Очікуваний струм короткого замикання — від Ik'' у точці приєднання до необхідного Icu комутаційних апаратів

У посібнику про різницю між MCCB та MCB пояснюється, як позначається стійкість комутаційних апаратів до короткого замикання (Icn для автоматів MCB, Icu/Ics для силових вимикачів MCCB). Ця стаття розглядає питання, яке передує цьому: який саме струм короткого замикання цей Icu/Icn має фактично контролювати, і звідки береться це число?

Що таке Ik'' насправді

Очікуваний струм короткого замикання (Ik''), як визначено в IEC 60909-0, — це струм, який протікав би при короткому замиканні з знехтувано малим імпедансом у заданій точці мережі, тобто це не фактично виміряний струм при реальному пошкодженні (який завжди обмежений залишковим імпедансом), а теоретичне, розрахункове граничне значення, що слугує відправною точкою проєктування. Ik'' — це розрахункова величина, а не характеристика обладнання: сам комутаційний апарат не має «Ik''» — він має Icu/Icn, який потрібно порівнювати з розрахунковим Ik'' у місці застосування пристрою.

Чому це число береться у мережевого оператора

Для нового чи зміненого приєднання мережевий оператор за запитом надає очікуваний струм короткого замикання у точці приєднання (точці, де установка клієнта підключається до мережі загального користування, часто це вторинна сторона трансформатора чи щиток обліку). Це значення є відправною точкою проєктного розрахунку, але це не значення, яке діє повсюдно в установці:

• Чим далі вимикач чи автомат розташований від точки приєднання, тим більше імпедансу кабелів і трансформаторів знаходиться між ними, і тим нижчим стає фактичний очікуваний струм короткого замикання в цій позиції.
• Icu (або Icn) кожного комутаційного апарата повинен бути рівним або більшим за фактичний струм короткого замикання у його власній позиції в установці, а не Ik'' у самій точці приєднання, що для вимикача, розташованого глибоко в установці, часто було б надмірно суворою (і тому надмірно дорогою) вимогою.

Увага: це інший вид розрахунку, відмінний від адіабатичного рівняння з посібника про захист від короткого замикання §434 — воно визначає, чи здатний кабель термічно витримати коротке замикання до відключення; ця стаття визначає, чи може і чи здатний комутаційний апарат відключити коротке замикання, не вийшовши при цьому з ладу сам. Обидва розрахунки необхідні і доповнюють один одного, але відповідають на різні питання.

Практичні кроки

1. Запитати у мережевого оператора очікуваний струм короткого замикання (Ik'') у точці приєднання (або, за наявності власного трансформатора, розрахувати його за потужністю та напругою короткого замикання uk% трансформатора).
2. Для кожної позиції в установці, де застосовується комутаційний апарат, розрахувати фактичний струм короткого замикання саме в цій позиції (з урахуванням імпедансу кабелів і будь-яких трансформаторів між точкою приєднання і цією позицією).
3. Для кожної позиції підібрати комутаційний апарат з Icu/Icn, рівним або більшим за розрахункове значення саме в цій конкретній позиції — а не універсально на основі Ik'' у точці приєднання.

Практична значущість

При проєктуванні чи розширенні установки необхідно явно фіксувати, який очікуваний струм короткого замикання слугував основою для вибору кожного вимикача, і в якій позиції установки це значення було розраховано — силовий вимикач, розрахований на Ik'' у точці приєднання, але фактично розташований глибоко в установці, функціонально безпечний, але, можливо, значно надлишковий за характеристиками (і тому невиправдано дорогий); вимикач, розрахований на надто низьке, застаріле значення Ik'' (наприклад, після збільшення потужності приєднання мережевим оператором), навпаки, недостатній за характеристиками і тому становить ризик для безпеки.

Часті помилки

1. Застосування однакової вимоги до Icu/Icn по всій установці на основі Ik'' у точці приєднання — це безпечно, але призводить до надмірно потужних (і дорогих) комутаційних апаратів далі в установці, де фактичний струм короткого замикання вже суттєво нижчий через імпеданс кабелів.
2. Продовження використання застарілого значення Ik'' після збільшення потужності приєднання — збільшення потужності приєднання часто супроводжується вищим очікуваним струмом короткого замикання у мережевого оператора, що може зробити наявні комутаційні апарати далі в установці недостатніми.
3. Плутанина Ik'' з адіабатичним розрахунком кабелю з §434 — обидва використовують струм короткого замикання як вхідні дані, але перевіряють різну властивість (термічну стійкість кабелю проти вимикальної здатності комутаційного апарата).

Пов'язані матеріали

• Силовий вимикач (MCCB) проти автоматичного вимикача (MCB)
• Захист від короткого замикання та адіабатичне рівняння — §434
• Розподільні пристрої та селективність — §536
• Налаштування силового вимикача — LSI(G)