Ожидаемый ток короткого замыкания — от Ik'' в точке присоединения до требуемого Icu коммутационных аппаратов

В руководстве о разнице между MCCB и MCB объясняется, как обозначается стойкость коммутационных аппаратов к короткому замыканию (Icn у автоматов MCB, Icu/Ics у силовых выключателей MCCB). Эта статья рассматривает вопрос, который предшествует этому: какой именно ток короткого замыкания этот Icu/Icn должен фактически контролировать, и откуда берётся это число?

Что такое Ik'' на самом деле

Ожидаемый ток короткого замыкания (Ik''), как определено в IEC 60909-0, — это ток, который протекал бы при коротком замыкании с пренебрежимо малым импедансом в заданной точке сети, то есть это не фактически измеренный ток при реальном повреждении (который всегда ограничен остаточным импедансом), а теоретическое, расчётное предельное значение, служащее отправной точкой проектирования. Ik'' — это расчётная величина, а не характеристика оборудования: у самого коммутационного аппарата нет «Ik''» — у него есть Icu/Icn, который нужно сравнивать с расчётным Ik'' в месте применения устройства.

Почему это число берётся у сетевого оператора

Для новой или изменённой точки присоединения сетевой оператор по запросу предоставляет ожидаемый ток короткого замыкания в точке присоединения (точке, где установка клиента подключается к сети общего пользования, часто это вторичная сторона трансформатора или щиток учёта). Это значение является отправной точкой проектного расчёта, но это не значение, действующее повсеместно в установке:

• Чем дальше выключатель или автомат находится от точки присоединения, тем больше импеданса кабелей и трансформаторов находится между ними, и тем ниже становится фактический ожидаемый ток короткого замыкания в этой позиции.
• Icu (или Icn) каждого коммутационного аппарата должен быть равен или больше фактического тока короткого замыкания в его собственной позиции в установке, а не Ik'' в самой точке присоединения, что для выключателя, находящегося глубоко в установке, часто было бы излишне строгим (и потому излишне дорогим) требованием.

Внимание: это другой вид расчёта, отличный от адиабатического уравнения из руководства по защите от короткого замыкания §434 — оно определяет, способен ли кабель термически выдержать короткое замыкание до отключения; эта статья определяет, может и способен ли коммутационный аппарат отключить короткое замыкание, не выйдя при этом из строя сам. Оба расчёта необходимы и дополняют друг друга, но отвечают на разные вопросы.

Практические шаги

1. Запросить у сетевого оператора ожидаемый ток короткого замыкания (Ik'') в точке присоединения (или, при наличии собственного трансформатора, рассчитать его по мощности и напряжению короткого замыкания uk% трансформатора).
2. Для каждой позиции в установке, где применяется коммутационный аппарат, рассчитать фактический ток короткого замыкания именно в этой позиции (с учётом импеданса кабелей и любых трансформаторов между точкой присоединения и этой позицией).
3. Для каждой позиции подобрать коммутационный аппарат с Icu/Icn, равным или большим расчётного значения именно в этой конкретной позиции — а не универсально на основе Ik'' в точке присоединения.

Практическая значимость

При проектировании или расширении установки необходимо явно фиксировать, какой ожидаемый ток короткого замыкания послужил основой для выбора каждого выключателя, и в какой позиции установки это значение было рассчитано — силовой выключатель, рассчитанный на Ik'' в точке присоединения, но фактически расположенный глубоко в установке, функционально безопасен, но, возможно, значительно избыточен по характеристикам (и потому неоправданно дорог); выключатель, рассчитанный на слишком низкое, устаревшее значение Ik'' (например, после увеличения мощности присоединения сетевым оператором), напротив, недостаточен по характеристикам и потому представляет риск для безопасности.

Частые ошибки

1. Применение одного и того же требования к Icu/Icn по всей установке на основе Ik'' в точке присоединения — это безопасно, но приводит к излишне мощным (и дорогим) коммутационным аппаратам далее по установке, где фактический ток короткого замыкания уже существенно ниже из-за импеданса кабелей.
2. Продолжение использования устаревшего значения Ik'' после увеличения мощности присоединения — увеличение мощности присоединения часто сопровождается более высоким ожидаемым током короткого замыкания у сетевого оператора, что может сделать существующие коммутационные аппараты далее по установке недостаточными.
3. Путаница Ik'' с адиабатическим расчётом кабеля из §434 — оба используют ток короткого замыкания как исходные данные, но проверяют разное свойство (термическую стойкость кабеля против отключающей способности коммутационного аппарата).

Связанные материалы

• Силовой выключатель (MCCB) против автоматического выключателя (MCB)
• Защита от короткого замыкания и адиабатическое уравнение — §434
• Распределительные устройства и селективность — §536
• Настройки силового выключателя — LSI(G)