Время термической стойкости кабеля

Время термической стойкости кабеля

ГОСТ Р 52736-2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Короткие замыкания в электроустановках

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО
И ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Short-circuits in electrical installations.
Calculation methods of electrodynamics and thermal effects of short-circuit current

Дата введения 2008-07-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Филиалом ОАО «НТЦ электроэнергетики» — ВНИИЭ, Московским энергетическим институтом (Техническим университетом) (МЭИ (ТУ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 437 «Токи короткого замыкания»

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется ежегодно в издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки промышленной частоты и определяет методы расчета и проверки проводников и электрических аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость при коротких замыканиях (КЗ).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 687-78 Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия

ГОСТ 16442-80 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия

ГОСТ 18410-73 Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

термическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Изменение температуры элементов электроустановки под действием тока короткого замыкания.

электродинамическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Механическое действие электродинамических сил, обусловленных током короткого замыкания, на элементы электроустановки.

интеграл Джоуля: Условная величина, характеризующая тепловое действие тока короткого замыкания на рассматриваемый элемент электроустановки, численно равная интегралу от квадрата тока короткого замыкания по времени, в пределах от начального момента короткого замыкания до момента его отключения.

ток термической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток термической стойкости): Нормированный ток, термическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании в течение нормированного времени термической стойкости.

ток электродинамической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток электродинамической стойкости): Нормированный ток, электродинамическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

4 Общие положения

4.1 Исходные положения

4.1.1 При проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны расчетные условия КЗ, т.е. расчетная схема электроустановки, расчетный вид КЗ в электроустановке, расчетная точка КЗ, а также расчетная продолжительность КЗ в электроустановке (последнюю используют при проверке на термическую стойкость проводников и электрических аппаратов, а также при проверке на невозгораемость кабелей).

4.1.2 Расчетная схема электроустановки должна быть выбрана на основе анализа возможных электрических схем этой электроустановки при продолжительных режимах ее работы. К последним следует относить также ремонтные и послеаварийные режимы работы.

4.1.3 В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:

— при проверке электрических аппаратов и жестких проводников с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями на электродинамическую стойкость — трехфазное КЗ;

— при проверке электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость — трех- или однофазное КЗ, а на генераторном напряжении электростанций — трех- или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию;

— при проверке гибких проводников по условию их допустимого сближения во время КЗ — двухфазное КЗ.

4.1.4 В качестве расчетной точки КЗ следует принимать такую точку на расчетной схеме, при КЗ в которой проводник или электрический аппарат подвергается наибольшему электродинамическому или термическому воздействию.

Примечание — Исключения из этого требования допустимы лишь при учете вероятностных характеристик КЗ и должны быть обоснованы требованиями соответствующих ведомственных нормативных документов.

4.1.5 Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость следует определять путем сложения времени действия основной релейной защиты, в зону которой входят проверяемые проводники и электрические аппараты, и полного времени отключения соответствующего выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость — путем сложения времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При наличии устройств автоматического повторного включения (АПВ) цепи следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

4.1.6 При расчетной продолжительности КЗ до 1 с допустимо процесс нагрева проводников под действием тока КЗ считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности КЗ более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

5 Электродинамическое действие тока короткого замыкания

5.1 Расчет электродинамических сил взаимодействия проводников

5.1.1 Электродинамические силы взаимодействия , Н, двух параллельных проводников с токами следует определять по формуле

, (1)

где — постоянный параметр, Н/А ;

— мгновенные значения токов проводников, А;

— длина проводников, м;

— расстояние между осями проводников, м;

Для проводников прямоугольного сечения коэффициент формы следует определять по кривым, приведенным на рисунке 1.

Рисунок 1 — Диаграмма для определения коэффициента формы проводников прямоугольного сечения

Для круглых проводников сплошного сечения, проводников кольцевого сечения, а также проводников (шин) корытообразного сечения с высотой профиля 0,1 м и более следует принимать =1,0.

5.1.2 Наибольшее значение электродинамической силы имеет место при ударном токе КЗ.

5.1.3 Максимальную силу , Н, (эквивалентную равномерно распределенной по длине пролета нагрузки), действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу при трехфазном КЗ, следует определять по формуле

, (2)

где — длина пролета, м;

— ударный ток трехфазного КЗ, А;

— коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников.

Значения коэффициента для некоторых типов шинных конструкций (рисунок 2) указаны в таблице 1.

Рисунок 2 — Схемы взаимного расположения шинных конструкций

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Выбора сечения кабеля: расчетное время

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 17

1 Тема от Vanya 2011-02-08 14:19:43

• Vanya
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-25
• Сообщений: 166
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Приветствую, коллеги!
Помогите пожалуйста разобраться с ситуацией:
Провожу расчет выбора сечения кабеля по условию термической стойкости к токам КЗ. В РД 153-34.0-20.527-98, а также в ГОСТ 30323-95 (2004) приписано, что расчетная продолжительность для проверки кабеля на невозгорание следует брать сложением времени резервной релейной защиты и полного времени отключения соответствующего выключателя.
На КЛ (идет к понижающему трансформатору) установлены следующие виды защит: 3 ст. ДЗ (t=0c (отстроена от КЗ на ВН), t=0.3c (отстроена от КЗ на НН), t=1.18 c(отстроена «от нагрузки»)); ТО t=0.3с (отстроена от КЗ на ВН); МТЗ t=1.18с (отстроена от МТЗ ВН).
Принимаю большее время — 1,18 с, заказчик сетует на то, что резервной защитой является отсечка и максимум время брать нужно 0,3 с. Кто прав на Ваш взгляд?

Название темы изменено:
предыдущее название: расчетное время

2 Ответ от evg_i_v 2011-02-08 14:33:50

• evg_i_v
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 93
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

при временах 1.18с (нагрузка) и 0.3с (короткое замыкание) какой тепловой импульс больше?
предполагаю, что будет больше при 0.3с и выбирать необходимо при 0.3с.

3 Ответ от Vanya 2011-02-08 15:06:55

• Vanya
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-25
• Сообщений: 166
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

хм. вопрос видимо снова поставлен несколько некорректно (каюс, за мной сие наблюдется. )
Вопрос следующий: какая защита является резервной для КЛ, еже известно, что имеются 3 ступени ДЗ (от чего отстроены в моём первом посте), ТО и МТЗ. Соответственно, какое время принимать для расчета терм. устойчивости кабеля?

4 Ответ от Владимир 2011-02-08 15:12:03

• Владимир
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 194
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

5 Ответ от Vanya 2011-02-08 15:19:32

• Vanya
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-25
• Сообщений: 166
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Прошу пояснить, дабы и мои сомнения развеять

Присоединяйтесь. Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 Ответ от uuu 2011-02-08 15:25:38

• uuu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-02-01
• Сообщений: 3
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Добрый день
Отсечка не может быть полноценной резервной защитой кабельной линии, т.к. она, по Вашим словам, отстроена от КЗ на высокой стороне, т.е. в конце КЛ надежно не срабатывает. Дистанционная с временем 0,3 может брать всю КЛ, это зависит от соотношения сопротивлений линии и трансформатора.
ДЗ с временем 1,18 берет всю КЛ наверняка.

7 Ответ от CLON 2011-02-08 15:40:02 (2011-02-08 18:12:15 отредактировано CLON)

• 
• CLON
• Модератор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-11
• Сообщений: 699
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Почитал. Что-то не так считаете. Во первых: надо рассматривать отказ защиты или отказ выключателя. Во вторых: расчет строиться тепловой лесенкой (сумма ступенек И квадрат Т).

Допустим в данном случае:
1 случай. Отказала защита кабеля.
В результате кабель будет отключаться резервными защитами предыдущих элементов (не своей защитой). А это точно не 0.3 с. Мало того возможно каскадное действие защит. Т.е. с 0.6 с отключиться один источник, с 0.9 с сторой и т.д. В результате В=I1^2*T1+I2^2*T2+I3^2*T3+.

2. Случай отказал выключатель линии.
Тогда время срабатывания своей защиты + время УРОВ (если есть)+время отключения выключателей. Если нет УРОВ-а, то смотри пункт 1.

8 Ответ от Владимир 2011-02-08 15:47:18 (2011-02-08 15:57:47 отредактировано Владимир)

• Владимир
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 194
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

В Вашем случае , если я правильно понял, основная защита без выдержки, а резервная защита должна резервировать основную при ее отказе при замыкании на кабеле. В Вашем случае это , вероятно, будет защита ввода секции, от которой запитан кабель. Расчет по времени 1,18с повлечет неоправданное увеличение сечения силового кабеля для предотвращения его возгорания.
Методика описана в циркуляре Ц-02-98(Э).

9 Ответ от ShSF 2011-02-08 16:01:18 (2011-02-08 16:32:17 отредактировано ShSF)

• 
• ShSF
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-17
• Сообщений: 713
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Сначала вопросы. Отстроена от КЗ на ВН? Это о КЗ на ВН понижающего трансформатора в конце КЛ, так? Если так, то эта защита не защищает всю КЛ. Как же она по ней можно считать термическую стойкость кабеля, если она всю линию не защищает?
А какова чувствительность ДЗ t=0.3 сек в конце КЛ? Если соответствует требованиям (а пожалуй так оно и есть), то выбор между ней и МТЗ. Вероятность неисправности ДЗ больше, все же два элемента ток и напряжение. Так что большее вероятность, что КЗ будет отключаться МТЗ. Вот ее время и надо брать. Т.е МТЗ – резервная защита.
Пояснение: Реальная ситуация. Однофазное замыкание на землю сопровождающееся перенапряжениями, сгорает ТН. Замыкание переходит в КЗ, а у нас в работе МТЗ, которая защищает всю КЛ. Тут конечно есть варианты, какой ток КЗ брать. Но это уже другой вопрос.

УРОВа тут, думаю, нет. Да и в РД он не рассматривается.
А отказ МВ это, да. Это надо иметь ввиду.

10 Ответ от evg_i_v 2011-02-08 16:54:24

• evg_i_v
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 93
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

«Вероятность неисправности ДЗ больше, все же два элемента ток и напряжение . Так что большее вероятность , что КЗ будет отключаться МТЗ .» зачем такие сложности с вероятностью!? мтз отстроена от тока тр-ра (перегрузочная способность) и к КЛ не имеет никакого значения.

11 Ответ от evg_i_v 2011-02-08 17:09:30 (2011-02-08 17:13:12 отредактировано evg_i_v)

• evg_i_v
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 93
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

«Отказала защита кабеля . В результате кабель будет отключаться резервными защитами предыдущих элементов ( не своей защитой) . А это точно не 0 .3 с .» тогда какого назначение ДЗ 2ст. при кз непосредственно за тт на кл, т.е. на сш и отказе защит фидера?

12 Ответ от uuu 2011-02-08 17:53:28

• uuu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-02-01
• Сообщений: 3
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

1.1. Если ДЗ и МТЗ выполнены на общем опер токе и в одних токовых цепях, то резервными по отношению друг к другу они не являются. Например, это МП терминал. При общем отказе, УРОВ они не запустят. В этом случае все как написал CLON, и циркуляр говорит именно об этом. Разве что источник питания, скорее всего один.
1.2. Если дистанционная и МТЗ все-таки резервируют друг друга, заложиться надо на отказ ДЗ и взять время 1.18. ИМХО отсечку считать резервной защитой линии нельзя, т.к. она по определению не берет ее всю. Мне встречались отсечки (на коротких линиях), которые вообще ничего ни в каких режимах не защищали, при этом они были по правилам отстроены от конца линии.
2. В случае срабатывания защиты и отказа выключателя, скорее всего, можно взять время второй ступени ДЗ, далее как написал CLON.

Какое время окажется больше — зависит от конкретного случая.

13 Ответ от CLON 2011-02-08 18:09:01

• 
• CLON
• Модератор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-11
• Сообщений: 699
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Уточненение: не важно сколько защит 1 или 2.

А если отказывает выключатель? Исходить надо из ХУДШЕГО случая. При отсутствии УРОВ, снова упираемся в резервные защиты предыдущих элементов, которые согласованны со своими защитами.

14 Ответ от uuu 2011-02-09 08:41:26

• uuu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-02-01
• Сообщений: 3
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Отказ выключателя необязательно является худшим случаем, все зависит от наличия/отсутствия УРОВ и времени вышестоящей защиты.
При наличии УРОВ расчетное время составит примерно 0,6 (вдвое меньше, чем по п.1.2). Далее, вышестоящая защита может быть согласована по времени не с МТЗ, а со 2-й ступенью ДЗ, тогда ее время 0,6-0,8, соответственно суммарное время около 0,9-1,1.
Все зависит от конкретных схем и уставок.

15 Ответ от Vanya 2011-02-10 09:24:26

• Vanya
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-25
• Сообщений: 166
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Коллеги, помогите пожалуйста разобраться до конца с формулирвками: расчет на термическую стойкость и расчет на невозгорание. Означает ли что при расчете на термич. стойкость (не на возгорание) следует брать время основной защиты кабеля (без учета отказов защиты и отказов выключателя)?

16 Ответ от evg_i_v 2011-02-10 10:38:15 (2011-02-10 10:51:18 отредактировано evg_i_v)

• evg_i_v
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 93
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Да (время осн. защиты+полное время отключения выключателя). Время расчетной продолжительности указано в п.8.1.1. выше названного РД или п.1.1.5. ГОСТ.

17 Ответ от Fiksius 2011-02-16 11:25:20 (2011-02-19 09:45:24 отредактировано Fiksius)

• Fiksius
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 738
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Выбора сечения кабеля: расчетное время

Господа, а как вам такое решение?
КЛ 10 кВ к ТСН, токовая отсечка отстроена от ТКЗ за ТСН, т.е. закрывает весь кабель и может считаться основной. Тогда резервными защитами можно считать следующие:
1. При отказе выключателя — УРОВ, т.е. с учетом что основная ТО, время где-то 0,5 сек;
2. При отказе защиты фидера — ЛЗШ (которая чувствует КЗ на всей КЛ), т.е. время где-то 0,25 сек.

Источник