Защита кабеля от короткого замыкания

Я знаю, что кабели защищены от короткого замыкания с помощью предохранителей / автоматических выключателей. Кабели имеют кривые I²t, которые следует проверять с помощью предохранителей или кривых I²t cb в диаграмме время/ток.

Здесь у меня есть диаграмма, распечатанная из ABB DOC. Вы можете найти кривые I²t для автоматических выключателей и кабелей.

введите описание изображения здесь

Кабель защищен от короткого замыкания от 0,01с. Как кабель защищен от 0с до 0,01с при коротком замыкании, т.к. выключатели/предохранители не могут работать быстрее при 50Гц переменного тока? На графике мы видим, что есть область, где кабель не защищен от короткого замыкания, и теоретически максимальный ток короткого замыкания может превышать кривую I²t кабеля в этой определенной области (в этом случае это было бы очень вероятно).

Как должен быть защищен кабель в этих случаях, когда максимальный ток короткого замыкания превышает кривую I²t кабеля при < 0,01 с?

ОБНОВЛЯТЬ:

Итак, в приведенном выше примере кабель защищен до 3 кА?

Некоторые диаграммы предохранителей сбили меня с толку, потому что на диаграммах нет горизонтальной линии до их номинального тока короткого замыкания, в приведенном выше примере эта горизонтальная линия продолжалась бы до SCCR, если бы она была выше (?)

Я хотел бы продолжить свой вопрос:

  1. Как быстро ток короткого замыкания достигает своего пикового значения?
  2. Достигает ли оно когда-либо максимального (расчетного) значения, поскольку перед этим предохранитель отключает цепь?
  3. Почему выключатели / предохранители имеют номинальный ток короткого замыкания, если цепь никогда не достигает предполагаемого тока короткого замыкания (конечно, должен быть запас прочности)?
  4. Я предполагаю, что предохранитель отключает цепь до пикового значения тока s/c, поскольку должна сохраняться селективность между несколькими предохранителями. Насколько большим может быть расстояние между двумя предохранителями, чтобы сохранить селективность (думаю, это не имеет большого значения, так как электричество распространяется со скоростью света)? У некоторых производителей есть таблицы селективности для своих предохранителей (в основном «предохранитель должен быть как минимум на два размера больше»).
Я думаю, вам нужно опубликовать один или несколько отдельных вопросов. Ваши многочисленные вопросы слишком велики, чтобы ответить на них одним ответом.

Ответы (3)

Кабель также требует ненулевого времени, чтобы взорваться; у него есть определенная тепловая масса, которую необходимо нагреть. И мне также было бы интересно, какой источник тока может достигать 10 кА за 0,01 с...

Глядя на точки на диаграмме и вычисляя значение I²t в этих точках: I = 10 кА, t = 8,21E-4 с, I²t = 82,1 кА² с; I = 1 кА, t = 8,68E-2с, I²t=85,8 кА²с. Так разве это не то же самое количество вырабатываемой тепловой энергии (поскольку мои значения приблизительны)? Не могли бы вы предложить дополнительную информацию о пике и времени тока короткого замыкания?
pjc50: 320 кВА, 415 В трансформатор на опоре с импедансом короткого замыкания 4% допускает ток короткого замыкания до 11 кА, и это небольшой трансформатор . В прошлый раз, когда я указывал низковольтный распределительный щит, он был подключен к трансформатору на 2000 кВА и должен был быть рассчитан на 50 кА в 1 секунду.

Для очень высоких токов короткого замыкания нецелесообразно использовать времятоковую характеристику автоматического выключателя (или предохранителя), чтобы определить, достаточно ли защищен кабель.

Вместо этого следует оценить пропускаемую энергию (I²t). Технические новости NHP #32 подробно рассказывают о том, как это делается.

Предохранители имеют очень низкую пропускаемую энергию (т.е. они быстро срабатывают при больших токах короткого замыкания). Чем выше энергия короткого замыкания, тем быстрее плавится плавкий элемент и тем быстрее устраняется неисправность. Большие токи короткого замыкания могут расплавить плавкий элемент менее чем за один цикл переменного тока.

Это делает их очень подходящими для защиты небольших проводов и чувствительных устройств, если вы не возражаете против замены предохранителей.

Релейные контакты являются одним из чувствительных приложений, где предохранители предпочтительнее автоматических выключателей. Предохранитель на 6А предотвращает спаивание контактов в случае неисправности. Если вы используете автоматический выключатель на 6 А, вы должны пройти через каждое реле после неисправности и проверить, не приварены ли контакты.

См. брошюру NHP для плавких вставок BS - на странице 12 PDF-файла приведена таблица I²t total (пропущенная) для предохранителей от 2 до 1250 ампер.

Автоматические выключатели имеют гораздо более высокую пропускную способность. Это означает, что некоторые автоматические выключатели могут не обеспечивать достаточную защиту кабеля от короткого замыкания, даже если номинальный постоянный ток в норме.

Пример приведен на странице 3 журнала NHP Technical News #32 , где на рис. 2 показано, что автоматический выключатель XH125PJ32A не подходит для защиты кабеля сечением 4 мм² от тока короткого замыкания 10 кА. Максимально допустимый ток короткого замыкания составляет 6 кА.

Я столкнулся с этой проблемой при практическом электрическом проектировании, которое я делал для промышленности. Решение заключалось в использовании автоматического выключателя меньшего размера, который пропускает меньше энергии для повреждения кабеля. В других ситуациях мы уже использовали автоматический выключатель наименьшего возможного размера, поэтому решением было использовать кабель большего размера.

Также существуют устройства, называемые «автоматическими выключателями с ограничением тока короткого замыкания», которые могут отключать токи короткого замыкания менее чем за один цикл и значительно снижать пропускаемую энергию. Они не так хороши, как предохранители, но лучше, чем обычные автоматические выключатели.

Принцип работы автоматических выключателей с ограничением тока короткого замыкания подробно описан в Техническом бюллетене NHP №30.

Примечание: я не имею никакого отношения к NHP. Я часто обращаюсь к их техническим бюллетеням, потому что они содержат такие четкие и краткие объяснения технических тем.

Отличный ответ, еще не совсем понял следующее: предположим, что кабель будет 2,5 мм². Таким образом, ток, выдерживаемый кабелем, будет: 5 с = 124 А, 0,1 с = 878 А, 0,001 с = 8775 А. Таким образом, кабель не защищен предохранителем на 16 А от больших токов короткого замыкания до 0,01 с. Или совершенно невозможно, чтобы ток короткого замыкания достиг такого высокого значения за такое короткое время? Это в значительной степени также связано с информационным бюллетенем NHP № 32: почему кривая MCCB на 32 А продолжается до 40 кА на рисунке 2, а кривая отключения MCCB не продолжается на рисунке 1 (похоже, что максимальный ток 250 А @ 0,015 с).
Перестаньте думать об амперах и начните думать об энергии (I²t). Согласно австралийским правилам электропроводки (AS 3008), кабель сечением 2,5 мм² может выдерживать нагрузку до I²t = (111)²×(2,5)² = 77 006 ампер²·сек. Из каталога предохранителей NHP (стр. 12 в PDF-файле) предохранитель на 16 А имеет пропускную способность I²t 412 ампер².сек, что составляет менее 1% пропускной способности кабеля I²t. Предохранитель на 16 А прекрасно защищает кабель сечением 2,5 мм². (Примечание: до тех пор, пока вы не превысите номинальный ток короткого замыкания — «размыкающую способность» — предохранителя.)
@Chopman - примечание «111» - это магическое число, которое учитывает рабочую температуру кабеля, допустимое повышение температуры кабеля и тип проводника (медь или алюминий) - если есть сомнения, безопасно использовать 111 для небольшой медной проводки.
Да, но что означает это общее значение I²t, поскольку значение I²t предохранителей не изменяется при изменении тока (поэтому они предлагают кривые предохранителей)? См. также мой обновленный вопрос.

Рассмотрим автоматические выключатели. Вы можете почувствовать ток через провод и разомкнуть автоматический выключатель. Это более сложный подход. Это может иметь больший потенциал для генерации ложных срабатываний. Однако он может работать быстрее, чем предохранитель.

Предохранители полезны из-за их надежности благодаря простоте. Предохранители не требуют внешнего питания. Но им может потребоваться время, чтобы растаять.

Для очень сильноточных неисправностей автоматические выключатели на самом деле медленнее, чем предохранители. Предохранитель не имеет движущихся частей, поэтому скорость его срабатывания не ограничена. Автоматический выключатель имеет подвижные контакты и создает дугу, когда эти контакты размыкаются — требуется время, чтобы контакты сдвинулись, а дуга погасла. Ранее я указал, что распределительные щиты должны иметь предохранители вместо автоматических выключателей, потому что предохранители обеспечивают более быструю защиту и лучшую безопасность персонала.
Защита кабеля от короткого замыкания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v