Как считать сопротивление провода

Как рассчитать сопротивление провода – советы начинающим электрикам

Доброго времени суток! Собираюсь у себя дома самостоятельно подключить электрическую варочную панель и духовку. По причине того, что слышал, что стандартная проводка может не выдержать такой напруги и станет перегреваться, решил от щитка, через дополнительный автомат прокинуть отдельные провода.

Автомат у меня уже стоит, а вот подобрать сечение провода не знаю как. Подскажите, как рассчитать сопротивление проводов под мои нужды – прокидывать придется метров 20 провода, не меньше.

Ответ читателю

Приветствуем Вас, к сожалению не представившийся читатель! С расчетами мы вам естественно поможем, но все- таки рекомендуем привлечь к проблеме специалиста, ведь потребуется правильно подобрать не только проводник, но и автомат. Однако если вы точно знаете, что параметры автомата подойдут, то вам осталось всего ничего…

Теория и практика

Итак, если человек хоть немного знаком с основами электротехники, он должен знать, что чем толще провод, тем меньше сопротивление.

  • Сравнить это теоретически можно с водопроводной трубой, по которой бежит вода. Если диаметр трубы достаточный, то жидкость протекает по ней, не испытывая никакого гидравлического сопротивления, и наоборот, маленькое отверстие увеличивает давление в трубе, пропускная способность падает, гидравлическое сопротивление растет.
  • Также и поток электронов можно представить в виде воды, которая пытает протечь внутри провода. Однако электричество это совсем иная природа, соответственно и физические свойства у него другие.
  • К чему может привести слишком высокое сопротивление? Самое банальное – это падение напряжения, в результате чего какая-нибудь лампа накаливания станет гореть тусклее, а какой-нибудь электроприбор не сможет стартовать.
  • Прямым следствием прохождения мощного тока через проводник с достаточно высоким сопротивлением, будет его перегрев.

От автора! Однажды мы подключили сварочный аппарат, ну к очень плохому удлинителю, и после нескольких минут работы провод буквально загорелся. Благо короткого замыкания не произошло, но оно было весьма вероятно. Как понятно, в жилом помещении подобные ситуации недопустимы.

Рекомендуем действовать в следующей последовательности:

  • Первым делом точно узнайте, какую нагрузку создают оба ваших прибора в условиях работы на максимальной мощности. Нас интересует сила тока, измеряемая в Амперах, или мощность — Ватты.
  • Эти параметры вы легко отыщете в паспортах изделий.
  • Если оба прибора будут запитаны от одной линии, то суммируйте полученные значения.
  • Далее прибегайте к помощи таблицы, которая позволит безошибочно определить сечение провода.

  • Как видно из приведенной таблицы максимальный ток для медного провода площадью 0,5 не должен превышать 11 Ампер.

Совет! В жилых помещениях сегодня не допускается использование алюминиевых проводов. Применяют только медные.

  • В принципе этими данными можно было бы и ограничиться, накинув некоторый запас, однако подобные таблицы не показывают каким должно быть максимальное сопротивление провода, то есть не учтена длина проводника. Поэтому для большей точности без расчета не обойтись.

Рассчитываем сопротивление

Итак, мы помним — провод толще, сопротивление меньше. Далее будет приведена инструкция, как рассчитать все точно.

  • Для этого нам потребуется узнать удельное сопротивление материала проводника. В обычных сетях вы навряд ли отыщите серебряные провода, поэтому берем за основу стандартную медь. Оно составляет 0,017.
  • Само же сопротивление провода рассчитывается по следующей формуле: ; где R – это сопротивление, р – удельное сопротивление проводника, l – длина провода и s – площадь его сечения.
  • Предположим, что ваши печки вместе смогут нагрузить сеть на 16 Ампер, это значит, что мы можем взять провод площадью 0,75 мм2. Мы помним, что вам требуется минимум 20 метров. Итак, считаем: 0,017*20/0,75 = 0,45 Ом
  • Можно воспользоваться и таблицей, но результат будет не таким точным. Мы видим, что 100 метров медного провода нужного нам сечения имеет 2,38 Ом сопротивления. Делим это значение на пять (до 20-ти метров) и получаем 0,476 Ом – разница на уровне погрешности, но все-таки.
  • Из-за того, что электричество идет по двум жилам, умножаем полученное значение на 2 и получаем 0,9 Ом.
  • Теперь можно рассчитать потери напряжения по формуле: dU = R*I = 0,9*16 = 14,4 Вольта.
  • Переводим полученный вольтаж в процентное соотношение: 14,4В/220В*100 = 6,54%

Согласно существующим нормам допускается 5% потерь напряжения. Как видим, в нашем случае значение получилось больше, а значит, сопротивление проводника слишком большое, поэтому увеличиваем сечение провода и повторяем расчеты.

Итак, сопротивление провода мы нашли, и как видите, своими руками и головой сделать это не так уж и сложно. Дополнительно понять материал поможет прикрепленное видео. Подходите к делу с умом, ведь цена вопроса безопасность вас и вашего дома.

Как рассчитать сопротивление провода

Для чего нужно знать сопротивление провода

В жизни приходится сталкиваться с ситуацией, когда необходимо заменить в жилом помещении электропроводку или проложить новую, не обращаясь к мастеру нужной квалификации. Для тех, кто в школе не дружил с физикой либо попросту далек от владения минимальными знаниями и навыками, полезно будет усвоить несколько приемов и правил.

Сопротивление проводника

Перед тем, как приступать к выбору монтажного провода, нужно определить предельно допустимую нагрузку каждой ветви электрической сети, тоесть суммарную мощность включаемых приборов. Паспорт любого изделия содержит значение потребляемого тока. Таким образом становится известна максимально возможная величина тока в проводнике. Далее необходимо рассчитать сопротивление провода, исходя из площади его поперечного сечения и материала(металлическое вещество) по формуле R=p*l/S, где р — удельное сопротивление Ом·мм^2/м при температуре 20 градусов по Цельсию(узнать можно из таблиц для разных видов вещества), l — длина участка от самой дальней розетки до счетчика, S — площадь сечения. Полученные результаты позволяют оценить не только потери на рассеиваемую мощность, но достижимый предел нагрева проводника с точки зрения пожаробезопасности(степень риска горения изоляции и плавления металла). Из выражения Q=I^2*R=kT, где Q — теплота, I — потребляемый ток, Т — температура и k — постоянная Больцмана. Конечно, проще выбрать достаточное сечение с запасом, но сразу становится актуальным вопрос роста цены на проводку.

Виды проводников

Ассортимент выпускаемой продукции включает в себя проводники высокого и низкого сопротивления. Первый вид предназначен для нагревательных приборов и резисторов. Второй — призван обеспечивать надежную электрическую связь. Провод низкого сопротивления используется в электродвигателях, трансформаторах, линиях электропередач и сетях подключения оборудования и бытовых электроприборов. Для рядового потребителя следует учитывать преимущества и недостатки широко распространенных медных и алюминиевых проводов. Медные обладают самым низким сопротивлением, но цена их выше. Алюминиевые незначительно проигрывают в сопротивлении, а при сравнительной дешевизне показывают лучшие прочностные характеристики, что положительно влияет на качество, легкость монтажа и электробезопасность. Не менее важное значение имеет выбор изоляции провода. Она должна быть устойчивой к влажности и воспламенению, чтобы не допустить короткого замыкания. В качестве материала лучше всего подходят полиэтиленовые, полихлорвиниловые и резиновые(кремнийорганические) оболочки. На открытых участках предпочтительнее использовать медный многожильный провод, так как он выдерживает циклические нагрузки на изгиб благодаря высокой пластичности материала. В случае обрыва нескольких жил, остальные будут продолжать работать.

Правила монтажа

В целях безопасности прежде всего нужен индикатор-пробник сетевого напряжения в виде отвертки со встроенной неоновой лампочкой через сопротивление несколько МОм. Применяемая электромонтажная продукция(провода, патроны, короба, розетки и выключатели) должна проверяться на наличие дефектов, правильное функционирование и соответствие требуемому диапазону электрических нагрузок. Соединения в скрутках необходимо тщательно заизолировать и поместить в короба. Зажимы контактов должны иметь надежную фиксацию для устранения перегрева и уверенного прогнозирования длительного срока эксплуатации без поломок. Желательно оборудовать электросеть приемами заземления и зануления в сочетании с молниезащитой.

Сопротивление при параллельном соединении: формула расчета

На практике нередко встречается задача нахождения сопротивления проводников и резисторов при различных способах соединения. В статье рассмотрено, как рассчитывается сопротивление при параллельном соединении проводников и некоторые другие технические вопросы.

Сопротивление проводника

Все проводники имеют свойство препятствовать течению электрического тока, его принято называть электрическим сопротивлением R, оно измеряется в омах. Это основное свойство проводниковых материалов.

Для ведения электротехнических расчётов применяется удельное сопротивление – ρ Ом·м/мм 2 . Все металлы – хорошие проводники, наибольшее применение получили медь и алюминий, гораздо реже применяется железо. Лучший проводник – серебро, оно применяется в электротехнической и электронной промышленности. Широко распространены сплавы с высоким значением сопротивления.

При расчёте сопротивления используется известная из школьного курса физики формула:

R = ρ · l/S, S – площадь сечения; l – длина.

Если взять два проводника, то их сопротивление при параллельном соединении станет меньше из-за увеличения общего сечения.

Плотность тока и нагрев проводника

Для практических расчётов режимов работы проводников применяется понятие плотности тока – δ А/мм 2 , она вычисляется по формуле:

δ = I/S, I – ток, S – сечение.

Ток, проходя по проводнику, нагревает его. Чем больше δ, тем сильнее нагревается проводник. Для проводов и кабелей разработаны нормы допустимой плотности, которые приводятся в ПУЭ (Правилах Устройства Электроустановок). Для проводников нагревательных устройств существуют свои нормы плотности тока.

Если плотность δ выше допустимой, может произойти разрушение проводника, например, при перегреве кабеля у него разрушается изоляция.

Правилами регламентируется производить расчёт проводников на нагрев.

Способы соединения проводников

Любой проводник гораздо удобнее изображать на схемах как электрическое сопротивление R, тогда их легко читать и анализировать. Существует всего три способа соединения сопротивлений. Первый способ самый простой – последовательное соединение.

На фото видно, что полное сопротивление равно: R = R1 + R2 + R3.

Второй способ более сложный – параллельное соединение. Расчёт сопротивления при параллельном соединении выполняется поэтапно. Рассчитывается полная проводимость G = 1/R, а затем полное сопротивление R = 1/G.

Можно поступить и по-другому, прежде рассчитать общее сопротивление при параллельном соединении резисторов R1 и R2, после этого повторить операцию и найти R.

Третий способ соединения наиболее сложный – смешанное соединение, то есть присутствуют все рассмотренные варианты. Схема приведена на фото.

Для расчёта этой схемы её следует упростить, для этого заменяют резисторы R2 и R3 одним R2,3. Получается несложная схема.

Теперь можно рассчитать сопротивление при параллельном соединении, формула которого имеет вид:

R2,3,4 = R2,3 · R4/(R2,3 + R4).

Схема становится ещё проще, в ней остаются резисторы, имеющие последовательное соединение. В более сложных ситуациях используется этот же метод преобразования.

Виды проводников

В электронной технике, при производстве печатных плат, проводники представляют собою тонкие полоски медной фольги. Ввиду малой длины сопротивление у них незначительно, им во многих случаях можно пренебречь. Для этих проводников сопротивление при параллельном соединении уменьшается вследствие увеличения сечения.

Смотрите так же:  Закрыть провода на стене

Большой раздел проводников представляют обмоточные провода. Они выпускаются разных диаметров — от 0,02 до 5,6 миллиметра. Для мощных трансформаторов и электродвигателей выпускаются медные шинки прямоугольного сечения. Иногда при ремонте заменяют провод большого диаметра на несколько параллельно соединённых меньшего размера.

Особый раздел проводников представляют провода и кабели, промышленность предоставляет широчайший выбор марок для самых различных нужд. Нередко приходится заменять один кабель на несколько, меньшего сечения. Причины этого бывают самые различные, например, кабель сечением 240 мм 2 очень трудно прокладывать по трассе с крутыми изгибами. Его заменяют на 2×120 мм 2 , и проблема решена.

Расчёт проводов на нагрев

Проводник нагревается протекающим током, если его температура превысит допустимую, наступает разрушение изоляции. ПУЭ предусматривает расчёт проводников на нагрев, исходными данными для него являются сила тока и условия внешней среды, в которой проложен проводник. По этим данным из таблиц в ПУЭ выбирается рекомендуемое проводника сечение (провода или кабеля).

На практике встречаются ситуации, когда нагрузка на действующий кабель сильно возросла. Существует два выхода ‒ заменить кабель на другой, это бывает дорого, или параллельно ему проложить ещё один, чтобы разгрузить основной кабель. В этом случае сопротивление проводника при параллельном соединении уменьшается, следовательно падает выделение тепла.

Чтобы правильно выбрать сечение второго кабеля, пользуются таблицами ПУЭ, важно при этом не ошибиться с определением его рабочего тока. В этой ситуации охлаждение кабелей будет даже лучше, чем у одного. Рекомендуется рассчитать сопротивление при параллельном соединении двух кабелей, чтобы точнее определить их тепловыделение.

Расчёт проводников на потерю напряжения

При расположении потребителя Rн на большом расстоянии L от источника энергии U1 возникает довольно большое падение напряжения на проводах линии. К потребителю Rн поступает напряжение U2 значительно ниже начального U1. Практически в качестве нагрузки выступает различное электрооборудование, подключаемое к линии параллельно.

Для решения проблемы производят расчет сопротивления при параллельном соединении всего оборудования, так находится сопротивление нагрузки Rн. Далее следует определить сопротивление проводов линии.

Здесь S – сечение провода линии, мм 2 .

Далее определяется ток в линии: I = U1/(Rл + Rн). Теперь, зная ток, определяют падение напряжения на проводах линии: U = I · Rл. Удобнее находить его в процентном отношении к U1.

Рекомендуемое значение U% — не более 15%. Приведённые расчёты применимы для любого рода тока.

How to calculate air velocity from wire resistance?

I want to construct a constant current hot wire anemometer. For this, resistance is the input of the Arduino. There is a relationship between wire resistance and air velocity.

How can I calculate velocity from wire resistance?

Создан 20 янв. 17 2017-01-20 08:34:54 user30173

This is a very interesting question, but I am not sure how Arduino related this is, apart for you are using an Arduino. I think that you would get a better response by asking a separate, non-Arduino related question on SE Physics first, to get an equation to use. Once you have that, then, maybe, come back here to ask how to put that equation/formula into an Arduino sketch. – Greenonline 20 янв. 17 2017-01-20 08:46:17

Do you already have an equation? If so, edit your question to include it. What research have you done so far? What code do you already have? What is not working, exactly? – Greenonline 20 янв. 17 2017-01-20 08:46:59

OK You have a theory, test it. Its not going to take much to hook a wire up to an analog port and measure the changes in resistance. You are probably only going to get minute changes so you will need to alter the other parameters to cater for it, and its possible that they might be outside the limits of what an Arduino can handle. – Code Gorilla 20 янв. 17 2017-01-20 13:38:30

I think that, for this to work, you also need to measure the ambient temperature. You also need the temperature to resistance curve of the wire you are using. – Gerben 20 янв. 17 2017-01-20 15:43:14

Как проверить сопротивление изоляции кабеля

Более 42% случаев поражения людей электрическим током случились из-за неисправной или старой изоляции. Это значит, что определение сопротивления изоляции – важная часть работ по устройству проводки в собственном доме. Проверить сопротивление изоляции не будет лишним для любой сети, которая эксплуатировалась более 3 лет. Для домашнего мастера это становится проблемой, решить которую можно только с помощью советов профессионала.

Оглавление

Что такое сопротивление изоляции

По проводам в нашей квартире постоянно течет ток от источника к потребителям. Чтобы этот ток не выходит наружу и не повреждал человека, не вызывал возгорание электроприборов, существует изоляция. В идеале, сопротивление изоляции должно быть бесконечным. К сожалению, на практике мы не можем добиться такого значения. В большинстве случаев для корректной работы сети 220В необходимо сопротивление изоляции в районе 0,5-1 Мом. Конечно, чем больше оно будет, тем лучше. Именно изоляция не позволяет току пробиваться наружу, повреждая приборы и поражая человека.

Я всегда советую производить замеры сопротивления изоляции как минимум, один раз в 3 года. Вы также можете замерить сопротивление при прокладке новой проводки, чтобы убедиться в том, что кабели не повреждены, нигде нет разрыва изоляции и, как следствие, тока утечки.

Чем измеряется сопротивление изоляции

Сопротивление, как и следовало ожидать, измеряется омметром, а точнее – мегаомметром, рассчитанным на действительно большие значения сопротивления. В отличие от измерения сопротивления резисторов, в данном случае мы будем исследовать не значение сопротивления проводника, а значение тока утечки при замкнутом накоротко через мегомметр контуре.

Звучит сложно, но на практике, весь процесс занимает лишь несколько минут. Измерение сопротивления изоляции кабеля выполняется при полностью отключенных от сети проводниках. При этом, необходимо выключить все автоматы, включая основной. При измерении в квартире потребуется помощь профессионального электрика, у которого есть разрешение на выключение автомата стояка. Это в идеале. При самостоятельных замерах можно обойтись без этого отключения.

Обязательное условие, которое я советую выполнять всегда – провода нужно заземлить перед проверкой – просто подключить все фазные выводы на колодку с землей на 1 минуту. Потом можно вытаскивать их из колодки.

Как определить сопротивление изоляции

Чтобы ответить на вопрос о том, как проверить сопротивление изоляции кабеля, нужно понять, что мы будем измерять. Я уже говорил, что напрямую померить сопротивление диэлектрика мы просто не можем. В результате, мы можем лишь рассчитать его, используя простую формулу: сопротивление равно напряжению, деленому на ток. В данном случае мы рассматриваем ток утечки.

Мегомметр сам по себе является источником напряжения. В некоторых моделях предусмотрен встроенный генератор, другие работают от батарей. Важно другое – он вырабатывает высокое напряжение – от 250 до 2500 В.

Чтобы проверить наличие утечки тока в обычной бытовой цепи достаточно выбрать более высокое напряжение, например, 1000 В. Выше напряжение ставить нецелесообразно для бытовой сети электропроводки.

Правила соединения проводников

Итак, мегомметр снабжен двумя или более щупами. Проверка работы мегомметра производится замыканием контактов щупа. При этом, сопротивление должно быть равно нулю. Если все работает хорошо, просто прикладываем один щуп к фазному проводу, а другой – к нулевому. Это самый простой способ измерения. Помните, что мегомметр показывает значение сопротивления изоляции, а не ток утечки. Внимательно следите за шкалой и за ее шагом. Это очень важно. Хорошая бытовая изоляция обладает сопротивлением более 500 кОм.

Проверка многожильных кабелей

В том случае, если в проводе присутствует земля, необходимо выполнить 3 измерения: между фазным проводом и нулем, между фазным проводом и землей и между нулем и землей. Помните, что прибор постоянно вырабатывает высокое напряжение – работайте с ним только в специальной защитной одежде и в перчатках. По факту, я советую отдать такую работу на «откуп» электрику с соответствующей квалификацией и большим опытом.

Проверка изоляции в четырехжильном кабеле требует сделать 6 измерений. Сопротивление изоляции кабеля измеряется между каждой из трех фаз, затем между каждой фазой и нулем и между нулем и землей. В результате получается 6 измерений. При большем количестве проводов в кабеле придерживаемся той же последовательно – проверяем сопротивление пары проводов и затем всех проводов с нулем, всех проводов с землей и между землей и нулем. Все результаты вносим в соответствующую таблицу. Ее анализ позволяет сделать вывод о пригодности проводки к эксплуатации.

Техника безопасности

Совет – отключите все автоматы в доме и главный автомат на щитке. Все выключатели в цепи поставьте в режим ВКЛ (включено, ON). Все потребители отсоедините от сети, включая лампочки и розетки. Это необходимо для того, чтобы лампы не полопались от чрезмерного напряжения, а люди не были поражены электрическим током.

Всегда соблюдайте технику безопасности и работайте только с использованием специальных перчаток, специальных изолированных инструментов. Эти простые правила защитят Вас от поражения электрическим током. Поверьте, ничего приятного в этом нет. Благодаря полному соблюдению техники безопасности и правильности осуществления работ, Вы можете немного сэкономить на электрике. И не забудьте затем разрядить все провода на землю, подключив их контакты на соответствующую колодку! Это очень важно.

Отлично! Теперь Вы знаете, как измерить сопротивление изоляции кабеля и сделать это максимально безопасно. Главное правило – читайте инструкцию на мегомметре и старайтесь производить все измерения при отсутствии посторонних (особенно маленьких детей) в квартире!

Расчет токов короткого замыкания (пример)

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

У меня на сайте есть статья про короткое замыкание и его последствия. Я в ней приводил случаи из своей практики.

Так вот чтобы минимизировать последствия от подобных аварий и инцидентов, необходимо правильно выбирать электрооборудование. Но чтобы его правильно выбрать, нужно уметь рассчитывать токи короткого замыкания.

В сегодняшней статье я покажу Вам как можно самостоятельно рассчитать ток короткого замыкания, или сокращенно ток к.з., на реальном примере.

Я понимаю, что многим из Вас нет необходимости производить расчеты, т.к. обычно этим занимаются, либо проектанты в организациях (фирмах), имеющих лицензию, либо студенты, которые пишут очередной курсовой или дипломный проект. Особенно понимаю последних, т.к. сам будучи студентом (в далеком двух тысячном году), очень жалел, что в сети не было подобных сайтов. Также данная публикация будет полезна энергетикам и электрикам для поднятия уровня саморазвития, или чтобы освежить в памяти когда-то прошедший материал.

Кстати, я уже приводил пример расчета защиты асинхронного двигателя. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.

Итак, перейдем к делу. Несколько дней назад у нас на предприятии случился пожар на кабельной трассе около цеховой сборки №10. Выгорел практически полностью кабельный лоток со всеми там идущими силовыми и контрольными кабелями. Вот фото с места происшествия.

Смотрите так же:  Каким цветом провода на габариты

Сильно вдаваться в «разбор полетов» я не буду, но у моего руководства возник вопрос о срабатывании вводного автоматического выключателя и соответствие его номинального тока для защищаемой линии. Простыми словами скажу, что их интересовала величина тока короткого замыкания в конце вводной силовой кабельной линии, т.е. в том месте, где случился пожар.

Естественно, что никакой проектной документации у цеховых электриков по расчетам токов к.з. на эту линию не нашлось, и мне пришлось самому производить весь расчет, который я выкладываю в общий доступ.

Сбор данных для расчета токов короткого замыкания

Силовая сборка №10, около которой случился пожар, питается через автоматический выключатель А3144 600 (А) медным кабелем СБГ (3х150) от понижающего трансформатора №1 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА).

В скобках около марки кабеля указано количество жил и их сечение (как рассчитать сечение кабеля).

Не удивляйтесь, у нас на предприятии еще много действующих подстанций с изолированной нейтралью на 500 (В) и даже на 220 (В).

Скоро буду писать статью о том, как в сеть 220 (В) и 500 (В) с изолированной нейтралью установить счетчик. Не пропустите выход новой статьи — подпишитесь на получение новостей.

Понижающий трансформатор 10/0,5 (кВ) питается силовым кабелем ААШв (3х35) с высоковольтной распределительной подстанции № 20.

Некоторые уточнения для расчета тока короткого замыкания

Несколько слов хотелось бы сказать про сам процесс короткого замыкания. Во время короткого замыкания в цепи возникают переходные процессы, связанные с наличием в ней индуктивностей, препятствующих резкому изменению тока. В связи с этим ток к.з. во время переходного процесса можно разделить на 2 составляющие:

  • периодическая (появляется в начальный момент и не снижается, пока электроустановка не отключится от защиты)
  • апериодическая (появляется в начальный момент и быстро снижается до нуля после завершения переходного процесса)

Ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.

В этом нормативном документе сказано, что расчет тока короткого замыкания допускается проводить приближенно, но при условии, что погрешность расчетов не составит больше 10%.

Расчет токов короткого замыкания я буду проводить в относительных единицах. Значения элементов схемы приближенно приведу к базисным условиям с учетом коэффициента трансформации силового трансформатора.

Цель — это проверить вводной автоматический выключатель А3144 с номинальным током 600 (А) на коммутационную способность. Для этого мне нужно определить ток трехфазного и двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии.

Пример расчета токов короткого замыкания

Принимаем за основную ступень напряжение 10,5 (кВ) и задаемся базисной мощностью энергосистемы:

Составляем расчетную схему электроснабжения.

На этой схеме указываем все элементы электрической цепи и их параметры. Также не забываем указать точку, в которой нам нужно найти ток короткого замыкания. На рисунке выше я ее забыл указать, поэтому объясню словами. Она находится сразу же после низковольтного кабеля СБГ (3х150) перед сборкой №10.

Затем составим схему замещения, заменив все элементы вышеприведенной схемы на активные и реактивные сопротивления.

При расчете периодической составляющей тока короткого замыкания допускается активное сопротивление кабельных и воздушных линий не учитывать. Для более точного расчета активное сопротивление на кабельных линиях я учту.

Зная, базисные мощности и напряжения, найдем базисные токи для каждой ступени трансформации:

Теперь нам нужно найти реактивное и активное сопротивление каждого элемента цепи в относительных единицах и вычислить общее эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. (выделена красной стрелкой).

Определим реактивное сопротивление эквивалентного источника (системы):

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

  • Хо — удельное индуктивное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим активное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

  • Rо — удельное активное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора 10/0,5 (кВ):

  • uк% — напряжение короткого замыкания трансформатора 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА), берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 27.6

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

  • Хо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

  • Rо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з.:

Найдем периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания:

Найдем периодическую составляющую тока двухфазного короткого замыкания:

Результаты расчета токов короткого замыкания

Итак, мы рассчитали ток двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии напряжением 500 (В). Он составляет 10,766 (кА).

Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.

Еще полученные значения трехфазного и двухфазного токов можно применить для выбора уставок релейной защиты и автоматики.

В этой статье я не выполнил расчет на ударный ток при к.з.

P.S. Вышеприведенный расчет был отправлен моему руководству. Для приближенного расчета он вполне сгодится. Конечно же низкую сторону можно было рассчитать более подробно, учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п. Об этом я как-нибудь напишу в другой раз.

Если Вам нужен более точный расчет, то можете воспользоваться специальными программами на ПК. Их в интернете множество.

79 комментариев к записи “Расчет токов короткого замыкания (пример)”

Благодарю полезная информация (вспомнил свою дипломку), думаю особенно для дипломников

Все конечно хорошо, но я почему-то всегда думал, что ток это вольты на омы, а не амперы на омы. Можете пояснить про размерность?

Извиняюсь, все правильно. Просто в числителе единицу не написали.

Иван, видите ли, данный расчет выполнен в относительных единицах. Поэтому искомые величины не имеют размерности, кроме окончательного значения тока, которое получено путем деления тока (кА) на безразмерную величину, что в итоге дает нам размерность (кА).

Вы сильно ошибаетесь в расчетах.
Расчетным режимом на стороне 0,4кВ является однофазное замыкание на землю. (Вы же конечно измеряли сопротивление петли фаза ноль)
Тогда расчет ведется по другой методике.
И по моим прикидкам ток кз будет состовлять

6200А Ни о какой селективности речи уже не идет. Так как коэфициент чуствительности должен быть не менее 1,2. А если по хорошему то 1,6

Сергей, Вы не правы. Во-первых низкая сторона 500 (В), во-вторых — изолированная нейтраль, в которой замыкание на землю не вызывает срабатывание аппарата защиты из-за малого тока замыкания на землю. В-третьих, расчет выполнен с приведением высокой стороны к низкой. Я же написал в конце, что можно было рассчитать и более подробно ток короткого на стороне 500 (В), учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п.

А расчет однофазного тока замыкания на землю в сетях 400 (В) с глухозаземленной нейтралью производится несколько иначе.

В таком случае соглашусь с вами. Не внимательно изучил материал. Просто по привычке посчитал что на низкой стороне обычная сеть 0,4кВ с глухозаземленной нейтралью. Для нее и вел расчет. Для изолированной нейтрали ваш расчет применим. Точность выкладок правда не просчитывал.

можно ли зделать Расчёт тока короткого замыкания не зная ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции №20 ? если да то как

Саша, все равно у Вас должны быть данные (см. проект) по мощности или току короткого замыкания питающей подстанции. Если данных все таки нет, то расчет производится с той подстанции, с которой запитана ПС-20, т.е. с энергосистемы, а там, поверьте, любые данные имеются и Вам их предоставят.

Какую анигу использовали для расчетов? напишите пожалуйста подробно

Евгений, я же в статье писал, что ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.

Я начинающий проектировщик, хотелось бы уточнить некоторые вопросы. В каких случаях при выборе сечения кабеля и вылючателей необходимо учитывать токи КЗ на низкой стороне ? И необходимо ли учитывать ток подпитки от двигателей или задвижек на низкой стороне. Вот пример, у меня есть КТП 6/0.4 на НН около 80 задвижек с номинальной мощностью от 0.85 — 1.2 кВт и разумеется к каждой задвижке свой выключатель на линии. Выбор сечения кабеля и выключателей проектировщик обосновал следующим «На НН сечение кабеля выбираем по току нагрузки + 5 — 10 %, выключатель выбираем по току нагрузки, отсечка должна быть немного большим пускового тока, и учитывать селективность по току КЗ, отключение мгновенно без выдержки», то есть ток КЗ он не закладывал в сечение провода, не учитывал ток подпитки и т п.
В каком случае нужно учитывать токи подпитки, и значение минимального и максимального КЗ при выборе сечения кабеля ?
И вообще необходимо ли их учитывать на НН ?

Здравствуйте, в первой формуле ошибка, нельзя брать корень из напряжения.

Изучайте электротехнику, Вы не правы.

Чему равен Iкз, каким образом нашли его числовое значение?? При определении реактивного сопротивления эквивалентного источника (системы)

Это ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции, берется он из проекта или у владельцев этой подстанции.

Доброго времени суток! Коллеги поделитесь расчетом токов КЗ для сети с глухозаземленной нейтралью.

Добрый день ! Уточните пожалуйста, откуда берется величина базисной мощности ?

Вроде все правильно,кроме одного!
В первой формуле ошибка,но ошибка в картинке,не в вычислениях,корень из под напряжения убрать.

Спасибо, Егор. Я и не заметил. Да, действительно, под корнем должна быть только 3, это видимо в редакторе формул корень протянулся на все выражение

Он составляет 10,766 (кА).
Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА).
С вашего позволения вопрос:
А 6кА-это максимальное значение? Почему тогда он должен отработать при КЗ в 10кА?
И еще. Для того, чтобы рассчитать КЗ в обычной квартирной розетке, надо знать ток КЗ на сборных шинах подстанции, питающей данный дом. Да?

Дмитрий, 6 (кА) — это уставка электромагнитного расцепителя. Электродинамическая стойкость при КЗ у автомата А3144 составляет 32-50 (кА), т.е. это предельный (максимальный) ток коммутации. Т.е. при коротком замыкании у сборки, ток КЗ в цепи будет составлять около 10,7 (кА) в точке К2, а это значит, что автомат должен надежно сработать и отключить поврежденный участок.

Смотрите так же:  Провода млтп

Для квартир можно тоже расчитать или воспользоваться специальным прибором для замера петли фаза-ноль, например, MZC-300. По своему опыту скажу, что для домов (квартир) вполне хватит автомата с электродинамической стойкостью 4,5 (кА), т.к. линии от ТП до жилого дома и от ВРУ до квартир достаточно длинные, они обладают большим активным сопротивлением, что приводит к снижению токов короткого замыкания до значений 0,5-1,5 (кА), а чаще и того меньше.

Во-первых, хочу вас поблалагодарить за ваши заметки. Они черезвычайно полезны.

Во-вторых, у меня есть вопрос, который вы частично раскрыли в последнем комментарии. У АВ пишут характеристику «отключающая способность» (Isc). Это, как теперь я понимаю, «электродинамическая стойкость». Связана ли она как-то с «уставкой элетромагнитного расцепителя»?

Корректно ли будет для подключения дачного домика от ВЛ поставить во вводном минищитке, который наверху и малодоступен, АВ D32 Isc=15кА. В щите после счётчика — АВ C32 Isc=10kA. Групповые автоматы обычные — класса B, С номиналом 6-20А.

Обеспечит ли это селективность и электробезопасность? Может быть, есть более оптимальный (дешёвый) вариант?

А если нет проекта с данными тока короткого замыкания на сборных шинах подстанции? Как быть? И еще вопрос — базисная мощность системы. К примеру есть две газопоршневых электростанции мощностью каждая 1 мВт, но работает одна с загрузко1 на 60% (600 кВт), а вторая в резерве. Мощность брать фактическую, т.е. 600 кВт?

Мощность берется полная одной электростанции,а не фактическая.

вот такой вопрос..
расчет значения ударного тока короткого замыкания на выходных шинах потребительской трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ

Здравствуйте!
Поясните подробнее момент с Sн=1 в определении реактивного сопротивления (Хт) двухобмоточного тр-ра — почему Sн=1?

Спасибо автору за такое прекрасное «пособие», где все разложено по полочкам. Выкладывайте побольше таких жизненных примеров. Очень полезно.
Спасибо!

Павел, спасибо за поддержку.

В формуле определения реактивного сопротивления трансформатора единица измерения базисной мощности берется в МВА, а значит и мощность трансформатора тоже нужно брать в такой же единице измерения. Мощность трансформатора составляет 1000 (кВА) или 1 (МВА), вот и подставляем в формулу 1.

Здравствуйте!
Решаю задачу по электроснабжению отрасли и запутался. Мне нужно проверить шины на термическую устойчивость. В учебниках и интернете в формулах для этой цели фигурирует значение Iп0 (начальное значение периодической составляющей тока к.з.), а у меня в задании даны такие токи: I»(3) и I∞(3). Там где знак бесконечности это устоявшийся ток, а там где двойные кавычки — непонятно. Как мне из этих двух токов рассчитать термическую стойкость?
Помогите пожалуйста.

Извиняюсь за ламерский вопрос, но в расчете Iб трансформатора там в сумме Амперы или килоАмперы?
И в данном примере — ВЛ-10 представляет собой, я так понимаю, линейную схему (т.е. от ПС до ТП)? А если врезаешься в существующую ВЛ-10? Как посчитать параметры ВЛ-10?

Здравствуйте! У меня важный вопрос,который возможно заинтересует многих здесь собравшихся — необходимо ли расчитывать короткие замыкания на стороне 0,4 кВ для выборов кабелей и проводов? ведь в ПУЭ п.1.4.2 не сказано,что расчет по кз должен вестись для этих целей. А значит и кабель не должен проверяться на термическую и электродинамическую стойкость

Здравствуйте. Из вашего опыта проектирования какое максимальное значение тока кз бывает в частном секторе, при условии что до подстанции идёт ВЛ голым алюминием 16кв мм, расстояние 500м-1км, имеет ли смыл для дома брать автоматы 6кА или же достаточно 4,5 кА?

2Викто
Исходя из моего опыта, КЗ для 0,4 не и тем более 220 V не считается, разве что «в нагрузку» к основному расчету . Посчитайте энергопотребление дома и поставьте автомат чуть больше.

Виктор, учитывая расстояние и сечение питающих проводов достаточно будет 4,5 (кА).

Для Виктор:
19.01.2015 в 03:00

При таких условиях нужно думать не о том, выдержит ли автоматический выключатель ток короткого замыкания, а о том, отключиться ли он?

Если учитывать только активное сопротивление провода, то при длине воздушной линии 500-1000 м

(500…1000) м * 0,027 Ом*кв.мм/м /16 кв.мм ≈ 0,8…1,7 Ом

При однофазном коротком замыкании ток течёт и по фазному и по нулевому проводам, поэтому сопротивление петли фаза-нуль

Без учёта сопротивления системы и индуктивного сопротивления проводов ВЛ установившийся ток короткого замыкания составит

240 В / (1,6…3,4) Ом ≈ 70…150 А

Для обеспечения требований безопасности при косвенном прикосновении, ток срабатывания мгновенного расцепителя должен быть меньше минимального значения тока короткого замыкания. Получается, что автоматический выключатель с характеристикой «С» без отбора по току отсечки может быть номинальным током не более 6 А. При номинальном токе 10 А требуется отбор по току отсечки менее 70 А. Автоматический выключатель с характеристикой «В» может быть соответственно до 13 А без отбора или 16 А с отбором по току отсечки.
Для определения допустимых номиналов автоматических выключателей нужно вызывать электролабораторию для измерения фактического значения сопротивления петли фаза-ноль. Если с лабораторией проблемы, хотя бы грубо оценить сопротивление петли фаза-ноль по падению напряжения на нагрузке. Нужен вольтметр и токоизмерительные клещи. Отключить нагрузки, особенно неожиданно включающиеся, типа холодильника. Измерить в розетке напряжение холостого хода Uхх. Включить активную нагрузку с мощностью, не превышающей допустимую по договору с энергоснабжающей организацией. Чем больше ток нагрузки, тем точнее измерение. Измерить ток нагрузки Iн и напряжение в розетке под нагрузкой Uн. Повторить измерения Uхх и Uн несколько раз, потому что у соседей нагрузка тоже не постоянная. Сопротивление петли фаза-ноль Z=(Uхх-Uн)/Iн. Но это очень грубая оценка.

Авы можете написать как рассчитать мощность короткого замыкания. у меня на ВЛ было КЗ известны — напряжение, сила тока. замыкание межфазное. ток в этик фазах разный. как рассчитать мощность получившейся потери?

Здравствуйте!
Вы сможете пожалуйста рассчитать токи короткого замыкания 9-ти этажного многоквартирного жилого дома буду вам очень благодарен!

Здравствуйте! У меня вопрос. Когда вы находили в первой формуле базисные токи у вас базисная мощность дана в МВА, тогда и напряжение должно было быть в мегавольтах, значит базисный ток должен быть в мега амперах. Мощность базисная сети у вас равна 100МВА а это значит 100000кВА. Тогда и токи базисные будут больше 5500кА.

Скажите пожалуйста на какой подстанции произошел етот случай, нужно для магистерскои работы, спасибо.

Александр, диспетчерское наименование подстанции сказать Вам я не могу по причине политики по распространению информации о предприятии.

если в первой формуле корень взяли из напряжения, то значения получатся другие. все сокращается и получится А а не кА.

Пожалуйста,если Вам не трудно, помогите решить задачу. Определите ударный ток короткого замыкания, если ток короткого замыкания на шинах тяговой подстанции составляет 8600 А, а напряжение составляет 6000В. ( очень нужно решение этой задачи, а то меня отчислят) ПОЖАЛУЙСТА.

Уважаемый автор. Не могли бы вы поделится ссылкой на книгу. В тех что в есть в интернете, нету табл. 61.11 c сопротивлением проводов и кабелей.

Этот расчёт токов КЗ не по РД 153-34.0-20.527-98 и даже не по gost_28249-93_(2003) это что-то из ряда альтернативных инноваций автора.

Не подскажите, какую программу(хорошую) можно использовать для расчета тока КЗ ?

Ярослав, так сразу и не подскажу. Есть у меня в арсенале пару простеньких программ, но в основном я все стараюсь просчитывать в ручную. Поищите в Интернете, там есть множество программ.

Здравствуйте вы пишете:
Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.

Я так понимаю автомат отработал в результате КЗ тогда из-за чего произошел пожар? Если автомат корректно отключился в результате КЗ то кабель не мог являться причиной пожара (в 80% случаев). А если КЗ произошло в результате пожара то какие вопросы к автомату у руководства? )))

День добрый, коллеги

Относительно данного примера хотел уточнить кое что согласно ПУЭ пункт 1.7.104. Как обеспечить сопртивление заземляющего устройство ? как посчитать сопротивление прикосновение и полный ток кз на землю, чтобы подобрать Rзаземлителя. Может есть примеры или расчеты, дайте пожалуйста ссылку именно в сетях с IT на напряжение 0.6кВ.

День добрый!
Объясните пожалуйста почему в формуле Хк1 и Rк1 значения Х0 и R0 разные, а называются одинаково «удельное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)»
Кабель тот же, кол-во жил и сечение то же, номер таблицы справочника тот же (скачал справочник, но в ней почему то нет этой таблицы)… не понимаю.

Михаил, Rо и Хо — это активное и реактивное удельные сопротивления кабеля, соответственно. Просто в описании я не совсем подробно их расшифровал, но тем не менее это понятно, т.к. речь сначала идет про расчет реактивного сопротивления кабельной линии, а затем активного. Эти значения не одинаковые и находятся по различным справочникам. В качестве одного из примера я указал справочник А.А.Федорова. У Федорова несколько томов, может Вы не тот том смотрели?!

Похожие статьи:

  • Провода 0 ga Обзор силового кабеля Ural 0Ga В данном видео о товарах из нашего интернет-магазина Силовой кабель URAL (Урал) PC-DB00GA BLACK (сечение 67,4мм2) Сечение проводника: 00GA (67,4мм2) Силовой кабель URAL (Урал) PC-DB00GA RED (сечение […]
  • Измеритель длины провода сип Измеритель длины провода сип Служит для измерения длины кабеля (провода, троса) диаметром от 1 до 20 мм. Применение и основные особенности: Измеритель длины кабеля (счетчик кабеля) ИДК-20 предназначен для точного измерения длины […]
  • Как считается длина провода Расчет длины кабеля для прокладки электропроводки Перед проведением монтажа проводки вам необходимо провести правильный расчет длины кабеля. Провести правильный расчет можно с помощью двух способов. В первом способе вам потребуется […]
  • Установка розеток в квартире самому Правильная установка розеток Чтобы понять процесс установки розеток и выключателей, не обязательно быть электриком. Необходимо знать простые правила и этапы работы, сформулированные в этой статье. Важно знать до начала работ Условия […]
  • Вес провода ас-600 Провод АС 600/72 Ответ на заявку в течение 30 минут Бесплатная доставка Конструкция провода марки АС 600/72 включает в себя сердечник выполненный из стали, а так же жилу алюминиевую. При этом в состав сердечника входит одна или […]
  • Сечение провода по квартире Провода для электропроводки в квартире На современном рынке строительных и ремонтных материалов существует так много разновидностей и марок проводов, что в вопросе, какие провода для электропроводки лучше выбрать, часто путаются даже […]