Определяне на напречното сечение на неутралния проводник

Материал от Ръководството за електрическа инсталация

Напречно сечение на проводниците и тяхната защита
- Методология и дефиниции
- Принципи на защита от свръхток
- Практически последици за защитна верига
- Местоположение на защитните устройства
- Паралелна жична връзка
Практически метод за определяне на най-малкия допустим размер на проводника във верига
- Общи принципи за определяне на напречното сечение на кабелите
- Препоръчителен опростен метод за оразмеряване на кабели
- Шини
Изчисляване на загубите на напрежение
- Максимална загуба на напрежение
- Изчисляване на загубата на напрежение при постоянен товар
Ток на късо съединение
- Ток на късо съединение на клемите на вторичната намотка на понижаващия разпределителен трансформатор
- Трифазен ток на късо съединение (Isc) във всяка точка на настройката за ниско напрежение
- Текущ Isc в края на реда срещу Isc в началото
- Ток на късо съединение, подаван от алтернатор или инвертор
Специални случаи на ток на късо съединение
- Изчисляване на минималните стойности на тока на късо съединение
- Проверка на кабелите за отопление от токове на късо съединение
Нулев защитен проводник (PE)
- Схема на свързване и избор на защитен проводник
- Избор на напречното сечение на защитния проводник
- Защитен проводник между понижаващ трансформатор и главно разпределително табло
- Еквипотенциален проводник
Неутрален проводник
- Определяне на напречното сечение на неутралния проводник
- Защита на неутрален проводник
- Прекъсване на нулевия проводник
- Изолация на неутралния проводник
Пример за изчисление на кабела

Съдържание

Влияние на типа заземителна система

TT, TN-S и IT вериги

Еднофазни вериги с напречно сечение на проводника по-малко от 16 mm 2 (мед) и 25 mm 2 (алуминий): напречното сечение на неутралния проводник трябва да бъде равно на напречното сечение на фазата.
Трифазни вериги с напречно сечение> 16 mm 2 (мед) или 25 mm 2 (алуминий): може да се избере напречното сечение на неутралния проводник:

- равна на сечението на фазовите проводници;
- по-малко, при условие че:
• токът, който се очаква да протича през неутралата при нормални условия, е по-малък от допустимия Iz. Трябва да се вземе предвид влиянието на хармониците, кратни на три [1];
• нулевият проводник трябва да бъде защитен срещу късо съединение в съответствие с подраздел Защита на неутралния проводник;
• напречното сечение на нулевия проводник е най-малко 16 mm 2 (мед) или 25 mm 2 (алуминий).

На теория се прилагат същите условия, както е описано по-горе, но на практика нулевият проводник никога не трябва да е отворен, тъй като действа като заземен и неутрален проводник (вж. Фигура G60, колона „Напречно сечение на проводника PEN“).

По принцип не се препоръчва да се разпределя неутрален проводник, т.е.за предпочита се трифазна трипроводна верига. Когато се изисква трифазна четирипроводна инсталация, се прилагат условията, описани по-горе за CT и TN-S вериги.

Влияние на течения от висши хармоници

Влияние на хармоници от трети ред и множители от тях

Хармоничните токове се генерират от нелинейни товари, свързани към електрическа инсталация (компютри, флуоресцентни лампи, токоизправители, електронни прекъсвачи на товара) и могат да причинят големи токове в неутралния проводник. В трифазните инсталации те са склонни да обобщават неутрални, особено хармоници и кратни от трети ред, тъй като

основните токове са извън фаза с 2π/3, така че тяхната сума е нула;
от друга страна, хармониците от третия ред на трите фази винаги са позиционирани по един и същи начин по отношение на техните основни токове и са във фаза помежду си (вж. фиг. G65a)

Фигура: G65a: Хармониците от трети ред са във фаза и се сумират в неутрално

На фиг. G65b показана е стойността на коефициента на натоварване на нулевия проводник, в зависимост от наличието на третата хармоника.

На практика максималната стойност на коефициента на натоварване не може да надвишава .

Фигура: G65b: Натоварване на нулевия проводник в зависимост от наличието на третата хармоника

Редукционни коефициенти за хармонични токове в 4-жилни и 5-жилни кабели, където 4 ядра носят ток

Основните изчисления на кабелите се прилагат само за кабели с три проводника под напрежение, тоест в нулевия проводник няма ток. Поради третия хармоничен ток в неутралния проводник се генерира ток. В резултат на това такъв ток в неутралния проводник създава допълнително нагряване за трифазните проводници и съответно е необходимо да се приложи редукционен коефициент при изчисляване на фазовите проводници (вж. фиг. G66).

Редукционните коефициенти, използвани за изчисляване на текущата носеща способност на кабел с три живи проводника, дават честотната лента на кабел с четири живи проводника, където токът в четвъртия проводник се дължи на хармоници. Редукционните коефициенти вземат предвид и нагряването на проводниците поради по-високите хармонични токове.

Когато се очаква неутралният ток да бъде по-висок от фазовия ток, размерът на кабела трябва да бъде избран въз основа на неутралния ток.
Когато напречното сечение на кабелните проводници е избрано за тока в неутралата, който е само малко по-висок от фазовия ток, е необходимо да се намали стойността на токоносимостта на трифазните проводници.
Ако неутралният ток е повече от 135% от фазовия ток и размерът на кабела е избран въз основа на неутралния ток, тогава трифазните проводници няма да носят пълното натоварване. Намаляването на топлината, генерирана от фазовите проводници, намалява топлината, генерирана от неутралния проводник, до такава степен, че не е необходимо да се прилага редукционен коефициент на текущата носеща способност за трите натоварени проводника.