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导言
本文旨在让读者更好地了解故障回路阻抗（也称为接地故障回路阻抗），从而满足 AS/NZS 3000《布线规则》对电气安装的安全、设计、安装和测试的要求。
您可以手动或使用软件计算故障环路阻抗。 Cable Pro Web软件可以准确计算故障回路阻抗。
本文件提供
- 故障回路阻抗背后的理论背景，使设计和计算人员更好地理解故障回路阻抗。
- 执行流程和程序以满足澳大利亚和新西兰标准 AS/NZS 3000:2018 要求的实用指南。
- 有关Cable Pro Web 软件如何使用故障回路阻抗计算接地电缆尺寸的信息。
故障回路阻抗的理论背景
MEN 系统中的接地故障回路由以下部分组成：
- 保护接地导体 (PE)，包括主接地端子/接头或棒和 MEN 接头。
- 由主中性线端子和变压器中性点之间的中性线导体 (N) 组成的中性线返回路径。
- 通过变压器绕组的路径。
- 最远至故障点的有源导线 (A)。
接地故障回路通常由以下两部分组成：
- 参考点上游或 "外部 "的导线。
- 参考点下游或电路 "内部 "的导线。
图 2 显示了有源接地短路的接地故障回路。在故障发生瞬间，电流将流经接地故障回路，其电流大小受总路径阻抗 (Zs) 的限制，而总路径阻抗是由各个元件的阻抗之和得出的。
澳大利亚标准的要求
AS/NZS 3000《布线规则》适用于整个澳大利亚和新西兰，并在澳大利亚各州和新西兰的立法中全部或部分引用。因此，这些地区所有电路的设计和安装都必须符合本标准的最低要求。
AS/NZS 3000 规定的一项基本安全要求是防止人员 "间接接触 "带电部件。自动断开电源是满足这一要求的最常见方法。不过，还有一些其他的要求。
为遵守《布线规则》，电气装置中每条电路的设计必须保证，当电气装置中任何地方的有源导体和保护接地导体或其他外露导电部分之间发生阻抗可忽略不计的短路时，能在规定时间内自动断开电源。
为了满足 AS/NZS 3000 的这一要求，当发生有源接地故障时（这是最重要的一点），故障环路的总阻抗（包括所有导体、连接和触点以及变压器绕组）必须足够低，以便有足够的电流流过，确保保护装置在规定的时间内动作。
因此，必须获得实际总接地故障回路阻抗 (Zs) 和最大允许故障回路阻抗Zmax。
计算实际故障回路阻抗 (Zs)
接地故障回路总阻抗 (Zs) 大约等于图 2 所示故障回路阻抗电流路径中所有电路元件阻抗的总和。
即故障回路总阻抗等于：
内部阻抗 (Zint) 的计算公式为
Cable Pro 用于确定接地故障环路中导体阻抗的准确方法是使用 AS/NZS 3008.1 - 电气装置 - 电缆选择中给出的电阻和电抗数据。
在计算外部阻抗 (Zext) 时，采用了 AS/NZS 3000 中的规则，即在保护装置的位置上至少要有 80 % 的额定相电压。
计算允许的最大故障回路阻抗 (Zmax)
实际故障回路阻抗 (Zs) 应低于允许的最大值，以确保电路保护装置在故障期间跳闸。
允许的最大故障回路阻抗 (Zmax) 根据保护装置的额定值计算如下：
地点
Uo= 额定相电压。
Ia= 确保保护装置自动运行的电流。
Zmax= 最大接地故障回路阻抗。
断路器的Ia是平均跳闸电流，如下所示：
- B 型 = 4（典型值）×额定电流
- C 型 = 7.5（典型值）×额定电流
- D 型 = 12.5（典型值）×额定电流
- 保险丝的Ia是 AS 60269.1 中的适当平均值。
请注意，实际的跳闸乘数值可能会有所不同，在 Cable Pro 软件中，该值将根据实际的保护装置设置进行更改。
相对于实际总阻抗 (Zs) 的最大接地故障回路阻抗 (Zmax) 值可用于确定适当的接地电缆尺寸（如下所述）。
如何计算接地电缆尺寸
接地电缆的尺寸必须足够大，以确保：
- 适当的接地故障回路阻抗 (Zs)。
- 对预期接地故障电流有足够的载流能力，时间至少等于相关电路保护的跳闸时间（绝热方程）。
- 足够的机械强度。
接地电缆尺寸的选择取决于以下两种情况：
(a)AS/NZS 3000:2018 中的表 5.1提供了与最大有源电缆尺寸（或并联电路时的总和）相关的保守接地电缆尺寸。
(b)通过计算- 这需要知道保护装置的详细信息。在计算接地电缆尺寸时，必须确保适当的接地故障回路阻抗。
