Prora čun r ežima kratkog spoja

Posmatra se strujni krug A_05 ( ianalogno A_06) koji služe za napajanje motora snage 90 kW. Prema projektu je za zaštitu kabla predviđen prekidač TMD Schneider, nazivne struje 250 A podešen na I 0=8 ∙ I n , tj. trenutni isklop će se desiti za struju veću od 2kA.

Zbog teškoća oko nabavke prekidača Schneider je ponudio zamjenu sa rastavljačem sa NV osiguračima. Potrebno je prekontrolisati uslove prekidanja strujnog kruga u slučaju kratkog spoja, kao i ponašanje opreme u kratkom spoju, s obzirom da se dio opreme nalazi u Ex zoni 1.

Prema propisima za Ex zonu 1 uređaj za zaštitu, pri pojavi kratkog spoja, mora prekinuti strujni kruga za ne više od 100 ms.

Napajanje RO je izvedeno iz TS 6/0.4 kV 400 kVA, kablom 4x(2x185mm2 ) , dužine cca 5 m, a predmetni motor se napaja kablom presjeka 4x95 mm2 dužine cca 120 metara. Na slici je prikazana jednopolna šema napojnih kablova:

Ukupna impedansa petlje kvara, na najnepovoljnijem mjestu, na ulazu u motor iznosi:

Zu=2∙ (Z¿¿T+Z1+Z2)=2∙ [(1.8+0.33+29.7 )+ j (10+0.41+9.72 )]mΩ¿

Zu=(63.66+ j 40.26 )mΩ

Z=75.32mΩ

pa je struja kratkog spoja:

I ks=0.8 ∙UZ

I ks≈2.45kA

TS 6/0.4 400 kVA

l=5

A=2x185 mm2 R1 = 0.33 mΩX1 = 0.41

A= 95 mm2 R2 = 29.7 mΩX2 = 9.72

l=12GR TSPR90 kW

RT = 1.8 mΩXT = 10

M

Na slici je prikazana karakteristika osigurača, prema Ecodial 3.3 – Schneider:

Sa slike se vidi da je za prekidanje strjnog kruga za 0.1 s potrebno da struja bude najmanje 2 kA. Kako je na posmatranom strujnom krugu struja kratkog spoja oko 2.45kA smatram da su ispunjeni uslovi zaštite.

Međutim, sa stanovišta zaštite od požara bitna je temperatura na koju će se zagrijati kablovi, pa odredimo računski temperaturu kablova pri kratkom spoju:

snaga gubitaka Pj je:

PJ=R⋅I2=ρ⋅l

S⋅I 2

Oslobođena energija je:Q=m⋅c⋅Δθ=γ⋅l⋅S⋅c⋅Δθ

Proces se u prvoj aproksimaciji može tretirati kao adijabatski, obzirom na vrlo kratko vrijeme trajanja kratkog spoja razmjena energije sa okolinom je zanemarljivo mala, pa tada važi:

PJ⋅t=Q , ili

Δθ= ρ⋅I2⋅t

γ⋅c⋅S2 .

pri čemu je γCu=8960

kg

m3 ,ρCu=18⋅10−9Ωm a

cCu=390Jkg⋅K .

pa je

Δθ=5 .15⋅( IS )2

⋅t

Ukoliko kroz kabal ima n provodnika kroz koji teče struja onda je i povišenje temperature n-puta veće.Iz poslednje jednačine može se izračunati porast temperature provodnika 100 ms poslije kratkog spoja pri slučaju zemljospoja i međufaznog kratkog spoja.

∆θ1=0.4

∆θ2=0.6

Vidi se da je povećanje temperature zanemarivo. Takav rezultat je očekivan s obzirom na kratko vrijeme trajanja kratkog spoja, kao i na relativno veliki presjek.