Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Расчёт по ГОСТ 28249-93 (до 1 кВ) и ГОСТ Р 52735-2007 (выше 1 кВ). Все системы заземления (TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT). Min/max токи, термостойкость, селективность.
Этот инструмент выполняет расчёт токов короткого замыкания онлайн по ГОСТ 28249-93 и ГОСТ Р 52735-2007 с проверкой проектных решений по требованиям ПУЭ и СП 256.1325800.2016. Поддерживаются все основные виды повреждений — трёхфазное, двухфазное, однофазное на корпус через петлю фаза-ноль, а также подсчёт ударного тока, термостойкости кабеля и потери напряжения ΔU. Работают пять систем заземления (TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT) и два режима питания: от сети через трансформатор и автономно от дизель-генераторной установки.
В отличие от упрощённых форм, расчёт ведётся с учётом полного сопротивления цепи (фаза, нейтраль, переходные контакты, дуга), реальной температуры жил при аварии и подпитки от работающих асинхронных двигателей по IEC 60909-0:2016. Подбор автоматического выключателя выполняется из базы реальных серий КЭАЗ, ИЭК, EKF, Schneider Electric, ABB и Legrand с проверкой Icu по паспорту. Результат можно экспортировать в Word или Excel, увидеть однолинейную схему сети с точкой повреждения и карту селективности отходящего и вышестоящего автоматов.
Без точного знания ожидаемого тока КЗ невозможно правильно выбрать ни один защитный аппарат. Если выбрать автомат с отключающей способностью ниже расчётного тока — при аварии аппарат не разорвёт дугу и сам выгорит, оставив сеть под коротким замыканием. Если ошибиться в обратную сторону и выбрать слишком чувствительный — он будет ложно срабатывать от пусковых токов и наводок. Кабель, не проверенный на термостойкость, расплавит изоляцию за доли секунды и спровоцирует пожар. Защита, не имеющая запаса по чувствительности, в нужный момент просто промолчит.
СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий» прямо требует выполнять расчёт токов КЗ для каждого проекта электроснабжения. Аналогичные требования содержатся в ПУЭ (главы 1.4, 1.7, 3.1, 7.3) и в стандартах IEC 60364 / ГОСТ Р 50571. Электролаборатория при сдаче объекта проводит замер сопротивления петли фаза-ноль и сравнивает фактические значения с расчётными — если расхождение больше 10%, потребуют пересчёт.
Чтобы получить достоверный результат, важно правильно ввести параметры — мусор на входе даст мусор на выходе. Минимальный комплект данных для типового расчёта в сети 0,4 кВ:
Каждый параметр в результате отвечает за конкретную проверку — давайте разберёмся, для чего нужно каждое из значений и как их интерпретировать:
Полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ:
Здесь uк — напряжение короткого замыкания трансформатора в процентах (берётся из паспорта, обычно 4,5–6,5%); Uср — среднее напряжение ступени по п. 1.6 ГОСТ 28249-93 (для номинала 380 В принимается 400 В, для 6 кВ → 6,3 кВ, для 10 кВ → 10,5 кВ); Sном — номинальная мощность трансформатора в кВ·А.
Активная и индуктивная составляющие выделяются через паспортные потери Pкз:
Если Pкз неизвестно, используется типовое отношение R/X для класса мощности, что даёт погрешность около 5%.
Удельное сопротивление ρ принимается 0,0178 Ом·мм²/м для меди и 0,0294 для алюминия. Удельное реактивное сопротивление x₀ — около 0,08 мОм/м для типовых низковольтных кабелей по приложению G ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Для расчёта min-режима учитывается нагрев жил при КЗ: сопротивление меди при 70°C растёт примерно на 20% относительно 20°C.
Если паспорта трансформатора под рукой нет, используйте типовые параметры ТМГ из таблицы — они близки к данным большинства производителей (ЭТК, Тольяттинский ЭлектроМаш, ХК «Электрозавод»):
Для конкретного экземпляра табличку с uк и Pкз можно посмотреть на самом трансформаторе — она расположена на боковой стенке корпуса под защитной плёнкой. У отечественных ТМ (масляных) и ТСЛ (сухих с литой изоляцией) параметры близки в пределах 5–8% от ТМГ. Z(1)т в таблице приведено для обмоток Y/Yн-0 — у Δ/Yн или Y/Zн это сопротивление в 7–25 раз меньше.
Активное сопротивление жил R₀ при 20°C по приложению Б ГОСТ 28249-93 — основа для расчёта Rк = R₀ · L:
На практике активное сопротивление 1 метра алюминиевого кабеля примерно в 1,65 раза выше медного того же сечения — это важно для прикидок «в уме». Реактивное X₀ почти не зависит от сечения для жил больше 25 мм², и его часто принимают единым 0,08 мОм/м.
Коэффициент c принимается 1,05 для расчёта максимума и 0,95 для минимума — это разница между ожидаемым повышением напряжения в часы малой нагрузки сети и его просадкой при пиковом потреблении. Z∑ — суммарное полное сопротивление от источника до точки повреждения с учётом сети, трансформатора, кабельной линии, переходных контактов аппаратов и сопротивления дуги в месте замыкания.
По точной формуле 24 ГОСТ 28249-93 через симметричные составляющие — прямой, обратной и нулевой последовательности:
Сопротивление нулевой последовательности трансформатора Z(0)т зависит от схемы соединения обмоток:
Для трансформатора ТМГ-400 (uк=4,5%) при кабеле 50 мм²/30 м расчёт даёт I⁽¹⁾к.min = 2,74 кА для Y/Yн и 7,42 кА для Δ/Yн — разница в 2,7 раза только из-за группы соединения обмоток. Этот эффект всегда нужно учитывать на стадии выбора трансформатора для здания, особенно если проектируются длинные распределительные линии.
Чем выше доля индуктивности в цепи, тем медленнее затухает апериодическая составляющая и тем выше пиковое мгновенное значение. На шинах низковольтных РУ-0,4 кВ типичные Kу = 1,1–1,3; при удалённом КЗ через длинный кабель — близко к 1,0.
Коэффициент k для термостойкости зависит от материала жилы и изоляции:
Время t — реальное время отключения аппарата: 0,02–0,06 с при срабатывании электромагнитного расцепителя автомата, 1–5 секунд при тепловом или с выдержкой времени. Калькулятор выбирает t в зависимости от того, какой расцепитель сработает раньше при заданном токе КЗ.
Исходные данные: uк = 5,5%, Pкз = 11,6 кВт, схема Y/Yн-0, медная жила, ПВХ-изоляция, нагрузка 350 кВт смешанная (cosφ = 0,85), система TN-C-S, источник принят бесконечной мощности.
Шаг 1 — Сопротивления: Zт = 8,8 мОм (формула 1), Rт = 1,86 мОм, Xт = 8,6 мОм. Rк = 0,0178 · 100 / 70 · 1000 = 25,4 мОм. Xк = 0,08 · 100 = 8,0 мОм. Сопротивление дуги для 1-ф КЗ Rduga ≈ 7 мОм. Z(1)т = 81 мОм по таблице Беляева для ТМГ-1000.
Шаг 2 — Трёхфазный ток: Z∑ = √(R²∑ + X²∑) ≈ 35 мОм. I⁽³⁾к.max = 1,05 · 400 / (√3 · 0,035) = 7,02 кА.
Шаг 3 — Однофазный ток: с учётом петли фаза-ноль и нулевой последовательности — I⁽¹⁾к.min = 3,50 кА. Это ключевое значение для проверки чувствительности защиты.
Шаг 4 — Ударный ток: отношение R/X ≈ 1,64; Kу = 1,024; iуд = √2 · 1,024 · 7,02 = 10,17 кА.
Шаг 5 — Подбор автомата: расчётный Iн = 350·1000 / (√3·380·0,85) = 625,6 А. Из стандартного ряда — 800 А, характеристика C, требуемая Icu ≥ 10 кА (подходит, например, КЭАЗ OptiMat E или Schneider Compact NSX800).
Шаг 6 — Термостойкость: Smin = 7020·√0,06 / 115 = 14,9 мм² (при срабатывании ЭМ-расцепителя за 60 мс) или 27,3 мм² (при срабатывании теплового за 5 с). Кабель 70 мм² с запасом проходит оба критерия.
Исходные данные: ТМГ-100, uк=4,5%, Pкз=2,27 кВт, медь, ПВХ, нагрузка 11 кВт смешанная (cos φ = 0,95), TN-C-S.
Результат расчёта: I⁽³⁾к.max = 1,22 кА; I⁽¹⁾к.min = 533 А; Iн = 17,6 А; подобран автомат 20 А типа C. Im_max автомата = 200 А, Кч = 533 / (1,1·200) = 2,42 — отлично, защита сработает гарантированно. ΔU = 1,14% — норма.
А теперь увеличим длину до 100 м (типовой случай удалённого участка): I⁽¹⁾к.min падает до 388 А, Кч = 1,76 — ещё проходит, но запас уменьшился. ΔU = 2,28%.
Если длина 100 м кажется «впритык», увеличиваем сечение до 10 мм²: I⁽¹⁾к.min = 495 А, Кч = 2,25, ΔU = 1,38%. Это решение оптимально при стоимости кабеля сечения 6→10 мм² всего на 30–40% дороже за метр.
Расчёт ТКЗ от автономной ДГУ принципиально отличается от схемы с трансформатором. Синхронный генератор имеет три различных реактивных сопротивления, которые сменяют друг друга в течение переходного процесса:
Для типовой ДГУ 100 кВт с cosφ = 0,8 номинальный ток составляет 180 А, а I″ на шинах генератора — 1,26 кА (втрое меньше, чем у трансформатора ТМГ-100 при той же sNom). Без форсировки установившийся ток КЗ опускается до 95 А — это ниже номинала самого генератора, и любой автомат с выдержкой времени просто не увидит аварию.
При близком КЗ работающие асинхронные электродвигатели по инерции продолжают вращаться и в течение 100–300 мс отдают в точку повреждения ток через свои обмотки — становятся вторичным источником КЗ. По IEC 60909-0:2016 cl. 6.8 этот вклад учитывается, если суммарная мощность ΣPМ работающих АД превышает 1% от мощности КЗ системы S″kQ:
Где ILR — кратность пускового тока к номинальному (типично 5–7 для АД средней мощности). Параллельное соединение Z системы и ZМ даёт обновлённое значение тока КЗ.
Для типового цехового сценария ТМГ-1000 + 200 кВт работающих АД (ILR = 5,5) калькулятор выдаёт прирост максимального тока КЗ примерно на 12% — с 17,9 до 20,0 кА. Если суммарная мощность моторов 500 кВт, прирост составит уже около 30%. Это значит, что аппарат, рассчитанный на 20 кА без учёта моторов, в момент аварии получит ток выше своей Icu и может не разорвать дугу — при выгорании контактов авария перейдёт в пожар внутри щита.
На объектах с насосными станциями, компрессорными установками, лифтами и крупным цеховым оборудованием поправка по IEC 60909 строго обязательна. Для бытовых сетей и небольших офисных зданий вклад моторов обычно ниже порога 1% и не учитывается — калькулятор автоматически проверяет порог и применяет коррекцию только при необходимости.
Поведение цепи при однофазном замыкании на корпус кардинально зависит от системы заземления. Это определяет, какой именно защитный аппарат должен сработать и по какому критерию его проверять:
В цепях системы TN время отключения по ПУЭ 1.7.79 не должно превышать 0,4 с при Uф = 230 В для розеточных групп (конечных линий) и 5 с для распределительных линий. Это норматив именно по времени, а не по кратности тока. На практике для модульных автоматов с обратнозависимой характеристикой (B, C, D — тепловой плюс электромагнитный расцепитель) условие «отключение за 0,4 с» гарантированно выполняется, если ток КЗ попадает в зону мгновенного срабатывания (зону работы ЭМ-расцепителя) — то есть превышает Immax. Чтобы заложить запас на температурный разброс срабатывания и допуск производителя, обычно требуется I⁽¹⁾к.min ≥ 1,1·Immax. Если I⁽¹⁾к.min меньше — отключение всё ещё произойдёт, но за счёт теплового расцепителя и за время больше 0,4 с (что нарушает норматив).
Отдельные требования для взрывоопасных зон установлены в ПУЭ 7.3.139: ток КЗ должен превышать номинальный ток плавкой вставки в 4 раза, ток расцепителя автомата с обратнозависимой характеристикой — в 6 раз, а для автоматов только с ЭМ-расцепителем (без теплового) — в 1,4 раза при In ≤ 100 А и в 1,25 раза при In > 100 А (если нет заводских данных по разбросу).
После расчёта ТКЗ нужно правильно подобрать защитный аппарат. Алгоритм:
При каскадном построении сети нужно, чтобы при повреждении на отходящей линии срабатывал именно её автомат, а вышестоящий оставался включённым и не обесточивал соседние группы. Это и есть селективность — она проверяется наложением время-токовых характеристик (ВТХ) двух выключателей.
Полная селективность по току обеспечивается, если зона мгновенного срабатывания нижестоящего автомата (например, 125 А типа C — это 625–1250 А) лежит ниже зоны срабатывания вышестоящего (например, 250 А типа D — это 2500–5000 А) во всём диапазоне ожидаемых токов КЗ. На карте селективности встроенный модуль показывает обе кривые с допусками и отмечает зону пересечения, если она есть.
Когда полная селективность недостижима (типичная ситуация для больших токов КЗ на шинах), применяется селективность по времени — на вышестоящем автомате выставляется выдержка 100–300 мс. Это требует селективных серий с регулировкой времени (КЭАЗ OptiMat D, Schneider NSX с Micrologic, ABB Tmax с PR221), либо токоограничивающих автоматов с «энергетической селективностью».
В русскоязычной практике расчёта токов КЗ существуют два основных подхода, дающих немного разные числа:
Согласно п. 1.3 ГОСТ 28249-93 упрощённый метод Беляева допускается, если погрешность не превышает 10% — для типовых проектных задач этого достаточно. Калькулятор реализует точную формулу 24 ГОСТ как основную, а табличные значения Беляева использует только для Z(1)т трансформатора (как справочные).
Самая частая ситуация на вводе многоквартирного дома или цеха. Решения по приоритету:
Главная боль длинных линий и больших автоматов. Решения:
Кабель не выдержит ток КЗ за время срабатывания защиты. Решения:
Конечный потребитель не получает требуемое напряжение. Решения по эффективности:
Электролаборатория при сдаче объекта измеряет фактическое сопротивление петли Zп прибором типа MZC-310S, ИФН-200, Sonel MIE-500. Прибор подключается к розетке или клемме конечного потребителя и кратковременно нагружает петлю током 20–100 А, по реакции напряжения вычисляет сопротивление.
Перевод результата в ток I⁽¹⁾к делается по упрощённой формуле:
Где 0,95 — коэффициент снижения напряжения по ПУЭ. Например, замеренное Zп = 0,5 Ом при Uф = 230 В даёт I⁽¹⁾к = 230·0,95/0,5 = 437 А. Это значение должно совпадать с расчётным I⁽¹⁾к.min из проекта с погрешностью не более 10% (п. 1.3 ГОСТ 28249-93). Если расхождение больше — ищите причину:
Для проектов на стадии П допустимо принимать «бесконечную мощность» (Xс = 0) — это даёт максимальный консервативный ток для подбора отключающей способности. Однако для рабочей документации и экспертизы значение Sкз должно быть запрошено в сетевой организации в рамках техусловий — это требование СП 256.1325800.2016. Типовые значения для ориентира: фидер ВРУ многоквартирного дома 100–250 МВ·А, ввод в коттеджный посёлок 50–100 МВ·А, цеховая ТП 250–500 МВ·А.
Максимум считается для холодного кабеля при 20°C, без учёта дуги, с коэффициентом c = 1,05 — это худший случай для отключающей способности. Минимум — для нагретого кабеля при рабочей температуре (70°C для ПВХ, 90°C для XLPE) с учётом сопротивления дуги в точке замыкания и коэффициентом c = 0,95. Сопротивление меди при нагреве растёт примерно на 0,4% на градус (то есть около 20% при 70°C), плюс дуга добавляет 5–15 мОм — в сумме ток падает в 1,5–3 раза.
Сопротивление переходных контактов рубильников, автоматов и шинных соединений по приложению 4 ГОСТ 28249-93 составляет 0,1–3 мОм в зависимости от номинала аппарата. Для сетей с короткими линиями (до 30 м) этот вклад может составлять 10–30% от полного Z∑ — пренебрегать им нельзя. Сопротивление дуги учитывается только в min-расчёте однофазного КЗ — оно снижает ток на 20–40% и существенно влияет на проверку чувствительности.
Инструмент пригоден для предварительной проверки решений на стадии П, оптимизации проекта и для электролаборатории при сопоставлении фактических замеров петли фаза-нуль с теоретическими значениями. Для рабочей документации и сдачи в государственную экспертизу результат должен быть оформлен в специализированном лицензионном ПО (например, EnergyCS ТКЗ, Аврал.Софт, ETAP) и подписан квалифицированным проектировщиком с допуском СРО. Числа из онлайн-инструмента можно использовать как сверочные — если расхождение с лицензионным ПО более 10%, нужно искать ошибку в исходных данных.
Именно за эти 100–300 мс срабатывают почти все электромагнитные расцепители автоматов и плавкие вставки. Если не учесть моторы — в момент разрыва дуги через автомат пройдёт ток выше расчётного, и аппарат может не справиться. На объектах с насосными станциями, компрессорами, лифтами и крупным цеховым оборудованием поправка по IEC 60909 строго обязательна. Калькулятор автоматически проверяет порог 1% и применяет коррекцию только если суммарная мощность АД действительно значима.
Это путаница часто встречается, потому что цифры применяются к разным сценариям. Расклад такой. Для современных автоматов с обратнозависимой характеристикой (B, C, D — тепловой плюс электромагнитный расцепитель) проверяют не «кратность к Iн», а попадание в зону мгновенного срабатывания: I⁽¹⁾к.min ≥ 1,1·Immax. Это и есть «коэффициент чувствительности Кч ≥ 1,1». При характеристике C20 нижняя граница ЭМ-расцепителя 100 А, верхняя 200 А — то есть Кч проверяется именно по 200 А. Для плавких вставок ПУЭ 7.3.139 требует кратность 4·Iн (взрывоопасные зоны), для автоматов с обратнозависимой характеристикой во взрывоопасных зонах — 6·Iн. А цифры 1,4 и 1,25 — это кратность для автоматов **только** с электромагнитным расцепителем (без теплового, такие применяются редко) при отсутствии заводских данных по разбросу: 1,4 для In ≤ 100 А и 1,25 для In > 100 А. Для бытовых и большинства промышленных применений с обычными модульными автоматами B/C/D в обычных (невзрывоопасных) сетях работает первая формула — Кч ≥ 1,1.
Это означает, что при дальнем однофазном замыкании на корпус автомат не сработает мгновенно по электромагнитному расцепителю — повреждение придётся отключать тепловому, что может занять до 5 секунд (нарушение ПУЭ 1.7.79 для розеточных групп) или вообще не произойти. Решения по приоритету: уменьшить длину линии или разделить её на участки с собственной защитой; увеличить сечение фазной и особенно нейтральной/защитной жилы; сменить характеристику автомата с D на C или с C на B (уставка ниже — чувствительность выше); установить дифавтомат или УЗО как резервную защиту от замыкания на корпус через цепь PE (обязательно для систем TT и рекомендуется для TN-S/TN-C-S).
Точная формула 24 ГОСТ использует симметричные составляющие с раздельным учётом сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательности. Упрощённый метод Беляева оперирует справочными таблицами Z(1)т для распространённых типоразмеров трансформаторов. Оба подхода допустимы при проектировании; калькулятор использует точную формулу как основную, а таблицы Беляева — как сверочные. Разница в результатах обычно 2–8%, в пределах допустимых 10% по самому ГОСТ.
ООО «Иннер Инжиниринг»