2.4.2.2.Исследование опасности сети с глухозаземленной нейтралью

Сетью с глухозаземленной нейтральюназывают электрическую сеть, в которой нейтраль источника питания (трансформатора или генератора) присоединена к заземляющему устройству либо непосредственно, либо через малое сопротивление (например, через трансформатор тока). Схема сети с глухозаземленной нейтралью приведена на рис. 2.4. В случае прикосновения человека к фазному проводу этой сети, электрический ток протекает по цепи тела человека, земле и через заземляющее устройство, к которому присоединена нейтраль, имеющее сопротивлениеR0.

Рис. 2.4. Схема трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью.

В общем случае цепь тела человека включает в себя сопротивление тела человека R4, а также сопротивление обувиRоби пола или основанияRп, на котором стоит человек. При этом, ток, проходящий через тело человека, определяется выражением

, (2.5)

Если человек находится в непроводящей ток обуви и стоит на изолирующем основании (например, на сухом деревянном полу), то полное сопротивление цепи тело человека может быть достаточно большим, а протекающий через человека ток может оказаться ниже предельно-допустимого уровня.

Однако при неблагоприятных условиях, когда человек находится в токопроводящей обуви (сырой или подбитой металлическими гвоздями) и стоит на токопроводящем основании (сырой земле, металлическом полу, или на заземленной металлоконструкции), сопротивлениями обуви пола можно пренебречь из-за их малости и считать Rоб =Rп=0. Тогда выражение (2.5) примет вид

, (2.6)

При напряжении сети 380/220 В сопротивление тела человека принимается равным R4=1000 Ом, а сопротивление заземления нейтрали регламентируется ПУЭ и не должно превышать значенияR04Ом.

Так как R0R4, то сопротивлениеR0можно пренебречь и тогда ток через тело человека определится выражением

, (2.7)

Напряжение прикосновения при этом будет равно

(2.8)

т.е. при однофазном прямом прикосновении человек, как правило, оказывается под фазным напряжением.

Таким образом, из выражений (2.7) и (2.8) следует, что в сети с глухозаземленной нейтралью ток Iч, проходящий через тело человека, и напряжение прикосновенияUпрпрактически не зависят от параметров изоляции сети (активных сопротивлений и емкостей фазных проводов относительно земли), а зависят только от напряжения питания сети и сопротивления цепи тела человека. По этой причине, сети с глухозаземленной нейтралью рекомендуется по условиям безопасности применять там, где невозможно обеспечит хорошую изоляцию электроустановок, или нельзя быстро отыскать и устранить повреждение изоляции. Это, как правило, сильно разветвленные сети, а так же сети, которые подвержены влиянию высокой влажности, температуры, химически агрессивной среды и пр.

Чтобы убедится в этом экспериментально, необходимо смоделировать прикосновение человека к фазному проводу в сети с глухозаземленной нейтралью и исследовать влияние Ruзи С на величинуIчиUпр. Для этого следует:

• включить тумблер R0(заземлить нейтраль);

• установить Rч=1кОм;

• включить стенд;

• включить тумблер «ЗАМЫКАНИЕ»;

• снять зависимости Iч=ƒ(Ruз) иUпр= ƒ(Ruз) при С=0=constиRч=1кОм=const, а также зависимостиIч=ƒ(С) и Uпр= ƒ(С) при Ruз==constRч=1кОм=const. Результаты измерений занести в таблицу 2.4

Таблица 2.4

Ruз=Ra=Rb=Rc, кОм		400	10	5	2	1
Iч , мА	При Rч=1кОм, С=Ca=Cb=Cc =0
Uпр, В
С=Ca=Cb=Cc , мкФ		0,1	0,2	0,5	1,0	1,5
Iч , мА	При Rч=1кОм,Ruз=Ra=Rb=Rc=¥
Uпр, В

Проанализировать полученные результаты и сделать выводы в которых оценить опасность поражения током при касании фазного провода в сети с глухозаземленной нейтралью и подчеркнуть независимость этой опасности от параметров изоляции сети.