Ёмкостный ток однофазного замыкания на землю в сети 6–35 кВ
Что считается и как
В сетях 6–35 кВ с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не является коротким замыканием: ток замыкания определяется ёмкостью фаз сети относительно земли. Его величина решает, можно ли оставить нейтраль изолированной или нужна компенсация дугогасящим реактором (ДГР).
Связь тока и ёмкости. При металлическом замыкании одной фазы ток в месте повреждения складывается из ёмкостных токов двух неповреждённых фаз:
U_ф = U_ном / √3, ω = 2π · 50 = 314,159 рад/с
C_ф = I_C / (3 · ω · U_ф)
Множитель 3 проверен численно по таблице 10 РД 34.20.179: у кабелей ОСБ (отдельно освинцованные жилы, рабочая ёмкость равна ёмкости на землю) зарядный ток 20 кВ 70 мм² — 0,95 А/км, ток замыкания на землю — 2,8 А/км, отношение 2,95 ≈ 3.
Практический расчёт по удельным токам. Суммарный ток равен сумме вкладов всех электрически связанных линий:
кабель: i_уд — табл. 9 и 10 РД 34.20.179 (по U_ном и сечению)
воздушная линия: i_уд = 2,7·10⁻³ · U_ном [А/км, U_ном в кВ]
(коэффициент РД для линий 6–10 кВ и линий 35 кВ без тросов)
Удельные токи замыкания на землю кабелей 6 и 10 кВ (табл. 9, кабели с секторными жилами и поясной изоляцией), А/км: 16 мм² — 0,37 / 0,52; 25 — 0,46 / 0,62; 35 — 0,52 / 0,69; 50 — 0,59 / 0,77; 70 — 0,71 / 0,90; 95 — 0,82 / 1,0; 120 — 0,89 / 1,1; 150 — 1,1 / 1,3; 185 — 1,2 / 1,4; 240 — 1,3 / 1,6; 300 — 1,5 / 1,8. Кабели ОСБ 20 и 35 кВ (табл. 10): 25 мм² — 2,0 / —; 35 — 2,2 / —; 50 — 2,5 / —; 70 — 2,8 / 3,7; 95 — 3,1 / 4,1; 120 — 3,4 / 4,4; 150 — 3,7 / 4,8; 185 — 4,0 / 5,2. Для воздушных сетей РД даёт Iс = (2,7÷3,3)·U_л·l·10⁻³ и однозначно распределяет коэффициенты: 2,7 — линии 6–10 кВ и 35 кВ без тросов; 3,0 — 35 кВ на металлических опорах с тросами; 3,3 — на деревянных опорах с тросами. В расчёте применён 2,7·10⁻³; для 35 кВ с тросами вводите i_уд вручную. Для 20 кВ собственного коэффициента в РД нет — значение 2,7·10⁻³·U_ном для этого класса является экстраполяцией. Независимая сверка: известная инженерная оценка I_C = U·L/350 даёт для 10 кВ 0,0286 А/км против 0,027 А/км по РД.
Таблицы составлены для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией. У кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) удельный ёмкостный ток заметно выше — вводите его вручную по паспорту изготовителя.
Порог компенсации — ПУЭ 7-е изд., п. 1.2.16. Компенсация ёмкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:
сети без ж/б и металлических опор ВЛ: 3–6 кВ > 30 А
то же для 10 кВ > 20 А; для 15–20 кВ > 15 А
блок генератор-трансформатор 6–20 кВ > 5 А
I_C > 50 А — рекомендуется не менее двух реакторов
Мощность дугогасящего реактора. Реактор включён между нейтралью и землёй, при замыкании находится под фазным напряжением и должен выдавать ток, равный ёмкостному:
с запасом на развитие сети: Q' = 1,25 · Q
Формула сверена по каталожному ряду серийных ДГР типа РЗДПОМ на 10 кВ (номинальное напряжение обмотки 10,5/√3 = 6,06 кВ): 300 кВ·А — диапазон 5–50 А (6,06 · 50 = 303); 500 кВ·А — 8–80 А (6,06 · 80 = 485); 1250 кВ·А — 20–200 А (6,06 · 200 = 1212). Каталожная мощность совпадает с U_ф·I_max в пределах нескольких процентов. У разных изготовителей диапазоны токов одного типоразмера расходятся, поэтому конкретный реактор выбирают по каталогу изготовителя. Коэффициент 1,25 — РД 34.20.179: при отсутствии данных о развитии сети мощность реакторов определяют по ёмкостному току, увеличенному на 25 %.
Источники (проверены 2026-07-26): ПУЭ 7-е издание, глава 1.2 «Электроснабжение и электрические сети», подраздел «Общие требования», п. 1.2.16 — пороги обязательной компенсации (5 / 10 / 15 / 20 / 30 А) и рекомендация двух реакторов при токе более 50 А; номер пункта и текст сверены дословно по двум публикациям полного текста главы. РД 34.20.179 (ТИ 34-70-070-87) «Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ» (утв. Главтехуправлением Минэнерго СССР 06.06.1987) — таблицы 9 и 10 удельных ёмкостных токов кабелей, приближённая оценка для воздушных сетей, коэффициент 1,25 на развитие сети; значения сверены построчно по двум публикациям полного текста. Честно о статусе: указанный в самом РД срок действия (1988–1993) истёк, профильным ГОСТом документ не заменён и применяется как справочно-методический материал — нормативно обязательным здесь является ПУЭ п. 1.2.16. Соотношение I_C = 3·ω·C_ф·U_ф и формула Q = U_ф·I_C — классическая теория трёхфазных сетей с изолированной нейтралью (не ГОСТ), проверены численно по таблицам РД и по каталожному ряду серийных реакторов. Расчёт — проектная оценка по усреднённым удельным данным; фактический ёмкостный ток действующей сети определяют измерением.