ГОСТ Р 51853-2001 Заземления переносные для электроустановок. Общие технические условия

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

     
Математическое обоснование формулы для расчета
минимального сечения провода переносного заземления

Б.1 Испытания переносных заземлений на термическую стойкость при коротком замыкании проводят сравнительно быстро - за 3 с. За это время все количество тепла, выделяемое при протекании тока, идет на разогрев провода. Передача тепла в окружающую среду отсутствует. Такие процессы в физике называются адиабатическими. Согласно МЭК 724 для адиабатического процесса имеем:

,                         (Б.1)

     
где - действующее значение тока КЗ, А;

     - удельное электрическое сопротивление материала жилы при температуре 20 °С, Ом·м;

- длина провода, м;

- температурный коэффициент сопротивления материала токопроводящей жилы, ;

- предельная температура нагрева провода при коротком замыкании, °С;

- продолжительность протекания тока короткого замыкания, с;

- удельная объемная теплоемкость материала провода при 20 °С, ;

- изменение температуры за промежуток времени КЗ, °С;

- сечение провода, мм.

Предполагая, что удельная объемная теплоемкость материала провода не зависит от температуры, уравнение (Б.1) можно представить в виде:

,                                       (Б.2)

где - конечная температура нагрева провода, °С;

- величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления материала провода при 0 °С, °С;

- начальная температура нагрева провода, °С.

Обозначим

;                                            (Б.3)

и представим выражение (Б.2) в виде зависимости тока КЗ от сечения провода и длительности короткого замыкания:

.                                                                         (Б.4)

Коэффициент характеризует изменение сопротивления материала провода от температуры нагрева.

Решив уравнение (Б.4) относительно , получим формулу для расчета минимального сечения провода переносного заземления при КЗ:

.                                                                         (Б.5)