Визначення перерізу нейтрального дроту
Матеріал з Посібник із пристрою електроустановок
- Перетин провідників та їх захист
- Методика та визначення
- Принципи захисту від струмових навантажень
- Практичні значення для схеми захисту
- Розташування захисних пристроїв
- Паралельне з'єднання проводів
Зміст
Вплив типусистеми заземлення
Схеми TT, TN-S та IT
- Однофазні ланцюги з перетином проводів менше 16 мм 2 (мідь) та 25 мм 2 (алюміній): переріз нейтрального провідника має дорівнювати перерізу фазного.
- Трифазні ланцюги з перетином 16 мм 2 (мідь) або 25 мм 2 (алюміній): переріз нейтрального провідника можна вибрати:
- рівним перерізу фазних провідників; - менше, за умови, що: • струм, який, як очікується, буде текти через нейтраль в нормальних умовах, менше, ніж допустиме значення Iz. Вплив гармонік кратних трьох [1] має враховуватися; • нейтральний провідник повинен бути захищений від короткого замикання, відповідно до підрозділу Захист нейтрального дроту; • переріз нейтрального провідника дорівнює як мінімум 16 мм 2 (мідь) або 25 мм 2 (алюміній).
Теоретично застосовуються ті самі умови, що описані вище, але на практиці нейтральний провідник у жодному разі не повинен бути розімкнений, оскільки він виконує роль заземлюючого і нейтрального провідників (див. рис. G60, колонка “Переріз PEN-провідника”).
В цілому, не рекомендується розподіляти нейтральний провідник, тобто трифазна трипровідна схема є кращою. Коли потрібна трифазна чотирипровідна установка, застосовуються умови, описані вище для схем ТТ і TN-S.
Вплив струмів вищих гармонік
Вплив гармонік третього порядку та кратних їм
Струм вищих гармонік генерується нелінійними навантаженнями, підключеними до електроустановки (комп'ютери, лампи денного світла, випрямлячі, електронні переривники навантаження) і можуть викликати великі струми в нейтральному провіднику. У трифазних установках мають тенденцію підсумовуватися в нейтралі особливо гармоніки третього порядку та кратними, оскільки:
- основніструми не збігаються фазою на 2π/3, тому їх сума дорівнює нулю;
- з іншого боку, гармоніки третього порядку трьох фаз завжди позиціонуються однаковим чином щодо своїх основних струмів і збігаються по фазі один з одним (див.рис. G65а)
Мал. G65a :Гармоніки третього порядку збігаються по фазі і підсумовуються в нейтралі
На рис. G65b показана величина коефіцієнта завантаження нейтрального провідника, залежно від наявності третьої гармоніки.
Насправді, максимальна величина коефіцієнта завантаження неспроможна перевищувати .
Мал. G65b :Навантаження нейтрального провідника в залежності від наявності третьої гармоніки
Коефіцієнти зниження для гармонійних струмів у чотирижильних та п'ятижильних кабелях, де 4 жили передають струм
Базові розрахунки кабелів відносяться тільки до кабелів з трьома струмопровідними жилами, тобто в нейтральному провіднику струм відсутній. Через струм третьої гармоніки в нейтральному провіднику виникає струм. В результаті такий струм у нейтральному провіднику створює додатковий нагрівання для трифазних жил і, відповідно, необхідно застосовувати понижувальний коефіцієнт при розрахунку фазних жил (див.рис. G66).
Знижувальні коефіцієнти, що застосовуються при розрахунку пропускної здатності по струму кабелю з трьома токоведущими проводами, дають пропускну здатність кабелю з чотирма токоведущими проводами, де струм у четвертому дроті з'являється через гармонік. Знижувальні коефіцієнти також враховують нагрівання проводів через струми вищих гармонік.
- Там, де очікується, що струм у нейтралі буде вищим, ніж струм у фазах, перетин кабелю повинен вибиратися на основі струму в нейтральному провіднику.
- Там, де перетин жил кабелю обрано струму в нейтралі, який лише трохи вище фазового струму, необхідно знизити значення пропускної здатності струму для трьох фазних жил.
- Якщо струм у нейтралі становить більше 135% від струму у фазах, і переріз кабелю вибирається на основі струму в нейтралі, то три фазні провідники не будуть нести повне навантаження. Зниження тепла, що виділяється фазними провідниками, знижує тепло, що виділяється нейтральним провідником настільки, що немає необхідності застосовувати понижувальний коефіцієнт до пропускної здатності по струму для трьох навантажених провідників.