અર્થિંગ ગણતરી - વિદ્યુત સાધનોના રક્ષણાત્મક અર્થિંગની ગણતરી માટે પદ્ધતિ અને સૂત્રો

શૂન્યની ગણતરીનો હેતુ તે શરતોને નિર્ધારિત કરવાનો છે કે જેના હેઠળ તે તેના સોંપેલ કાર્યોને વિશ્વસનીય રીતે કરે છે - ક્ષતિગ્રસ્ત ઇન્સ્ટોલેશનને નેટવર્કમાંથી ઝડપથી ડિસ્કનેક્ટ કરે છે અને તે જ સમયે કટોકટીના સમયગાળા દરમિયાન શૂન્ય કેસને સ્પર્શ કરતી વ્યક્તિની સલામતીની ખાતરી કરે છે. આ મુજબ રક્ષણાત્મક અર્થિંગ જ્યારે તબક્કો જમીનથી ટૂંકો હોય (તટસ્થ અર્થિંગની ગણતરી) અને કેસની (તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકની પુનઃ-અર્થિંગની ગણતરી) ત્યારે બ્રેકિંગ ક્ષમતા તેમજ કેસની સ્પર્શ સલામતી પર આધાર રાખો.

a) વિક્ષેપ ગણતરી

જ્યારે એક તબક્કો ન્યુટ્રલ કેસમાં બંધ હોય, ત્યારે વિદ્યુત સ્થાપન આપોઆપ ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય છે જો સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાનનું મૂલ્ય (એટલે ​​કે તબક્કા અને તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહક વચ્ચે) અને K, A, સ્થિતિને સંતોષે છે.

જ્યાં k — રેટ કરેલ વર્તમાન Azn A ના ગુણાકારનું પરિબળ, ફ્યુઝ અથવા બ્રેકરનું વર્તમાન સેટિંગ, A. (ફ્યુઝનો રેટ કરેલ વર્તમાન એ વર્તમાન છે, જેનું મૂલ્ય સીધું ઇન્સર્ટ પર દર્શાવેલ છે (સ્ટેમ્પ્ડ) ઉત્પાદક.ઉત્પાદક દ્વારા નિર્ધારિત તાપમાન ઉપર ગરમી)

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના રક્ષણના પ્રકારને આધારે k મૂલ્યનો ગુણાંક સ્વીકારવામાં આવે છે. જો સંરક્ષણ સર્કિટ બ્રેકર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે જેમાં ફક્ત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકાશન (વિક્ષેપ) હોય છે, એટલે કે, સમય વિલંબ વિના ટ્રિગર થાય છે, તો k એ 1.25-1.4 રેન્જમાં સ્વીકારવામાં આવે છે.

જો ઇન્સ્ટોલેશન ફ્યુઝ દ્વારા સુરક્ષિત છે, તો તેનો બર્નિંગ સમય વર્તમાન પર આધાર રાખે છે, જેમ કે જાણીતું છે (વધતા પ્રવાહ સાથે ઘટે છે), તો શટડાઉનને ઝડપી બનાવવા માટે, લો

જો ઇન્સ્ટોલેશન સર્કિટ બ્રેકર દ્વારા સંરક્ષિત હોય, જેમાં ફ્યુઝની જેમ વિપરીત વર્તમાન-આશ્રિત લાક્ષણિકતા હોય, તો પણ

અર્થ AND K એ નેટવર્ક Uf ના તબક્કાના વોલ્ટેજ અને સર્કિટ પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે, જેમાં ટ્રાન્સફોર્મર zt, ફેઝ વાયર zf, તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકzns, લૂપ (લૂપ) ના તબક્કા વાહકનો બાહ્ય પ્રેરક પ્રતિકાર — શૂન્ય રક્ષણાત્મક વાહક (તબક્કો -શૂન્ય લૂપ્સ) хn, તેમજ વર્તમાન સ્ત્રોત (ટ્રાન્સફોર્મર) ro અને ના વિન્ડિંગ્સના તટસ્થ ગ્રાઉન્ડિંગના સક્રિય પ્રતિકારથી તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહક rn (ફિગ. 1, a) નું ફરીથી ગ્રાઉન્ડિંગ.

અન્ય સર્કિટ રેઝિસ્ટન્સની સરખામણીમાં ro અને rn, નિયમ તરીકે મોટા હોવાથી, તેમના દ્વારા રચાયેલી સમાંતર શાખાને અવગણવી શક્ય છે. પછી ગણતરી યોજનાને સરળ બનાવવામાં આવશે (ફિગ. 1, b), અને શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન AND K, A, જટિલ સ્વરૂપમાં અભિવ્યક્તિ હશે.

અથવા

જ્યાં Uf એ નેટવર્કનું ફેઝ વોલ્ટેજ છે, V;

zt — ત્રણ તબક્કાના વર્તમાન સ્ત્રોત (ટ્રાન્સફોર્મર), ઓહ્મના વિન્ડિંગ્સના અવબાધનું સંકુલ;

zf — તબક્કા વાહકનું અવબાધ સંકુલ, ઓહ્મ;

znz — શૂન્ય રક્ષણાત્મક વાહકના અવબાધનું સંકુલ, ઓહ્મ;

તબક્કા અને તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકનો આરએફ અને આરએનએસ સક્રિય પ્રતિકાર, ઓહ્મ;

Xf અને Xnz — તબક્કાના આંતરિક પ્રેરક પ્રતિકાર અને તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહક, ઓહ્મ;

— લૂપ અવબાધનો જટિલ તબક્કો — શૂન્ય, ઓહ્મ.

ચોખા. 1. ક્ષમતા વિક્ષેપ માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન નેટવર્કમાં નિષ્ક્રિયકરણની ગણતરી કરેલ યોજના: a — સંપૂર્ણ, b, c — સરળ

રીસેટની ગણતરી કરતી વખતે, શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન A ના વાસ્તવિક મૂલ્ય (મોડ્યુલ) ની ગણતરી કરવા માટે અંદાજિત સૂત્રનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી છે, જેમાં ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રતિકારના મોડ્યુલો અને લૂપના તબક્કા શૂન્ય zt અને zn છે. ઓહ્મ, અંકગણિત ઉમેરો:

આ સૂત્રની કેટલીક અચોક્કસતાઓ (લગભગ 5%) સલામતીની જરૂરિયાતોને મજબૂત બનાવે છે અને તેથી તેને સ્વીકાર્ય ગણવામાં આવે છે.

લૂપ ઈમ્પીડેન્સ તબક્કો — વાસ્તવિક સ્વરૂપમાં શૂન્ય (મોડ્યુલ) છે, ઓહ્મ,

ગણતરી સૂત્ર આના જેવો દેખાય છે:

અહીં, માત્ર તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકના પ્રતિકાર અને અજ્ઞાત છે, જે સમાન સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને યોગ્ય ગણતરીઓ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. જો કે, આ ગણતરીઓ સામાન્ય રીતે હાથ ધરવામાં આવતી નથી, કારણ કે તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકનો ક્રોસ-સેક્શન અને તેની સામગ્રી અગાઉથી એ શરતથી લેવામાં આવે છે કે તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકની અભેદ્યતા તબક્કા વાહકની પરવાનગીના ઓછામાં ઓછા 50% છે. , એટલે કે

અથવા

આ સ્થિતિ PUE દ્વારા એવી ધારણા હેઠળ સ્થાપિત કરવામાં આવી છે કે આવી વાહકતા માટે Azk પાસે આવશ્યક મૂલ્ય હશે

બિન-ઇન્સ્યુલેટેડ અથવા ઇન્સ્યુલેટેડ વાયરનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે જેમ કે શૂન્ય PUE રક્ષણાત્મક વાયર, તેમજ ઇમારતોના વિવિધ મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ, ક્રેન ટ્રેક્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરિંગ માટે સ્ટીલ પાઇપ, પાઇપલાઇન્સ વગેરે.એક સાથે તટસ્થ કાર્યકારી વાહક અને રક્ષણાત્મક તટસ્થ વાહક તરીકે ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, તટસ્થ કાર્યકારી વાયરમાં પૂરતી વાહકતા હોવી જોઈએ (ફેઝ વાયરની ઓછામાં ઓછી 50% વાહકતા) અને તેમાં ફ્યુઝ અને સ્વિચ ન હોવા જોઈએ.

તેથી, બ્રેકિંગ ક્ષમતાને ફરીથી સેટ કરવાની ગણતરી એ તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહકની વાહકતાની પસંદગીની ચોકસાઈની ગણતરીની તપાસ છે, અથવા લૂપની વાહકતાની પર્યાપ્તતાના બદલે, તબક્કો શૂન્ય છે.

અર્થ zT, ઓહ્મ, ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિ, તેના વિન્ડિંગ્સની વોલ્ટેજ અને કનેક્શન યોજના તેમજ ટ્રાન્સફોર્મરની ડિઝાઇન પર આધારિત છે. રીસેટની ગણતરી કરતી વખતે, zm મૂલ્ય કોષ્ટકોમાંથી લેવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, કોષ્ટક 1).

બિન-ફેરસ ધાતુઓ (તાંબુ, એલ્યુમિનિયમ) ના વાહક માટેના મૂલ્યો Rf અને Rnz, Ohm જાણીતા ડેટા અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે: ક્રોસ-સેક્શન c, mm2, લંબાઈ l, m, અને વાહકની સામગ્રી ρ.. આ કિસ્સામાં, જરૂરી પ્રતિકાર

જ્યાં ρ- વાહકનો ચોક્કસ પ્રતિકાર, કોપર માટે 0.018 અને એલ્યુમિનિયમ માટે 0.028 Ohmm2/m જેટલો છે.

કોષ્ટક 1. ગણતરી કરેલ અવરોધો zt, ઓહ્મ, તેલથી ભરેલા થ્રી-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સના વિન્ડિંગ્સના અંદાજિત મૂલ્યો

ટ્રાન્સફોર્મર પાવર, kV A ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ્સનું રેટેડ વોલ્ટેજ, kV zt, ઓહ્મ, વિન્ડિંગ કનેક્શન ડાયાગ્રામ સાથે Y / Yн D / Un U / ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63-10 1.949 0.562 631363.
20-35 1,136 0,407 100 6-10 0,799 0,226
20-35 0,764 0,327 160 6-10 0,487 0,141
20-35 0,478 0,203 250 6-10 0,312 0,090
20-35 0,305 0,130 400 6-10 0,195 0,056
20-35 0,191 — 630 6-10 0,129 0,042
20-35 0,121 — 1000 6-10 0,081 0.027
20-35 0,077 0,032 1600 6-10 0,054 0,017
20-35 0,051 0,020

નૉૅધ. આ કોષ્ટકો નીચા વોલ્ટેજ 400/230 V ના વિન્ડિંગ્સવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સનો સંદર્ભ આપે છે. નીચલા વોલ્ટેજ 230/127 V પર, કોષ્ટકમાં આપેલ પ્રતિકાર મૂલ્યો 3 ગણા ઓછા હોવા જોઈએ.

જો તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહક સ્ટીલ છે, તો તેનો સક્રિય પ્રતિકાર કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ટેબલ. 2, જે 50 Hz ની આવર્તન સાથે વિવિધ વર્તમાન ઘનતા પર વિવિધ સ્ટીલ વાયરના 1 km (rω, Ohm / km) ના પ્રતિકાર મૂલ્યો દર્શાવે છે.

આ કરવા માટે, તમારે વાયરની પ્રોફાઇલ અને ક્રોસ-સેક્શન સેટ કરવાની જરૂર છે, તેમજ તેની લંબાઈ અને શૉર્ટ-સર્કિટ કરંટ I K ની અપેક્ષિત કિંમત જાણવાની જરૂર છે જે કટોકટીના સમયગાળા દરમિયાન આ વાયરમાંથી પસાર થશે. વાયરના ક્રોસ-સેક્શનને સમાયોજિત કરવામાં આવે છે જેથી તેમાં શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન ઘનતા આશરે 0.5-2.0 A / mm2 હોય.

કોષ્ટક 2. વૈકલ્પિક પ્રવાહ (50 હર્ટ્ઝ), ઓહ્મ / કિમી પર સ્ટીલ વાયરના સક્રિય rω અને આંતરિક પ્રેરક xω પ્રતિકાર

વિભાગના પરિમાણો અથવા વ્યાસ, mm વિભાગ, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω વાહકમાં અપેક્ષિત વર્તમાન ઘનતા પર, A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 લંબચોરસ સ્ટ્રીપ 20.4842520.4325. 3.48 2.09 2.97 1.78 30 x 4 120 3.66 2.20 2.91 1.75 2.38 1.43 2.04 1.22 30 x 5 150 3.38 2.03 2.56 1.54 2.08 1.25 — — 40 x 4.261.461. 81 1.09 1.54 0, 92 50 x 4 200 2.28 1.37 1.79 1.07 1.45 0.87 1.24 0.74 50 x 5 250 2.10 1.26 1.60 0.96 1.28 0, 77 — — 60 x 5 300 1.77 1.06 1.34 0.8 1.08 0.65 — — રાઉન્ડ વાયર 5 19.63 0.741 17.41, 7.412 45 10.7 6.4 6 28.27 13.7 8.20 11.2 6.70 9.4 5.65 8.0 4.8 8 50.27 9.60 5.75 7.5 4, 50 6.4 3.84 5.3 3.2 10 78.54 7.20 4.32 5.4 3.24 4.2 2.52 — — 12 113.1 5.60.40 ——12 113.1 5.60.40. 9 4.55 2.73 3.2 1.92 — — — — 16 201.1 3.72 2.23 2.7 1.60 — — — -

કોપર અને એલ્યુમિનિયમ વાહક માટે Xph મૂલ્યો અને Khnz પ્રમાણમાં નાના છે (લગભગ 0.0156 ઓહ્મ / કિમી), તેથી તેમની અવગણના કરી શકાય છે. સ્ટીલ વાહક માટે, આંતરિક પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓ પૂરતી મોટી છે અને કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે કોષ્ટક. 2. આ કિસ્સામાં, વાયરની પ્રોફાઇલ અને ક્રોસ-સેક્શન, તેની લંબાઈ અને વર્તમાનનું અપેક્ષિત મૂલ્ય જાણવું પણ જરૂરી છે.

Xn, ઓહ્મનું મૂલ્ય સમાન વ્યાસ d, m, ગોળાકાર વાયર સાથેની બે-વાયર લાઇનના પ્રેરક પ્રતિકાર માટે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના સૈદ્ધાંતિક પાયામાંથી જાણીતા સૂત્ર અનુસાર નક્કી કરી શકાય છે.

જ્યાં ω — કોણીય વેગ, rad/s; L — રેખીય ઇન્ડક્ટન્સ, H; μr — માધ્યમની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા; μo = 4π x 10 -7 — ચુંબકીય સ્થિરાંક, H/m; l — રેખા લંબાઈ, m; e — રેખાના વાહક વચ્ચેનું અંતર, m.

વર્તમાન આવર્તન f = 50 Hz (ω=314 glad / and) પર હવામાં મૂકેલી 1 કિમી રેખા માટે (μr = 1), સૂત્ર ફોર્મ લે છે, ઓહ્મ/કિમી,

આ સમીકરણ પરથી જોઈ શકાય છે કે બાહ્ય પ્રેરક પ્રતિકાર વાયર d અને તેમના વ્યાસ d વચ્ચેના અંતર પર આધાર રાખે છે... જો કે, d નજીવી મર્યાદામાં બદલાતો હોવાથી, તેનો પ્રભાવ પણ નજીવો છે અને તેથી Xn, મુખ્યત્વે d પર આધાર રાખે છે ( અંતર સાથે પ્રતિકાર વધે છે). તેથી, લૂપના બાહ્ય પ્રેરક પ્રતિકારને ઘટાડવા માટે, તબક્કો શૂન્ય છે, તટસ્થ રક્ષણાત્મક વાહક તબક્કાના વાહક સાથે અથવા તેમની નજીકમાં એકસાથે નાખવા જોઈએ.

e ના નાના મૂલ્યો માટે, કંડક્ટર e ના વ્યાસ સાથે સુસંગત હોય છે, એટલે કે જ્યારે તબક્કો અને તટસ્થ વાહક એકબીજાની નજીક સ્થિત હોય છે, ત્યારે પ્રતિકાર Xn નજીવો હોય છે (0.1 ઓહ્મ / કિમી કરતાં વધુ નહીં) અને અવગણના કરી શકાય છે.

વ્યાવહારિક ગણતરીઓમાં, તેઓ સામાન્ય રીતે Xn = 0.6 ઓહ્મ/કિમી ધારે છે, જે 70 - 100 સે.મી.ના વાહક વચ્ચેના અંતરને અનુરૂપ છે (લગભગ આવા અંતર તટસ્થ વાહકથી સૌથી દૂરના તબક્કાના વાહક સુધીની ઓવરહેડ પાવર લાઇન પર હોય છે).