Калькулятор тока короткого замыкания
Ток однофазного КЗ Iк = Uф / (Zт/3 + Zп), где Zт/3 — сопротивление трансформатора, Zп — петли фаза–ноль до точки замыкания. Автомат отключит КЗ мгновенно, если Iк не меньше 5·In для характеристики B, 10·In для C, 20·In для D.
Пример: ТП 250 кВА, ввод алюминием 16 мм² 100 м, линия медью 2,5 мм² 25 м: Iк ≈ 186 А. Автомат C16 нужно 160 А — отключит.
Мощность и схему трансформатора сообщает сетевая компания, они есть в техусловиях. Если известен замер петли фаза–ноль на вводе, выберите «Сопротивление сети» — это точнее.
1. Ввод от опоры
2. Групповая линия — после автомата
Автомат стоит в начале последнего участка: проверяется, отключит ли он замыкание в его конце — в самой дальней розетке или у дальнего электроприёмника.
ГОСТ 28249-93, п. 2.4.2 — для проверки срабатывания защиты. Контакты — 1 мОм на аппарат и 0,1 мОм на соединение (ГОСТ 28249-93, п. 2.6).
Iк = Uф / (Zт(1)/3 + Zп) = 230 / 1,2353 = 186 А.
Расчёт — проверка проектного решения, не замена замеру петли фаза–ноль. Нужен инструмент для проектировщиков или электролаборатории — с вашими кабелями и автоматами? Сделаю.
Методика
Однофазное КЗ. Iк = Uф / (Zт(1)/3 + Zп) — упрощённая формула для мощной питающей сети (Кабышев А. В., ф. 2.75). Сопротивления складываются арифметически, поэтому ток получается чуть меньше точного по ГОСТ 28249-93 — с запасом для проверки защиты.
Петля фаза–ноль. Активное сопротивление жил — по ГОСТ 22483-2021 при 20 °C, с поправкой на нагрев (при проверке защиты — ×1,5, ГОСТ 28249-93, п. 2.4.2), индуктивное — средние значения 0,15–0,6 Ом/км по способу прокладки, плюс контакты.
Проверка автомата. Ток КЗ должен быть не меньше верхней границы зоны мгновенного расцепления: B — 5·In, C — 10·In, D — 20·In (ГОСТ IEC 60898-1-2020). Тогда автомат отключит замыкание быстрее 0,4 с при 230 В (ПУЭ, п. 1.7.79, табл. 1.7.1). Наибольший ток у автомата должен быть меньше его отключающей способности.
При замыкании фазы на корпус или на ноль в конце длинной линии ток ограничен сопротивлением трансформатора и проводов. Если он окажется меньше тока мгновенного срабатывания автомата, автомат будет отключать замыкание секунды и даже минуты — корпус всё это время под напряжением, кабель греется. Поэтому ПУЭ требует проверять, что защита отключит КЗ за 0,4 с при 230 В (п. 1.7.79). Калькулятор считает ток однофазного КЗ в конце линии, проверяет автомат, находит предельную длину линии и проверяет отключающую способность.
Формула
Iк(1) = Uф / (Zт(1)/3 + Zп). Это упрощённый метод для мощной питающей сети: сопротивления трансформатора и петли складываются арифметически, поэтому ток получается чуть меньше точного по ГОСТ 28249-93 — с запасом для проверки защиты. РД 153-34.0-20.527-98 допускает упрощённые методы с погрешностью до 10 %.
- Zт(1)/3 — сопротивление трансформатора однофазному КЗ. У трансформатора со схемой Д/Yн оно в 3–4 раза меньше, чем у Y/Yн той же мощности: 250 кВА — 0,03 и 0,104 Ом.
- Zп — петля фаза–ноль: активное сопротивление фазной и нулевой жил по ГОСТ 22483-2021, индуктивное — 0,15 Ом/км для кабеля и 0,6 Ом/км для воздушной линии голым проводом, плюс контакты.
- Нагрев. При проверке защиты сопротивление жил берут в 1,5 раза больше, чем при 20 °C: ток КЗ нагревает кабель (ГОСТ 28249-93, п. 2.4.2).
Пример
| Участок | R, Ом | X, Ом |
|---|---|---|
| Ввод: алюминий 16 мм², 100 м, нагрев ×1,5 | (1,91 + 1,91) × 0,1 × 1,5 = 0,573 | 0,15 × 0,1 = 0,015 |
| Линия: медь 2,5 мм², 25 м, нагрев ×1,5 | (7,41 + 7,41) × 0,025 × 1,5 = 0,556 | 0,15 × 0,025 = 0,004 |
| Контакты: 2 аппарата, 4 соединения | 0,002 | — |
Zп = √(1,131² + 0,019²) ≈ 1,131 Ом. С трансформатором 250 кВА Y/Yн (0,104 Ом): Iк = 230 / 1,235 ≈ 186 А. Автомату C16 нужно 10 × 16 = 160 А — отключит. Предельная длина групповой линии при этих условиях — около 34 м.
Если ток мал
- Характеристика B вместо C: мгновенно срабатывает уже при 5·In. Подходит для розеток и освещения, но не для двигателей с большим пусковым током.
- Меньший номинал — если нагрузка позволяет.
- Сечение толще или короче линия: ток растёт почти пропорционально уменьшению сопротивления.
- УЗО или дифавтомат отключают замыкание на корпус при любом токе КЗ — но не замыкание фазы на ноль.
Отключающая способность
Наибольший ток КЗ — у самого автомата, на холодных жилах и с трёхфазным замыканием. Он должен быть меньше отключающей способности автомата Icn: 4,5, 6 или 10 кА. Рядом с мощной подстанцией трёхфазный ток бывает 5–10 кА — автомат на 4,5 кА там может не разорвать дугу.
Расчёт — проверка проектного решения. После монтажа электролаборатория меряет сопротивление петли фаза–ноль, и защиту проверяют по замеру. Ток нагрузки и мощность — в калькуляторе мощности, сечение по нагреву и потерям — в калькуляторе сечения кабеля, контур заземления — в калькуляторе заземления.
Частые вопросы
Как рассчитать ток короткого замыкания?
Для однофазного КЗ в сети 0,4 кВ: Iк = Uф / (Zт/3 + Zп), где Uф = 230 В, Zт/3 — сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Zп — сопротивление петли фаза–ноль до точки замыкания с учётом нагрева жил.
Какой ток КЗ нужен, чтобы сработал автомат C16?
Не меньше 160 А — 10 номиналов, верхняя граница зоны мгновенного расцепления характеристики C. Для B16 — 80 А, для D16 — 320 А (ГОСТ IEC 60898-1).
За какое время автомат должен отключить КЗ?
В системе TN при фазном напряжении 230 В — не более 0,4 с (ПУЭ, п. 1.7.79, табл. 1.7.1). Если ток попадает в зону мгновенного расцепления, автомат укладывается в это время.
Где взять мощность трансформатора?
В технических условиях на подключение или у сетевой компании. Если известен замер петли фаза–ноль на вводе, вместо трансформатора можно ввести сопротивление сети — это точнее.
Почему сопротивление кабеля умножают на 1,5?
Ток КЗ нагревает жилы, и их сопротивление растёт. ГОСТ 28249-93 (п. 2.4.2) при определении минимального тока КЗ допускает учитывать нагрев коэффициентом 1,5.
Что делать, если автомат не отключит КЗ в конце линии?
Поставить автомат характеристики B или меньшего номинала, увеличить сечение, укоротить линию или защитить её УЗО: оно отключит замыкание на корпус при любом токе.
Похожие калькуляторы
Калькулятор сечения кабеля
Онлайн калькулятор сечения кабеля — подберите провод по мощности или току с учётом длины линии. Расчёт потерь напряжения, рекомендации по автоматам и маркам кабеля по ПУЭ.
Калькулятор заземления
Расчёт сопротивления контура заземления по грунту и климатической зоне, сравнение с нормой ПУЭ, подбор числа и длины электродов, материалы и стоимость.
Калькулятор мощности, тока и напряжения
Закон Ома онлайн: мощность по току и напряжению, ток по мощности, сопротивление — для постоянного тока, сети 230 В и трёхфазной 400 В, с подбором автомата и кабеля.
Калькулятор молниезащиты
Онлайн-расчёт зоны защиты стержневого молниеотвода по СО 153: радиус на высоте здания, требуемая высота мачты, токоотводы и смета.
Подбор автомата по сечению кабеля
Какой автомат ставить на медный кабель данного сечения: номинал, мощность и применение.
Сечение кабеля по току и мощности (ПУЭ)
Выбор сечения медного и алюминиевого кабеля по допустимому току и мощности при 220 и 380 В.
Калькулятор электромонтажных работ
Калькулятор селективности автоматов
Селективность автоматических выключателей B, C, D и предохранителей gG: перегрузка по условным токам, зоны мгновенного расцепления, предел селективности и токи КЗ по сети.
Такой калькулятор на вашем сайте увеличит заявки
Сделаю такой же или доработаю под ваш бизнес. Напишите — обсудим задачу, назову точную цену и срок.
