Ανάλυση βραχυκυκλωμάτων σε ακτινικό δίκτυο ΧΤ

1. Δημιουργία του ακτινικού δικτύου

Ξεκινήστε από τον Κύριο Πίνακα ΧΤ και τον DB1. Αν χρειάζεται, προσθέστε τους DB2 έως DB5. Για τη γραμμή τροφοδότησης κάθε πίνακα μπορείτε να ορίσετε ξεχωριστά μήκος, υλικό και διατομή αγωγού, διάταξη καλωδίων και αριθμό παράλληλων διαδρομών. Επιλέξτε πίνακα για να δείτε τα μέγιστα και ελάχιστα τριφασικά και διφασικά ρεύματα στο σημείο του. Η συνοπτική προβολή εμφανίζει τα αποτελέσματα όλων των πινάκων.

Στο απλοποιημένο ακτινικό μοντέλο υπάρχει μία μόνο διαδρομή τροφοδότησης από τον μετασχηματιστή προς κάθε εξεταζόμενο σφάλμα. Δεν καλύπτονται δίκτυα με παράλληλες διαδρομές από διαφορετικές πηγές. Η σύνδεση του μετασχηματιστή με τον Κύριο Πίνακα ΧΤ μπορεί προαιρετικά να αναπαρασταθεί με καλώδιο ή σύστημα ζυγών (busduct), χρησιμοποιώντας τα στοιχεία σύνθετης αντίστασης του κατασκευαστή.

2. Ανάντη δίκτυο ΜΤ και μετασχηματιστής

Εισαγάγετε την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή σε kVA, τις ονομαστικές τάσεις ΜΤ και ΧΤ, την τάση βραχυκύκλωσης της πινακίδας uk_k%, καθώς και τον λόγο R/X ή τις ονομαστικές απώλειες φορτίου. Το επίπεδο βραχυκύκλωσης του ανάντη δικτύου μπορεί να εισαχθεί σε MVA ή kA στην πλευρά ΜΤ. Μηδενική τιμή ανάντη σημαίνει ιδανική πηγή και όχι πραγματικό μετρημένο δίκτυο. Το ανάντη δίκτυο μετατρέπεται σε σύνθετη αντίσταση με τον συντελεστή τάσης IEC 60909-0 στο σημείο σύνδεσης ΜΤ (c = 1,10 για τη μέγιστη περίπτωση και 1,00 για την ελάχιστη) και αναφέρεται στην πλευρά ΧΤ:

1. Μέγιστα και ελάχιστα ρεύματα. Το μέγιστο ρεύμα I″_k,max καθορίζει τι πρέπει να μπορεί να διακόψει ο διακόπτης και τι πρέπει να αντέξουν τα καλώδια. Το ελάχιστο ρεύμα I″_k,min καθορίζει αν μια διάταξη προστασίας εξακολουθεί να διακόπτει αρκετά γρήγορα στο απομακρυσμένο άκρο ενός κυκλώματος. Χρησιμοποιούν διαφορετικούς συντελεστές τάσης και διαφορετικές παραδοχές για το δίκτυο· επομένως αποτελούν δύο ξεχωριστούς υπολογισμούς και όχι ένα αποτέλεσμα με ζώνη ανοχής.

2. Γιατί έχει σημασία η ανοχή τάσης ΧΤ. Ο συντελεστής τάσης c εκφράζει πόσο μπορεί η τάση στο σημείο σφάλματος να βρίσκεται πάνω ή κάτω από την ονομαστική τιμή της. Το KiloVolt ζητά την ανοχή της τροφοδότησης και ορίζει μαζί και τους δύο συντελεστές. Για το προφίλ με προσανατολισμό στο 2026 χρησιμοποιεί τα ζεύγη που τεκμηριώνει η DIgSILENT από το IEC 60909-0:2026, ενότητα 5.3.1, πίνακας 1:

Το ζεύγος ±10% αποτελεί μόνο την αρχική παραδοχή του παραδείγματος στην οθόνη. Δεν σημαίνει ότι κάθε εγκατάσταση ΧΤ στην Ελλάδα ή αλλού έχει ανοχή ±10%. Κάθε άλλος συνδυασμός γίνεται δεκτός ως σενάριο «τι θα γινόταν αν» και επισημαίνεται ως «ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ», συμπεριλαμβανομένου του 1,10/0,95. Το τελευταίο ζεύγος εμφανίζεται σε δημόσιες πηγές για δίκτυα ±10% όταν περιγράφουν την έκδοση του 2016 (c_min = 0,95 και για τις δύο ανοχές), επομένως οι δύο εκδόσεις αποτελούν ανοικτό ζήτημα προτύπου μέχρι να συγκριθεί το αδειοδοτημένο κείμενο του 2026.

3. Πώς οι συντελεστές μεταβάλλουν το αποτέλεσμα. Το ρεύμα είναι ανάλογο του c. Για την ίδια σύνθετη αντίσταση, η μετάβαση από το ζεύγος ±6% στο ζεύγος ±10% αυξάνει το I″_k,max κατά 1,10/1,05 και μειώνει το I″_k,min κατά 0,90/0,95. Στο ενδεικτικό δίκτυο αυτού του οδηγού (1.600 kVA, 20/0,4 kV, 6%, ανάντη επίπεδο 250 MVA μέγιστο και 100 MVA ελάχιστο), το μέγιστο είναι 37,41 kA στα ±6% και 37,59 kA στα ±10%, ενώ το ελάχιστο είναι 29,74 kA και 27,16 kA αντίστοιχα.

4. Από την πινακίδα στις R και X. Η πινακίδα δίνει την τάση βραχυκύκλωσης uk_k. Με γνωστές τις ονομαστικές απώλειες φορτίου P_kr, η αντίσταση προκύπτει από τις απώλειες· όταν αυτές δεν είναι διαθέσιμες, το KiloVolt διαχωρίζει τη σύνθετη αντίσταση χρησιμοποιώντας τον εισαγόμενο λόγο R/X.

Η DIgSILENT ονομάζει τον όρο «τάση βραχυκύκλωσης του μετασχηματιστή σε p.u. (u_k)», ενώ το pandapower «σχετική σύνθετη αντίσταση μετασχηματιστή ως προς τις ονομαστικές τιμές». Το KiloVolt χρησιμοποιεί τη σχετική αντίδραση. Για μετασχηματιστή με σύνθετη αντίσταση 6% και R/X = 0,15, οι δύο ορισμοί διαφέρουν περίπου κατά 1%, κάτι που επηρεάζει μόνο το τέταρτο δεκαδικό του K_T· η διαφορά ορολογίας καταγράφεται ως ανοικτό σημείο.

5. Η διόρθωση μετασχηματιστή K_T. Διορθώνει τη σύνθετη αντίσταση του μετασχηματιστή για τη μέθοδο τάσης πηγής. Σε αυτήν εμφανίζεται το c_max επειδή ο συντελεστής ορίζεται για τη μέγιστη περίπτωση τάσης· η DIgSILENT δηλώνει ότι ο συντελεστής που σχηματίζεται με c_max χρησιμοποιείται ακόμη και στους ελάχιστους υπολογισμούς. Οι πηγές δεν εξηγούν τη φυσική αιτία και το KiloVolt δεν ισχυρίζεται ότι τη γνωρίζει.

Για τα ελάχιστα ρεύματα, το KiloVolt εφαρμόζει πλέον το K_T,min = K_T (που σχηματίζεται με c_max), δηλαδή τη μεταχείριση που τεκμηριώνει η DIgSILENT για το IEC 60909-0:2026, ενότητα 6.3.3. Οι δημόσιες υλοποιήσεις διαφωνούν: το pandapower 3.5.6, το οποίο εκτελέστηκε κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας, δεν εφαρμόζει K_T στην ελάχιστη περίπτωση, ενώ η έκδοση v0.1.66 αυτού του εργαλείου χρησιμοποιούσε K_T,min = max(1, K_T). Οι δύο εναλλακτικές παραμένουν διαθέσιμες ως επισημασμένα σενάρια ευαισθησίας και η οθόνη εμφανίζει το ελάχιστο ρεύμα και με τις τρεις προσεγγίσεις. Πρόκειται για ανοικτό ζήτημα προτύπου: καμία δημόσια πηγή δεν επιλύει οριστικά το κανονιστικό κείμενο. Για c_max = 1,05 ο συντελεστής είναι πάντοτε μικρότερος από 1, επομένως μειώνει τη σύνθετη αντίσταση του μετασχηματιστή και αυξάνει το ελάχιστο ρεύμα (29,74 kA έναντι 28,87 kA χωρίς αυτή τη διόρθωση στο παράδειγμα). Η υψηλότερη τιμή ελάχιστου ρεύματος είναι η λιγότερο συντηρητική προσέγγιση· χρησιμοποιήστε τη γνωρίζοντας αυτή τη συνέπεια.

6. Το ανάντη δίκτυο. Το δίκτυο αντικαθίσταται από σύνθετη αντίσταση πηγής που προκύπτει από το επίπεδο βραχυκύκλωσης S″_k στο σημείο σύνδεσης ΜΤ, με χρήση του συντελεστή τάσης ΜΤ στο συγκεκριμένο σημείο (1,10 για τη μέγιστη περίπτωση, 1,00 για την ελάχιστη) και αναγωγή στην πλευρά ΧΤ:

Το ελάχιστο επίπεδο βραχυκύκλωσης μπορεί να είναι πολύ χαμηλότερο από το μέγιστο (λιγότερες γεννήτριες ή γραμμές σε λειτουργία, διαφορετικές καταστάσεις ζεύξης), ενώ μπορεί να διαφέρει και ο λόγος R/X του δικτύου. Το pandapower διατηρεί ξεχωριστές μέγιστες και ελάχιστες τιμές και για τα δύο, όπως και το KiloVolt. Αν εισαγάγετε μόνο τη μέγιστη τιμή, η ελάχιστη περίπτωση επαναχρησιμοποιεί αυτήν την τιμή, αλλά με συντελεστή ΜΤ 1,00 αντί 1,10 η σύνθετη αντίσταση πηγής είναι περίπου 9% χαμηλότερη, οπότε το ελάχιστο ρεύμα μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Η εισαγωγή ελάχιστου επιπέδου σημαίνει ότι δόθηκαν δεδομένα πηγής· δεν επαληθεύει το μοντέλο υπολογισμού. Η χρήση ενός μόνο λόγου R/X και για τις δύο περιπτώσεις αποτελεί παραδοχή μοντελοποίησης και επισημαίνεται.

7. Γιατί η προστασία απαιτεί επαληθευμένα δεδομένα πηγής. Αν το ελάχιστο ρεύμα βραχυκύκλωσης υπερεκτιμηθεί, μπορεί να θεωρήσουμε λανθασμένα ότι η προστασία θα ενεργοποιηθεί με επαρκή ευαισθησία. Για αξιόπιστο έλεγχο, το πραγματικό ελάχιστο επίπεδο βραχυκύκλωσης της πηγής, ο αντίστοιχος λόγος R/X και η μοντελοποίηση του μετασχηματιστή πρέπει να προέρχονται από τον διαχειριστή δικτύου και από μελέτη βασισμένη σε πρότυπα, όχι από ένα εργαλείο προκαταρκτικού ελέγχου. Χωρίς δηλωμένο ελάχιστο επίπεδο πηγής, το KiloVolt επισημαίνει το αποτέλεσμα ως «ΜΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΜΕΝΟ».

8. Καλώδια, θερμοκρασία και πηγές που δεν περιλαμβάνονται. Οι ενσωματωμένες τιμές R20 είναι τα μέγιστα επιτρεπόμενα όρια αντίστασης αγωγού, όχι απαραίτητα οι πραγματικές αντιστάσεις των εγκατεστημένων καλωδίων. Μικρότερη πραγματική αντίσταση μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερο μέγιστο ρεύμα βραχυκύκλωσης. Στην εκτίμηση του ελάχιστου ρεύματος λαμβάνεται υψηλότερη θερμοκρασία και αντίσταση αγωγού. Επιπλέον, το μοντέλο δεν περιλαμβάνει τη συνεισφορά κινητήρων, γεννητριών και αντιστροφέων, οπότε μπορεί να υποεκτιμά το μέγιστο ρεύμα της εγκατάστασης.

3. Αυτόματη εκτίμηση R/X για κάθε τμήμα καλωδίου

Επιλέξτε Cu ή Al, μονοπολικό ή πολυπολικό καλώδιο, διατομή, μήκος και ίδιες παράλληλες διαδρομές. Οι ενσωματωμένες τιμές R20 βασίζονται στη μέγιστη επιτρεπόμενη αντίσταση συνεχούς ρεύματος γυμνού αγωγού κλάσης 2 στους 20 °C, κατά IEC 60228:2023. Αυτή η ΜΕΓΙΣΤΗ τιμή αντίστασης του πίνακα αγωγού ΔΕΝ αποτελεί επαληθευμένο κάτω όριο για τη μέγιστη περίπτωση σφάλματος· χαμηλότερη πραγματική R20 οδηγεί σε υψηλότερο πιθανό Ik,max. Διατίθεται ξεχωριστή παράμετρος ευαισθησίας για ελάχιστη R20, αλλά το πλήρες άνω όριο της καταπόνησης από σφάλμα εξακολουθεί να απαιτεί επαλήθευση. Η αντίδραση είναι ενδεικτική παραδοχή βάσει γεωμετρίας: 0,08 Ω/km για πολυπολικά, 0,09 Ω/km για μονοπολικά σε επαφή ή 0,12 Ω/km για μονοπολικά σε επίπεδη διάταξη. Αυτές οι τιμές X ΔΕΝ αποτελούν καθολικές τυποποιημένες παραμέτρους καλωδίων.

Η έκφραση για παράλληλες διαδρομές προϋποθέτει ίση ισοδύναμη σύνθετη αντίσταση, ισοδύναμη εγκατάσταση, ίσα μήκη και ισοκατανομή ρεύματος. Όταν είναι διαθέσιμα, τα δεδομένα AC αντίστασης/αντίδρασης του κατασκευαστή ή οι μετρήσεις υπερισχύουν της εσωτερικής αναφοράς. Ένας μέγιστος αναμενόμενος υπολογισμός σφάλματος δεν μπορεί να πιστοποιηθεί απλώς με αντικατάσταση της μέγιστης αντίστασης DC του IEC 60228· ο έλεγχος διακόπτη δεν εκδίδει ποτέ ανεπιφύλακτη ένδειξη «ΕΠΙΤΥΧΙΑ». Για συστήματα ζυγών (busduct), οι δύο τιμές R/X είναι υποχρεωτικές, επειδή δεν υπάρχει καθολική τιμή αναφοράς.

4. Τριφασικό, μεταξύ φάσεων, μέγιστο και ελάχιστο

Για κάθε πίνακα, το εργαλείο συνυπολογίζει τη σύνθετη αντίσταση της πηγής, τη διορθωμένη σύνθετη αντίσταση του μετασχηματιστή και τις αντιστάσεις όλων των προηγούμενων γραμμών. Για τον προκαταρκτικό υπολογισμό του μέγιστου ρεύματος χρησιμοποιεί την αντίσταση ψυχρού καλωδίου και τον συντελεστή cmax· για το ελάχιστο, την αντίσταση θερμότερου αγωγού και τον cmin. Στον απλοποιημένο υπολογισμό διφασικού σφάλματος θεωρεί ίσες τις σύνθετες αντιστάσεις θετικής και αρνητικής ακολουθίας.

Κανένα από τα δύο ελάχιστα αποτελέσματα δεν είναι το ρεύμα σφάλματος φάσης-ουδετέρου ή φάσης-γης. Εκτίμηση σφάλματος φάσης προς PE για συστήματα TN-S δίνεται στην ενότητα 7 και στο εργαλείο· σφάλματα φάσης-ουδετέρου δεν μοντελοποιούνται.

5. Σύγκριση ικανότητας διακοπής και ζεύξης διακόπτη

Εισαγάγετε Icu (ονομαστική οριακή ικανότητα διακοπής βραχυκυκλώματος, kA RMS), Ics (ονομαστική ικανότητα διακοπής βραχυκυκλώματος σε συνθήκες λειτουργίας, kA RMS) και Icm (ονομαστική ικανότητα ζεύξης σε βραχυκύκλωμα, kA κορυφής) για τον επιλεγμένο πίνακα. Ο σχεδιαστής τα συγκρίνει με τη μέγιστη τοπική ενεργό τιμή (RMS) του ρεύματος βραχυκυκλώματος και το ενδεικτικό ρεύμα κορυφής. Το Icm συγκρίνεται με το ρεύμα κορυφής και ποτέ με την ενεργό τιμή (RMS) του ρεύματος σε kA. Οι ονομαστικές τιμές ισχύουν μόνο στην ονομαστική τάση λειτουργίας U_e: χωρίς U_e η σύγκριση αναφέρεται ως «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ», ενώ U_e χαμηλότερη από την τάση του συστήματος οδηγεί σε «ΑΠΟΤΥΧΙΑ». Η οθόνη δεν εκδίδει ποτέ ένδειξη «ΕΠΙΤΥΧΙΑ»: το μοντελοποιημένο μέγιστο σφάλμα δεν αποτελεί επαληθευμένο άνω όριο (τα προεπιλεγμένα δεδομένα καλωδίων είναι ανώτατα όρια), επομένως όταν καμία ονομαστική τιμή δεν υπερβαίνεται, η σύγκριση αναφέρεται ως «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ» και παρατίθεται κάθε σύγκριση (Icu έναντι I_k3,max, Icm έναντι i_p, U_e). Τιμή Ics χαμηλότερη από το μέγιστο ρεύμα σφάλματος εμφανίζεται από προεπιλογή ως συμβουλευτική απόκλιση· ενεργοποιήστε την επιλογή προδιαγραφής έργου για να χαρακτηριστεί «ΑΠΟΤΥΧΙΑ» όταν ο πελάτης ή η προδιαγραφή απαιτεί Ics ≥ I_k. Διαφορετικά, η απόκλιση Ics είναι μόνο συμβουλευτική: μειώνει τη δυνατότητα συνέχισης της λειτουργίας, αλλά δεν αποτελεί ρητή απαίτηση του IEC 60364, ενώ Icu ή Icm κάτω από το επίπεδο σφάλματος οδηγεί σε «ΑΠΟΤΥΧΙΑ». Το Icu εδώ αντιστοιχεί στην ονομαστική ικανότητα διακοπής (Icn για διατάξεις IEC 60898-1)· ένας συντονισμένος συνδυασμός εφεδρικής προστασίας, επαληθευμένος από τον κατασκευαστή, μπορεί να επιτρέπει χαμηλότερη αυτόνομη ονομαστική τιμή, αλλά αυτή η οθόνη δεν τον αξιολογεί. Ο πίνακας και το πλαίσιο του επιλεγμένου πίνακα εμφανίζουν ένδειξη: «ΑΠΟΤΥΧΙΑ» όταν υπερβαίνεται μια ονομαστική τιμή, διαφορετικά «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ». Το «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ» δεν σημαίνει ποτέ επιτυχία· δείτε πώς διαβάζονται τα αποτελέσματα.

Το εργαλείο εμφανίζει το I_b = I″_k μόνο για τις πηγές που περιλαμβάνονται στο μοντέλο (το δίκτυο τροφοδότησης και ο μετασχηματιστής θεωρούνται πηγές μακριά από γεννήτρια). Οι συνεισφορές κινητήρων, γεννητριών και αντιστροφέων δεν μοντελοποιούνται, επομένως αυτό δεν είναι επαληθευμένο ρεύμα διακοπής. Ο χρόνος διακοπής, οι καμπύλες χρόνου-ρεύματος, το I²t, ο συντονισμός προστασιών, η επιλεκτικότητα και οι συνεισφορές άλλων συσκευών δεν αξιολογούνται σε αυτό το απλοποιημένο μοντέλο. Συγκρίνετε με την τεκμηρίωση του πραγματικού κατασκευαστή της διάταξης πριν από την εγκατάσταση.

6. Λυμένο παράδειγμα μετασχηματιστή

Ένας μετασχηματιστής 1.600 kVA, 400 V με uk = 6% έχει:

Με R/X = 0,15, πριν από τη διόρθωση μετασχηματιστή προκύπτουν R≈0,000890 Ω και X≈0,005933 Ω. Η προσθήκη καλωδίου Cu 150 mm² μήκους 100 m προσθέτει σημαντική αντίσταση σε σύγκριση με τον μετασχηματιστή μόνο. Ο σχεδιαστής επαναλαμβάνει το μιγαδικό άθροισμα των συνθέτων αντιστάσεων για τον Κύριο Πίνακα ΧΤ, τον DB1, τον DB2 και κάθε επόμενο πίνακα.

7. Σφάλμα φάσης προς PE και στιγμιαία διακοπή

Για προστασία από έμμεση επαφή σε σύστημα TN-S, το ερώτημα είναι αν ένα σφάλμα μεταξύ αγωγού φάσης και αγωγού PE έχει αρκετά μεγάλο ρεύμα ώστε να ενεργοποιήσει γρήγορα τη διάταξη προστασίας. Το εργαλείο προσθέτει τον αγωγό PE κάθε γραμμής στη σύνθετη αντίσταση ελάχιστου σφάλματος που ήδη γνωρίζει:

U₀ = U_LL/√3. Χωρίς την προαιρετική γραμμή μετασχηματιστή–Κύριου Πίνακα ΧΤ δεν υπάρχει ακόμη αγωγός PE στον ζυγό του Κύριου Πίνακα και, με τη μηδενική ακολουθία της πηγής/του μετασχηματιστή να θεωρείται ίση με τη θετική ακολουθία, αυτό το απλοποιημένο μοντέλο καθιστά την εκτίμηση φάσης-προς-PE ίση με το τριφασικό ελάχιστο στον Κύριο Πίνακα ΧΤ. Αυτό είναι αποτέλεσμα της μοντελοποίησης και όχι γενική φυσική ισότητα. Αν διαμορφωθεί καλωδιακή γραμμή μεταξύ μετασχηματιστή και Κύριου Πίνακα ΧΤ, ο αγωγός PE της συμμετέχει στον βρόχο και το αποτέλεσμα στον Κύριο Πίνακα διαφέρει από το τριφασικό ελάχιστο· αν η γραμμή είναι σύστημα ζυγών (busduct), η διαδρομή επιστροφής PE είναι ελλιπής και δεν εκδίδεται αξιολόγηση για τη διάταξη. Πιο κάτω, η διαδρομή επιστροφής PE μεταβάλλει το αποτέλεσμα. Η διατομή PE επιλέγεται αυτόματα από τον πίνακα 54.2 του IEC 60364-5-54 μόνο όταν τα υλικά PE και φάσης είναι ίδια (ίδιο υλικό: S έως 16 mm², 16 mm² για 16 έως 35 mm², το μισό του S πάνω από αυτό, στρογγυλοποιημένο προς τα πάνω σε τυποποιημένη διατομή) ή εισάγεται χειροκίνητα. Η αντίστασή του υπολογίζεται στη δηλωμένη θερμοκρασία ελάχιστου σφάλματος· η αντίδρασή του προσεγγίζεται ίση με την αντίδραση του αγωγού φάσης. Αυτή η προσέγγισηδεν είναι εγγυημένα συντηρητική για κάθε διαδρομή επιστροφής ή γεωμετρία καλωδίων. Αν το υλικό PE διαφέρει, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η απλοποιημένη επιλογή διατομής για ίδιο υλικό: ο μηχανικός πρέπει να εισαγάγει ανεξάρτητα επαληθευμένη διατομή PE.

Διαδρομή PE. Από προεπιλογή ο PE οδεύει στο ίδιο καλώδιο με τους αγωγούς φάσης. Η παραδοχή κάτω από την επικεφαλίδα της ενότητας μπορεί να αλλάξει σε ξεχωριστό αγωγό PE. Τότε η αντίδραση του βρόχου προκύπτει από τη γεωμετρία δύο κυκλικών αγωγών, με r′ = 0,7788 r ως γεωμετρική μέση ακτίνα κάθε αγωγού και θεωρούμενη απόσταση κέντρου προς κέντρο d = 0,10 m, την οποία δεν εισάγετε:

Δεν λαμβάνεται ποτέ μικρότερη από την τιμή για PE στο ίδιο καλώδιο. Η επίδραση είναι μεγάλη και εξαρτάται από την απόσταση: για γραμμή 150 mm² το ελάχιστο ρεύμα φάσης-προς-PE είναι περίπου 8% χαμηλότερο από την περίπτωση PE στο ίδιο καλώδιο στα 3 cm, 22% χαμηλότερο στα 10 cm και 32% χαμηλότερο στα 30 cm· για γραμμή 35 mm² περίπου 3%, 6% και 9%. Χαλύβδινα στηρίγματα, σχάρες, θωράκιση και PE σε διαφορετική διαδρομή δεν μοντελοποιούνται, και η αξιολόγηση της διάταξης παραμένει «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ». Η απόσταση 10 cm είναι παραδοχή προκαταρκτικού ελέγχου και όχι τιμή προτύπου.

Η διαδρομή επιστροφής, το δίκτυο μηδενικής ακολουθίας πηγής και μετασχηματιστή, καθώς και οι συνθήκες εγκατάστασης πρέπει να καθοριστούν ανεξάρτητα για έλεγχο αυτόματης διακοπής. Το KiloVolt σημειώνει την αξιολόγηση της διάταξης ως «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ» ακόμη και αν το ενδεικτικό ρεύμα φθάνει το επιλεγμένο όριο μαγνητικής διακοπής.

Στιγμιαία διακοπή μικροαυτόματου (MCB)

Ο μαγνητικός μηχανισμός δεν διακόπτει κάτω από ένα κατώτερο πολλαπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος I_n και πρέπει να διακόψει σε ένα ανώτερο πολλαπλάσιο. Για να εξετάσει αν μια διάταξη θα λειτουργήσει, το εργαλείο συγκρίνει το εκτιμώμενο ρεύμα με το ανώτερο όριο, παρόμοιο με το κατώφλι που χρησιμοποιείται στους πίνακες μέγιστης σύνθετης αντίστασης βρόχου των κατασκευαστών. Πρόκειται για ενδεικτική σύγκριση και όχι επαληθευμένη ένδειξη επιτυχίας του ελέγχου διακοπής:

Πηγή: ABB, τεχνικό έγγραφο MCB 9AKK108468A3912 (IEC/EN 60898-1 για B, C και D· IEC/EN 60947-2 για K)· η τελευταία στήλη είναι U₀/(k·I_n), και αναπαράγει τον πίνακα του εγγράφου. Οι κατασκευαστές διαφέρουν: στο ίδιο έγγραφο ABB η σειρά S800 κατά IEC 60947-2 δίνει ίδιες τιμές για D και K (10,4 έως 15,6 × I_n), επομένως οι καμπύλες D και K δεν διαφέρουν πάντοτε. Για MCCB ή οποιοδήποτε προϊόν με δικά του δεδομένα, επιλέξτε «Άλλο» και εισαγάγετε το πολλαπλάσιο.

Γιατί η στιγμιαία διακοπή εμφανίζεται ως «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ»

Ένα ενδεικτικό ρεύμα πάνω από το κατώφλι της καμπύλης δεν αρκεί για να επιβεβαιώσει την αυτόματη διακοπή. Αυτό το μοντέλο υποθέτει τις σύνθετες αντιστάσεις μηδενικής ακολουθίας της πηγής/του μετασχηματιστή και την αντίδραση του PE. Η εσωτερική αντίσταση του διακόπτη και η αντίσταση τόξου παραλείπονται επίσης. Η πραγματική διάταξη προστασίας, ο βρόχος σφάλματος και ο απαιτούμενος χρόνος διακοπής (IEC 60364-4-41 και οι εφαρμοστέοι εθνικοί κανόνες) πρέπει να επαληθευτούν ανεξάρτητα. Το μοντέλο καλύπτει μόνο προκαταρκτικό έλεγχο TN-S. Αν η κύρια γραμμή είναι σύστημα ζυγών (busduct), ούτε η διαδρομή επιστροφής της μοντελοποιείται, καθιστώντας την εκτίμηση ακόμη πιο περιορισμένη.

8. Όρια εφαρμογής και συνηθισμένα λάθη

Πρόκειται για προκαταρκτικό ακτινικό έλεγχο δικτύου ΧΤ προσανατολισμένο στο IEC 60909 και όχι για πλήρη διαπιστευμένη μελέτη βραχυκυκλώματος. Δεν περιλαμβάνει συνεισφορές κινητήρων, γεννητριών ή αντιστροφέων, παράλληλες τροφοδοσίες, σφάλματα φάσης-ουδετέρου (η εκτίμηση φάσης-προς-γη περιορίζεται σε συστήματα TN-S, ενότητα 7), λεπτομερείς χρόνους διακοπής προστατευτικών διατάξεων ή πιστοποιημένο μοντέλο ρεύματος διακοπής IEC 60909. Οι ονομαστικές παραδοχές πηγής και αντίδρασης μπορούν να επηρεάσουν ουσιαστικά τα αποτελέσματα.

Βάση υπολογισμού. Οι εξισώσεις και οι συντελεστές ακολουθούν τη δομή του IEC 60909-0:2016 (διόρθωση μετασχηματιστή K_T, συντελεστές τάσης c και συντελεστής κορυφής κ). Έχει πλέον δημοσιευθεί το IEC 60909-0:2026. Τα ζεύγη συντελεστών τάσης και η μεταχείριση του K_T στην ελάχιστη περίπτωση ακολουθούν όσα τεκμηριώνει η DIgSILENT για την έκδοση του 2026 (οι πηγές παρατίθενται στο docs/REFERENCE_TRACEABILITY_v0.1.80.md). Το KiloVolt δεν έχει αντιπαραβληθεί με την έκδοση 2026: αυτό απαιτεί αδειοδοτημένο αντίγραφο του προτύπου, επομένως δεν πιστοποιείται αριθμητική ισοδυναμία με αυτό, ενώ οι αριθμοί εξισώσεων που αναφέρονται στον κώδικα είναι εκείνοι της παλαιότερης έκδοσης. Η κατάσταση της αντιπαραβολής καταγράφεται στο docs/IEC_60909_2026_REVIEW_REQUIRED.md.

Περιπτώσεις αναφοράς και ευαισθησίας. Μια περίπτωση αποτελεί τεκμηριωμένη τιμή αναφοράς μόνο για ΠΛΗΡΕΣ ζεύγος: 1,05/0,95 (±6%) ή 1,10/0,90 (±10%). Κάθε άλλος συνδυασμός, όπως 1,10/0,95, 1,05/0,90 ή 1,05/1,00, είναι σενάριο «τι θα γινόταν αν» που επιλέγει ο χρήστης και η οθόνη το χαρακτηρίζει «ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ». Ένα c_min πάνω από την τεκμηριωμένη τιμή αυξάνει το ελάχιστο ρεύμα και μπορεί να το κάνει μεγαλύτερο από το μέγιστο: τότε η οθόνη εμφανίζει «ΑΣΥΝΕΠΗ ΟΡΙΑ» και σχετική ένδειξη στον πίνακα, και οι δύο στήλες δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται ως εύρος. Αν ακόμη και ένα τεκμηριωμένο ζεύγος δώσει ανεστραμμένο εύρος, η οθόνη δηλώνει ότι ο συνδυασμός απαιτεί τεχνική διερεύνηση. Χωρίς ελάχιστο επίπεδο βραχυκύκλωσης πηγής, η ελάχιστη περίπτωση επαναχρησιμοποιεί το εισαγόμενο επίπεδο με συντελεστή ΜΤ 1,00 αντί 1,10, γεγονός που μειώνει τη σύνθετη αντίσταση πηγής περίπου κατά 9% και μπορεί να υπερεκτιμήσει το ελάχιστο ρεύμα: εισαγάγετε το ελάχιστο επίπεδο του διαχειριστή δικτύου για ουσιαστικό υπολογισμό ελάχιστου ρεύματος.

K_T = 1 σύγκριση. Όταν η παράλειψη του K_T θα έδινε χαμηλότερο ελάχιστο ρεύμα (K_T κάτω από 1, κάτι που ισχύει πάντοτε στα ±6%), η οθόνη εμφανίζει τη χαμηλότερη τιμή δίπλα στην κύρια, με την ένδειξη «ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ». Το κύριο αποτέλεσμα διατηρεί το K_T που σχηματίζεται με c_max. Η χαμηλότερη τιμή είναι πιο συντηρητική για τον έλεγχο ευαισθησίας προστασίας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετος έλεγχος· δεν παρουσιάζεται ποτέ ως αποτέλεσμα με προσανατολισμό στο 2026. Δεν εκδίδεται ποτέ ένδειξη «ΕΠΙΤΥΧΙΑ» για την ευαισθησία προστασίας από ελάχιστο ρεύμα του οποίου οι παραδοχές πηγής ή η μεθοδολογία δεν έχουν επαληθευτεί.

Ανοχή. Το προεπιλεγμένο ζεύγος ±10% (c_max 1,10, c_min = 0,90) είναι η αρχική παραδοχή σχεδιασμού και όχι υποχρεωτική επιλογή: επιλέξτε ±6% (1,05 και 0,95) ή την προηγμένη λειτουργία όταν αυτό απαιτείται από την τροφοδότηση.

Εκτίμηση σφάλματος προς γη. Το ρεύμα φάσης-προς-PE βασίζεται στο ελάχιστο δίκτυο, επομένως κληρονομεί τα c_min, K_T,min και το ελάχιστο επίπεδο πηγής: η αλλαγή οποιουδήποτε από αυτά το μεταβάλλει άμεσα. Αντιμετωπίζει τον μετασχηματιστή και το ανάντη δίκτυο ως Z₀ = Z₁ σε έναν ενιαίο βρόχο (η σύνθετη αντίσταση ανάντη περιλαμβάνεται και στους τρεις όρους ακολουθίας, οπότε το αποτέλεσμα είναι συντηρητικότερο από έναν υπολογισμό συμμετρικών συνιστωσών Dyn, έως περίπου 7% για πηγή 100 MVA), περιορίζεται σε TN-S και δεν περιλαμβάνει σύνθετη αντίσταση ηλεκτροδίου γείωσης, εδάφους ή συστημάτων TT/IT.

Στην οθόνη, τα ρεύματα σφάλματος επισημαίνονται ως Εκτίμηση και εμφανίζονται στρογγυλοποιημένα σε 0,1 kA με αρχικό σύμβολο ≈ (για παράδειγμα ≈ 21,1 kA), ώστε να μη θεωρούνται ακριβέστερα από όσο επιτρέπει το μοντέλο· τα μαθηματικά βήματα διατηρούν πλήρη ακρίβεια. Η σύγκριση διακόπτη χαρακτηρίζεται επίσης ενδεικτική για τον ίδιο λόγο.

Μη συγχέετε ποτέ μια προσεγγιστική μέγιστη τριφασική τιμή με το ελάχιστο ρεύμα σφάλματος προς γη που απαιτείται για την επαλήθευση της αυτόματης διακοπής και μην θεωρείτε ότι τα ονομαστικά kA ενός διακόπτη είναι εναλλάξιμα με τα Icu, Ics ή Icm.

Κύριες αναφορές: IEC 60909-0, IEC 60228:2023 και IEC 60947-2, μαζί με τους πραγματικούς πίνακες κατασκευαστών και τους εθνικούς κανονισμούς.