Однофазное включение в цепь тока с изолированной нейтралью

Рис. 3. Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью:

а – нормальный режим работы; б – аварийный режим работы (повреждена вторая фаза)

•На производстве для электроснабжения силовых электроустановок находят применение трехпроводные электрические сети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутствует четвертый заземленный нулевой провод, а имеются только три фазных провода.

•На этой схеме прямоугольниками условно показаны электрические

сопротивления rА , rB, rC изоляции провода каждой фазы и емкости СА, Св, Сс каждой фазы относительно земли.

•Для упрощения анализа примем rА = rB = rC = r , а СА = СB = СС = С.

• Если человек прикоснется к одному из проводов или

к какому-нибудь предмету, электрически соединенному с ним, ток потечет через человека, обувь, основание и через изоляцию и емкость проводов будет стекать на два других провода.

•Образуется замкнутая электрическая цепь, в которую, в отличие от ранее рассмотренных случаев, включено сопротивление изоляции фаз.

•Так как электрическое сопротивление исправной

изоляции составляет десятки и сотни кОм, то общее электрическое сопротивление цепи значительно больше сопротивления цепи, образующейся в сети с заземленным нулевым проводом.

•То есть ток, проходящий через тело человека, в такой сети будет меньше и прикосновение к одной из фаз сети с изолированной нейтралью безопаснее.

• Ток, проходящий через тело человека, будет равен:

где :

Ih - ток ,проходящий через тело человека;

Rh = Rч + Rоб + Rос - электрическое сопротивление цепи человека;

w = 2π f - круговая частота тока, рад/с (для тока промышленной частоты f = 50 Гц, поэтому w = 100π).

•Если емкость фаз невелика

(это имеет место для непротяженных воздушных сетей), можно принять С ≈ 0, то ток ,проходящий через тело человека:

(3Rцч + r)Iч = 3Uф /

• 1. пример

Если сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм, а сопротивление изоляции фаз 300 кОм, ток, который

проходит через тело человека (для сети 380/220 В), будет равен:

Iч = 3∙220 /[3∙(30000 + 100000 + 1000) + 300000] = 0,95 мА

Такой ток человек может даже не почувствовать.

• 2. пример

Даже если не учитывать сопротивление цепи человека (человек стоит на влажной земле в сырой обуви), проходящий через человека ток будет безопасен:

Iч = 3∙220/300000 = 2,2 мА

•При нарушении же изоляции

какой-либо фазы прикосновение к сети с изолированной нейтралью становится более опасным, чем к сети с заземленным нулевым проводом.

•В аварийном режиме работы (рис. 3 б) ток, проходящий через тело человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет стекать по цепи замыкания на земле на аварийную фазу, и его величина

•Так как сопротивление

замыкания R3 аварийной фазы на земле обычно мало, то человек будет находиться под линейным напряжением, а сопротивление образовавшейся цепи будет равно сопротивлению цепи человека опасно.Rцч = (Rч + Rоб + Rос ), что очень

•По этим соображениям, а также из-за удобства использования (возможность получения напряжения 220 и 380 В) четырехпроводные сети с

заземленным нулевым проводом на напряжение 380/220 В получили наибольшее распространение.

Защита от поражения электрическим током

В соответствии с ГОСТ Р 12.1.009-2009 защитному заземлению или занулению подлежат:

•1) металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей и животных;

•2) все электроустановки в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также наружные установки при напряжении 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока;

•3) все электроустановки переменного тока в помещениях без повышенной опасности при номинальном напряжении 380 В и выше и постоянного – 440 В и выше.