротивление нужно привести к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].

Индуктивное сопротивление системы, также можно определить по формулам представленных в ГОСТ 28249-93:

Как мы видим формула 1 из ГОСТ 28249-93 соответствует формулам 2-6, 2-7 из [Л3. с. 28].

Пример

Определить сопротивление энергосистемы, учитывая, что ток КЗ со стороны энергосистемы на зажимах ВН трансформатора 6/0,4 кВ составляет в максимальном режиме – 19 кА, в минимальном – 13 кА.

Решение

Определяем индуктивное сопротивление энергосистемы по формулам 2-6, 2-7.

Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

Сопротивление энергосистемы в минимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

Значения (в мОм) полного (zт), активного (rт) и индуктивного (хт) сопротивления понижающего трансформатора приведенных к стороне НН определяются по формулам: 2-8, 2-9, 2-10 [Л3. с. 28].

На большинстве трансформаторов 10(6)/0,4 кВ имеется возможность регулирования напряжения путем переключения без возбуждения (ПБВ) при отключенном от сети трансформаторе как со стороны высшего так и низшего напряжения. Напряжение регулируется со стороны высшего напряжения на величину ±2х2,5% от номинального значения.

Для трансформаторов с пределом регулирования ПБВ ±2х2,5%, полное сопротивление будет изменятся в пределах:

Значения индуктивного и активного сопротивления трансформатора по ГОСТ 28249-93 определяются по формулам:

Как видно, формулы из ГОСТ 28249-93 совпадают с формулами приведенными в [Л3. с. 28].

Для упрощения расчета активного и индуктивного сопротивления тр-ра, можно использовать таблицу 2-4 [Л3. с. 29] для схем соединения обмоток трансформатора Y/Yo и ∆/Yo. Причем для схем соединения обмоток трансформатора ∆/Yo, значения активного (r0) и индуктивного (х0) сопротивления нулевой последовательности равны значениям активного и индуктивного сопротивления прямой последовательности: r0 = rт и х0 = хт.

Пример

Определить сопротивление трансформатора ТМ 50/6 со схемой соединения обмоток ∆/Yо.

Решение

По справочным данным определяем технические данные трансформатора: Sном. = 50 кВА, Uном.ВН = 6,3 кВ, Uном.НН = 0,4 кВ, Uкз = 4%, ∆Ркз=1,1 кВт.

Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-8:

Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-9:

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-10:

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей определяются по формуле 2-11 [Л3. с. 29].

Сопротивление шин и шинопроводов длиной 5м и меньше, можно не рассчитывать, так как они не влияют на значение токов КЗ.

Значения активного и индуктивного сопротивления шин и шинопроводов определяется аналогично кабелям.

Зная расстояние между прямоугольными шинами, можно приближенно определить индуктивное сопротивление (мОм/м) по формуле 2-12 [Л3. с. 29].

Пример

Определить активное и индуктивное сопротивление алюминиевых шин сечением 60х8 мм2 от трансформатора ТМ-630/6 до распределительного щита 0,4 кВ, общая длина проложенных от трансформатора до РП-0,4 кВ составляет 10 м. В данном примере определим сопротивление шин, когда шины находятся как в горизонтальном положении, так и в вертикальном.

Решение

4.1 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при горизонтальном расположении.

По таблице 2.6 определяем погонное активное сопротивление r_уд. = 0,074 мОм/м, индуктивное сопротивление определяем по формуле 2-12 [Л3. с. 29].

где: расстояние между шинами первой и второй фазы а₁₂ = 200 мм, между второй и третью а₂₃ = 200 мм, между первой и третью а₁₃ = 200 + 60 + 200 = 460 мм, а среднегеометрическое расстояние:

Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:

4.2 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при вертикальном расположении

При вертикальном расположении шин, активное сопротивление не изменяется, а индуктивное сопротивление составляет:

где: расстояние между шинами первой и второй фазы а₁₂ = 200 мм, между второй и третью а₂₃ = 200 мм, между первой и третью а₁₃ = 200 + 8 + 200 = 408 мм, а среднегеометрическое расстояние:

Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:

Активное и индуктивное сопротивления линий определяется по той же формуле 2-11 [Л3. с. 29], что и кабели.

Значение индуктивного сопротивления для проводов из цветных металлов можно приближенно принимать равным 0,3 мОм/м, активного по табл. 2.8.

Для стальных проводов активное и индуктивное сопротивление определяется исходя из конструкции провода и значения протекающего по нему тока. Зависимость эта сложная и математическому расчету не поддается, из-за большого количества переменных (сечение провода, температура окружающего воздуха, которая постоянно меняется в течении года, времени суток; нагревом провода током КЗ), которые влияют на значение сопротивление стальных проводов.

Поэтому учесть все эти зависимости практически не возможно и на практике активное сопротивление условно принимают при температуре 20°С и определяют по кривым зависимости стальных проводов от проходящего по ним токам, представленных в приложениях П23-П27 [Л4. с. 80-82].

Активное и индуктивное сопротивление для проводов самонесущих изолированных (СИП) определяют по таблицам Б.1, Б.2 [Л5. с. 23-26].

Номинальные параметры реактора уже заданы в обозначении самого реактора типа РТТ и РТСТ. Например у реактора типа РТТ-0,38-100-0,15:

• 0,38 – номинальное напряжение 380 В;
• 100 – номинальный ток 100 А;
• 0,15 – индуктивное сопротивление при частоте 50 Гц равно 150 мОм.

Активное сопротивление для исполнения У3 (алюминиевая обмотка) — 17 мОм, для исполнения Т3 (медная обмотка) – 16 мОм.

Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов тока принимаются по приложению 5 таблица 20 ГОСТ 28249-93. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

Согласно [Л3. с. 32] для упрощения расчетов, сопротивления трансформаторов тока не учитывают ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.

Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ определяются по приложению 4 таблица 19 ГОСТ 28249-93. При приближенном учете сопротивление коммутационных аппаратов принимают — 1 мОм.

Значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов определяют по приложению 4 таблицы 17,18 ГОСТ 28249-93. Для упрощения расчетов, данными сопротивлениями можно пренебречь. При приближенном учете сопротивлений контактов принимают: • rк = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;
• rк = 0,01 мОм — для шинопроводов.

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
3. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
4. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 — 35 кВ. 2-e изд. 1980 г.
5. ТУ 16-705.500-2006. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередач.

Методика проверки расцепителей автоматических выключателей промышленного назначения на примере ВА57-31. Сопротивление автоматических выключателей

Приложение 5

Справочное

Параметры измерительных трансформаторов тока

При отсутствии данных изготовителя об индуктивных (xТА) и активных (rТА) сопротивлениях измерительных трансформаторов тока допускается использовать значения, приведенные в таблице 20.

Таблица 20

Сопротивления первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока

Коэффициент трансформации трансформатора тока	Сопротивление первичной обмотки многовиткового трансформатора, мОм, класса точности
	1		3
	xТА	rТА	xТА	rТА
20/5	67	42	17	19
30/5	30	20	8	8,2
40/5	17	11	4,2	4,8
50/5	11	7	2,8	3
75/5	4,8	3	1,2	1,3
100/5	2,7	1,7	0,7	0,75
150/5	1,2	0,75	0,3	0,33
200/5	0,67	0,42	0,17	0,19
300/5	0,3	0,2	0,08	0,088
400/5	0,17	0,11	0,04	0,05
500/5	0,07	0,05	0,02	0,02

Приложение 6

Рекомендуемое

Сопротивление катушек автоматических выключателей

При отсутствии данных изготовителем об индуктивных (xкв) и активных (rкв) сопротивлениях катушек расцепителей и переходных сопротивлениях подвижных контактов автоматических выключателей допускается использовать значения этих сопротивлений, приведенные в таблице 21.

Таблица 21

Сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей

Номинальный ток выключателя, А	Сопротивление катушки и контакта, мОм
	rкв	xкв
50	7	4,5
70	3,5	2
100	2,15	1,2
140	1,3	0,7
200	1,1	0,5
400	0,65	0,17
600	0,41	0,13
1000	0,25	0,1
1600	0,14	0,08
2500	0,13	0,07
4000	0,1	0,05

Примечание. В таблице указаны суммарные сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей (серий А 3700 «Электрон» и ВА), для которых эти сопротивления зависят от их номинального тока и не зависят от типа выключателя.

Приложение 7

Рекомендуемое

Расчет параметров асинхронных электродвигателей

При расчете периодической составляющей тока КЗ, обусловленного асинхронными электродвигателями напряжением до 1 кВ, необходимо учитывать не только их индуктивные, но и активные сопротивления.

Суммарное активное сопротивление, характеризующее асинхронный электродвигатель в начальный момент КЗ (rАД) в миллиомах рассчитывают по формуле

(35)

где r1- активное сопротивление статора, мОм;

— активное сопротивление ротора, приведенное к статору, при этомв миллиомах рассчитывают по формуле

(36)

где — кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

Рном- номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Рмх- механические потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;

— кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

Iном- номинальный ток электродвигателя, А;

sном- номинальное скольжение, отн. ед.

Активное сопротивление статора электродвигателя (r1) в миллиомах, если оно не задано изготовителем, рассчитывают по формуле

(37)

где sном- номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя () в миллиомах рассчитывают по формуле

(38)

где Uф.ном- номинальное фазное напряжение электродвигателя, В.

studfiles.net

Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кв

Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ

#G0Номинальный ток аппарата, А	Активное сопротивление, мОм, разъемных соединений
	автоматического выключателя

Приложение 5

Справочное

Параметры измерительных трансформаторов тока

При отсутствии данных изготовителя об индуктивных (x_ТА) и активных (r_ТА) сопротивлениях измерительных трансформаторов тока допускается использовать значения, приведенные в таблице 20.

Таблица 20

Сопротивления первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока

Коэффициент трансформации трансформатора тока	Сопротивление первичной обмотки многовиткового трансформатора, мОм, класса точности
	1		3
	xТА	rТА	xТА	rТА
20/5	67	42	17	19
30/5	30	20	8	8,2
40/5	17	11	4,2	4,8
50/5	11	7	2,8	3
75/5	4,8	3	1,2	1,3
100/5	2,7	1,7	0,7	0,75
150/5	1,2	0,75	0,3	0,33
200/5	0,67	0,42	0,17	0,19
300/5	0,3	0,2	0,08	0,088
400/5	0,17	0,11	0,04	0,05
500/5	0,07	0,05	0,02	0,02

Приложение 6

Рекомендуемое

Сопротивление катушек автоматических выключателей

При отсутствии данных изготовителем об индуктивных (x_кв) и активных (r_кв) сопротивлениях катушек расцепителей и переходных сопротивлениях подвижных контактов автоматических выключателей допускается использовать значения этих сопротивлений, приведенные в таблице 21.

Таблица 21

Сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей

Номинальный ток выключателя, А	Сопротивление катушки и контакта, мОм
	rкв	xкв
50	7	4,5
70	3,5	2
100	2,15	1,2
140	1,3	0,7
200	1,1	0,5
400	0,65	0,17
600	0,41	0,13
1000	0,25	0,1
1600	0,14	0,08
2500	0,13	0,07
4000	0,1	0,05

Примечание. В таблице указаны суммарные сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей (серий А 3700 «Электрон» и ВА), для которых эти сопротивления зависят от их номинального тока и не зависят от типа выключателя.

Приложение 7

Рекомендуемое

Расчет параметров асинхронных электродвигателей

При расчете периодической составляющей тока КЗ, обусловленного асинхронными электродвигателями напряжением до 1 кВ, необходимо учитывать не только их индуктивные, но и активные сопротивления.

Суммарное активное сопротивление, характеризующее асинхронный электродвигатель в начальный момент КЗ (r_АД) в миллиомах рассчитывают по формуле

(35)

где r₁— активное сопротивление статора, мОм;

— активное сопротивление ротора, приведенное к статору, при этомв миллиомах рассчитывают по формуле

(36)

где — кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

Р_ном— номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Р_мх— механические потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;

— кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

I_ном— номинальный ток электродвигателя, А;

s_ном— номинальное скольжение, отн. ед.

Активное сопротивление статора электродвигателя (r₁) в миллиомах, если оно не задано изготовителем, рассчитывают по формуле

(37)

где s_ном— номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя () в миллиомах рассчитывают по формуле

(38)

где U_ф.ном— номинальное фазное напряжение электродвигателя, В.

Автоматический выключатель и сопротивление петли фаза ноль бытовой проводки

Электрическая безопасность жилых помещений по-прежнему остается актуальной. Ей необходимо уделять постоянное внимание.

Однако не все владельцы квартир квалифицированно занимаются этим, зачастую просто не представляя специфику вопроса.

Часто можно встретить случаи, когда приобретенный в магазине автомат сразу установлен в качестве основной защиты электрической проводки и введен в работу без необходимых проверок.

В тексте статьи приводятся советы домашнему мастеру по выбору автоматического выключателя для защиты бытовой сети и способам его проверок применительно к конкретно выполненной электропроводке с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Они призваны помочь начинающему электрику избежать типичные ошибки монтажа, наладки и эксплуатации защитных устройств, сделать бытовую электрическую проводку надежной и безопасной.

Содержание статьи

Особенности работы автоматического выключателя

Конструкция устройства и принципы работы этой защиты изложены отдельной статьей. Рекомендую ознакомиться с ней.

Автоматический выключатель создан для оперативного снятия напряжения со схемы питания в случае ее перегрузки или возникновения короткого замыкания.

Защитные функции

Режим перегрузок

Первоначальную защиту электрической схемы раньше выполняли с помощью предохранителя, плавкая вставка которого просто перегорела и разрывала электрическую цепь под тепловым воздействием аварийного тока.

Эта функция осталась в конструкции автоматического выключателя. В нем она реализована тепловым расцепителем и выполняет защиту от перегрузок, снимая напряжение с защищаемого участка с выдержкой времени. Это необходимо для исключения частых отключений при возникновении переходных процессов от различных коммутаций схемы.

Определять зону работы теплового расцепителя, как и его второй составляющей — электромагнита отключения удобно с помощью времятоковой характеристики, указывающей зависимость времени срабатывания от величины аварийного тока, проходящего по контактам биметаллической пластины.

Режим коротких замыканий

При его возникновении к схеме прикладываются максимально возможные мощности, энергия которых способна расплавить металлические провода или вызвать пожар. Поэтому с целью сохранения оборудования необходимо выполнять очень быстрое снятие питания за тысячные доли секунды.

Это задача второй составляющей защиты автоматического выключателя: токовой отсечки, которую выполняет электромагнитный расцепитель.

Обе защиты автомата работают автономно, не зависят друг от друга, имеют собственные уставки и настройки. Однако они подобраны под конкретную величину рабочего номинального тока, призваны обеспечивать его нормальное прохождение без излишних, ложных отключений.

Принцип выбора автоматического выключателя

При определении его технических возможностей учитывают:

• величину номинального тока в сети, на которую существенное влияние оказывает состояние электропроводки и подключаемые к ней нагрузки;
• допустимый режим перегрузок;
• отключающие способности возможных аварийных режимов.

Алгоритм выбора автоматического выключателя по номинальному току с учетом особенностей схемы электроснабжения показан на диаграмме.

Она позволяет сделать предварительный расчет необходимых параметров автоматического выключателя, подобрать его защитные характеристики.

Для проведения подобного расчета также можно воспользоваться компьютерной программой Электрик 7-8.

Что такое петля фаза ноль

В любой бытовой схеме электрический ток совершает работу за счет того, что электродвижущая сила вторичной обмотки трансформаторной подстанции замыкается на цепочку, состоящую из последовательно подключенных электрических сопротивлений:

• питающих шин 0,4кВ;
• жил силовых кабелей и проводов;
• включенных контактов защитных устройств;
• контактных соединений коммутационных аппаратов и транспортных магистралей.

Всю эту собранную цепочку на языке электриков принято называть петлей фаза ноль. Ее техническое состояние, качество монтажа, эксплуатационные режимы и последующее обслуживание могут увеличить величину электрического сопротивления. Оно в большинстве случаев практически не оказывает значительного влияния на обычный режим электроснабжения.

Бытовые потребители будут нормально функционировать, а ток, проходя от обмотки трансформаторной подстанции по всем контактам, проводам и кабелям, совершает полезную работу.

Как бытовая проводка влияет на работу автоматического выключателя

Сопротивление петли фаза ноль может существенно сказаться на работе автоматических защит в аварийной ситуации: оно способно их сильно загрубить. Поэтому оно требует периодического измерения, учета и корректировок.

Увеличение сопротивления питающей цепочки может произойти:

• в результате ослабления резьбовых зажимов на контактных соединениях;
• ухудшения усилий сжатия пружинных контактов;
• подключения дополнительных участков электроснабжения;
• подгорания или засорения подвижных контактов коммутационных аппаратов;
• по другим причинам.

Все эти факторы необходимо заранее, до момента возникновения аварии, выявить и своевременно устранить.

Еще один метод безопасного предотвращения последствий коротких замыканий — учет корректировок измененного электрического сопротивления этой петли и подбор по ним характеристик автоматического выключателя. Но для его обеспечения необходимо знать эту величину.

Как замеряется сопротивление петли фаза ноль

Работа состоит из трех этапов:

1. подготовительная часть;
2. электрические измерения;
3. анализ полученных данных и принятие решения по ним.

Подготовительный этап

Общепринято до начала проведения электрических замеров выполнять внутренний осмотр оборудования, проверять состояние контактов, прожимать резьбовые соединения. Любые выявленные дефекты, включая соединения проводов и кабелей, должны своевременно устраняться: иначе просто теряется смысл всей последующей работы.

Особое внимание обращайте на механическое состояние каждой жилы провода в месте контактного соединения. Среди электромонтажников встречаются работники, которые пережимают ее, деформируя металл и ослабляя его прочность. Со временем в этом месте создается излишний нагрев, а затем — разрыв провода.

Для измерения выбирается наиболее удаленная по проводке розетка. Ее тоже необходимо осмотреть и определить правильность схемы ее подключения к бытовой сети.

Основные принципы замера

Оценить качество настройки и работы автоматического выключателя можно двумя способами:

1. прямым созданием короткого замыкания в розетке с замером времени его отключения защитой;
2. косвенными методами.

Первый метод измерения является самым достоверным, эффективным, но наиболее опасным. Любые дефекты в электрической проводке или ошибки в выборе модели автоматического выключателя могут привести к возникновению опасных режимов, включая пожар. Поэтому на практике выполняют замер косвенным способом.

Для его проведения используют различные электронные приборы, работающие по принципу измерения падения напряжения на встроенном в корпус нагрузочном калиброванном сопротивлении.

При подключении измерителя в розетку вначале фиксируется напряжение холостого хода на ее контактах, а затем кратковременно коммутируется цепь через встроенный резистор. При этом определяется величина тока через него и разность приложенных потенциалов. По полученным данным автоматически осуществляются вычисления, а их результат высвечивается на табло.

На картинке приведен пример подобного измерения петли фаза ноль для системы заземления TN-S, когда путь тока создается по цепочке рабочего ноля. Однако не стоит забывать о проверке качества монтажа РЕ проводника. Для этого прибор подключают между ним и фазой, а технология измерения остается прежней.

В схеме заземления зданий TN-C замер сопротивления петли фаза ноль выполняют только между фазой и PEN проводником, а в системах заземления ТТ и TN-C-S, как и в предыдущем случае.

Современные электронные измерители предоставляют сведения не только о полном сопротивлении измеренной петли, но и об активной и реактивной составляющих с отображением направлений векторов тока и напряжения, участвующих в замере.

Анализ результатов измерения

Полученные показания измерителя сопротивления петли фаза ноль используются чисто в практических целях. Они предназначены для выполнения одного из последующих действий:

1. возможности продолжать эксплуатировать электрическую проводку и ее защиты в технически исправном состоянии без каких-либо переделок;
2. необходимости усовершенствования проводимости проблемных участков электропроводки;
3. срочного принятия мер по настройке защит автоматического выключателя или его замены.

Первый вывод

Его делают, когда:

1. результат замера соответствует нормативам;
2. ток рассчитанного короткого замыкания лежит в зоне срабатывания токовой отсечки автоматического выключателя.

Определить ток короткого замыкания в петле фаза ноль позволяет простое действие: деление напряжения холостого хода в розетке на полученный замером результат сопротивления. Здесь действует общеизвестный закон Ома.

Полученную величину необходимо сравнить с зоной срабатывания автоматического выключателя. Ее определяют по величине номинального тока с обеспечением запаса 10% по требованию ПУЭ и действующей характеристике электромагнитного расцепителя (в бытовой проводке применяют автоматический выключатель типов “B”, “C” или “D”.)

Модернизация проблемных мест

Сравнение двух результатов измерения сопротивления петли относительно рабочего ноля и РЕ проводника позволяет сделать вывод о качестве монтажа этих отдельных цепочек.

РЕ проводник выполняют цельной конструкцией без возможности создания разрывов. Он обладает повышенной проводимостью. Но на результате конечного измерения его цепи в схемах TN-C-S и ТТ может сказаться величина сопротивления контура заземления. Ее тоже необходимо измерить и учесть, но это отдельная тема.

Сопротивление цепочки рабочего нуля может быть чуть выше: в него входят контакты коммутационных аппаратов, отдельные провода и кабели, что учитывается при анализе.

Вывод о непригодности автоматического выключателя

К нему можно прийти, если зона отключения токовой отсечки электромагнитом расположена выше рассчитанного тока короткого замыкания. В этом случае сработают только резервные защиты теплового расцепителя, но они обладают задержкой по времени, что не приемлемо для мгновенного отключения. Такой автоматический выключатель требует замены.

Таким образом, измерение сопротивление петли фаза ноль имеет чисто практическое значение и производится для корректировки электрических параметров схемы электропроводки, уточнения правильности работы, встроенных в нее защит.

Заключительный вывод

Периодическое проведение этой операции обеспечивает электрическую безопасность жилых помещений, надежность электроснабжения, оперативное устранение возможных аварийных ситуаций.

Замер сопротивления петли фаза ноль выполняют аккредитованные специалисты электротехнических лабораторий. Инструментальной базы и навыков домашнего мастера для выполнения подобной работы явно недостаточно.

Для закрепления материала рекомендую посмотреть видеоролик владельца Sitgreentv об измерении петли фаза ноль.

Если у вас остались вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары

8 Активные сопротивления переходных контактов

При определении полного сопротивления цепи фаза-нуль по формуле (2) необходимо учитывать не только активное и индуктивное сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, но и активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов, сопротивление дуги в месте КЗ, а также сопротивления катушек расцепителей автоматов и первичных обмоток трансформаторов тока).

К сожалению, до настоящего времени нет единой расчетной методики учета переходных сопротивлений в сетях 0,4 кВ. Более того, ГОСТами и ТУ на выключатели, разъединители и переключатели (например ГОСТ 2327-76) значения активных сопротивлений главных контактов не нормируются и при производстве изделий не контролируются.

Для практических расчетов рекомендуется пользоваться таблицами 32-36, в которых приведены сопротивления элементов аппаратов по данным заводов-изготовителей.

При отсутствии таких данных допустимо пользоваться табл. 31, где приведены усредненные сопротивления катушек расцепителей и главных контактов автоматов и рубильников по [11], [12].

Таблица 31

Сопротивления катушек расцепителей и главных контактов

автоматов и рубильников, мОм

Номинальный ток, А	Катушки расцепителей автоматов		Контакты, r
	r при 65оС	х при 65оС	Автоматы	Рубильники
50	5,5	27	1,3	—
70	2,35	1,3	1,0	—
100	1,3	0,85	0,75	0,5
140	0,74	0,55	0,65	—
200	0,36	0,28	0,6	0,4
400	0,15	0,1	0,4	0,2
600	0,12	0,084	0,25	0,15
1000	0,1	0,08	0,12	0,08
1500-2500	0,06	0,05	0,05	0,04

Для автоматов типа «Электрон» по данным завода «Контактор» сопротивление одного полюса (совместно с втычным контактом) ориентировочно можно принимать по табл. 32.

Таблица 32

Тип выключателя	Номинальный ток, А	Сопротивление полюса, мОм
		r активное	х индуктивное
Э-06	630	0,25	0,15
Э-10	1000	0,15	0,076
Э-16	1600	0,16	0,061
Э-25	2500	0,12	0,05
Э-40	4000	0,08	0,04

Данные приведены по письму завода «Контактор» № 38/ЛКИ от 12.05.70 г.

Таблица 33

Сопротивления катушек расцепителей

автоматов АЕ2040М, мОм

Номинальный ток, А	Активное сопротивление r	Индуктивное сопротивление х
0,6	3,96	17,75
0,8	2,34	9,49
1,0	1,71	3,55
1,25	0,942	2,12
1,6	0,73	1,33
2,0	0,411	0,94
2,5	0,305	0,53
3,2	0,173	0,33
4,0	0,121	0,23
5,0	0,065	0,14
6,0	0,051	0,08
8,0	0,036	0,06
10,0	0,025	0,04
12,5	0,014	0,02
16,0	0,0085	0,018
20,0	0,007	0,017
25,0	0,005	0,01

Данные приведены по письму № 11/2-264/178 от 1.04.85 г. Черкесского завода НВА.

Таблица 34

Сопротивления расцепителей и главных контактов автоматов, мОм

Тип автомата	Тип расцепителя	Номинальный ток, А	Сопротивление полюса, мОм
			r активное	х индуктивное
АЗ793, А3794	полупроводниковый	250	0,12	0,073
		400	0,12	0,077
		630	0,12	0,030
А3795, А3796	тепловой	250	0,34	0,27
		320	0,335	0,275
		400	0,25	0,235
		500	0,21	0,18
		630	0,155	0,10
ВА51-35, ВА52-37, ВА52-39	тепловой	250	0,35	0,11
		400	0,172	0,104
		630	0,099	0,078
ВА52-35, ВА53-37, ВА53-39, ВА53-41	полупроводниковый	250	0,38	0,13
		400	0,10	0,102
		630	0,068	0,12
		1000	0,077	0,115

Данный приведены по письму № 310-7 от 9.01.86 г. ВНИИ Электроаппарат, г. Харьков.

Таблица 35

Сопротивления главных контактов рубильников и переключателей

Тип аппарата	Номинальный ток, А	Активное сопротивление полюса, мОм
Р11	100	0,154
П11, РПЦ11, Р21, П21, Р31	100	0,186
Р16, Р19	250	0,132
П12, П22, Р22, П32, РПЦ32	250	0,161
РБ, ПБ, РПБ, ППБ, РПЦ, ППЦ	400	0,037
	630	0,027
РЕ19	1000	0,035
	1600	0,03
	2500	0,014
	4000	0,007
	6300	0,006

Данные приведены по письмам № 195 от 25.12.85 г. Кореневского завода и № 05/ЗК-2334 от 28.03.85 г. Тростянецкого завода «Электроприбор».

Таблица 36

Сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока типа ТК, мОм

Номинальный ток, А	ТК-20		ТК-40
	r активное	х индуктивное	r активное	х индуктивное
5	260	386	660	780
10	60,5	97	165	195
15	26,8	43	73	87
20	15,1	24,2	41	49
30	6,7	10,9	18,3	22
40	3,44	7,5	10,3	12
50	2,5	3,88	6,6	7,8
75	1,1	1,74	2,94	3,5
100	0,625	0,97	1,65	1,95
150	0,275	0,426	0,73	0,86
200	0,136	0,304	0,41	0,49
300	—	—	0,18	0,22
400	—	—	0,131	0,18
600	—	—	0,059	0,082

У трансформатора ТК-20 от 300 А и выше и ТК-40 от 600 А и выше первичной обмоткой служит небольшой отрезок шины, в этом случае индуктивное и активное сопротивления весьма малы.

При подсчете сопротивления контактов необходимо учитывать сопротивление дуги в месте короткого замыкания, величина которого по разным литературным источникам принимается 0,01 Ом [19, 20].

При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях в [3] рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВ·А включительно, учитывать их суммарное сопротивление введением в расчет активного сопротивления:

1) для распределительных устройств на станциях и подстанциях 0,015 Ом;

2) для первичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или от главных магистралей 0,02 Ом;

3) для вторичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов 0,025 Ом;

4) для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприемников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов 0,03 Ом.

Однако, как показывают результаты расчетов для конкретных примеров и выводы в [16], вышеприведенные значения переходных сопротивлений контактов являются завышенными, особенно для сетей, питающихся от трансформаторов мощностью выше 1000 кВ·А.

Номинальный ток автоматического выключателя | Заметки электрика

Уважаемые гости сайта заметки электрика.

Сегодня я расскажу Вам как произвести расчет номинального тока автоматического выключателя. 

Практический каждый из нас сталкивается с такой задачей, но чтобы решить ее верно и правильно читайте данную статью.

Во-первых Вам необходимо определиться какой автоматический выключатель будем менять, либо это будет вводной автоматический выключатель, либо групповой автоматический выключатель.

Внимательно прочитайте мою статью как определить сечение провода. В данной статье я подробнейшим образом показал как рассчитать общую потребляемую мощность своей квартиры или коттеджа (дома, дачи). 

Пример расчета номинального тока будем вести по полученной суммарной мощности всей квартиры 11200 (Вт), и соответственно рассчитаю номинальный ток вводного автоматического выключателя.

Формула для расчета номинального тока автоматического выключателя:

Р — суммарная потребляемая мощность, (Ватт)

U — напряжение сети, (В)

Получили значение 50,9 (А). Т.к. в магазинах не продаются автоматические выключатели на ток 50,9 (А), то округляем до ближайшего стандартного ряда значений, т.е. 50 (А).

Стандартный ряд значений номинального рабочего тока автоматических выключателей:

Аналогично можно рассчитать номинальный ток автоматического выключателя для любой групповой линии. Главное знать суммарную потребляемую мощность этой линии.

После выбора номинального тока автоматического выключателя и его покупки необходимо произвести прогрузку первичным током. Как это сделать Вы можете узнать в моей статье прогрузка автоматического выключателя.

P.S. И как всегда интересное видео о лазерном шоу — иллюзии.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями: