Лекция №10

3.6 Анализ прикосновения человека к электрической сети

Для упрощения примем, что:

• сеть с малой емкостью (при этом сопротивление изоляции, R_из значительно меньше емкости сопротивления изоляции Хс_из);

• сопротивление пола R_пол и сопротивление обуви R_o6 равны нулю;

• сопротивление изоляции каждого провода относительно земли равны, т.е. R_из – R_из2 = R_из3 = … = R_из .

Для однопроводной сети с заземленным полюсом («земля» используется в качестве второго провода) ток, протекающий при однополюсном прикосновении человека к неизолированному (токоведущему) проводу I_Ч, можно определить по формуле (рисунок 3.2)

I_Ч=.

В любом случае следует учитывать каждый данный момент времени ток протекает от «плюса» до минуса источника напряжения по пути наименьшего сопротивления!

Для двухпроводной сети с изолированными от земли проводами (рисунок 3.3) имеем:

Рисунок 3.3

а) В случае двухполюсного прикосновения I_Ч= т.е. ток опасный;

б) В случае однополюсного прикосновения при хорошем состоянии изоляции проводов (по нормам R_из500 кОм) человек находится под защитой R_из, т.к. I_Ч=;

в) В случае однополюсного прикосновения к проводу 1 и замыкании

другого провода 2 на землю I_Ч= т.е. в случае нарушении изоляции через человека будет протекать опасный ток. Такой режим называет аварийным.

Для двухпроводной сети с заземленным полюсом (рисунок 3.4) имеем:

а) В случае исправной нагрузки (R_н ≠ 0) ток неопасный, т.к. I_Ч=, где

∆U - потери в проводе, В. По нормам ∆U₁ ≈ 1,5% *U;

б) В случае короткого замыкания (к.з.) нагрузки (неверно отсоединяют потребитель от сети или неисправная нагрузка) ток становятся опасным, т.к.

I_Ч=, где ∆U₂= .

Для трехфазной трехпроводной сети, соединенной «звездой», с изолированной нейтралью (рисунок 3.5) имеем:

а) эквивалентная схема соединения «звездой», где И_Ф - напряжение фазы, В (между «н» и «к»);

U_Л- - линейное напряжение, В (между «к», и «к»),

н - начало каждой фазы;

к - конец каждой фазы.

Соединение начал всех фаз в одну точку, называется нейтралью. Если нейтраль не имеет соединения (контакта с землей), то она называется изолированной. -^: ,

б) в случае двухполюсного касания человека к фазным проводам (L₁, L₂, L₃) ток опасный, т.к.:

I_Ч=;

в) в случае однополюсного присоединения к фазному проводу при хорошем состоянии изоляции человек находится под защитой изоляции и через него протекает неопасный ток:

I_Ч=;

г) в случае однополюсного касания человека к проводу L₃ и замыкании другой фазы, например L₂, на землю ток становится значительным, определяется линейным напряжением, опасный для жизни человека:

I_Ч=.

Для трехфазной трехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью

(рисунок 3.6) имеем:

а) в случае однополюсного прикосновения протекает ток, равный:

I_Ч=,

который не зависит от состояния изоляции;

б) в случае однополюсного прикосновения к фазе L₃ и замыкания, фазы L₃,

на землю через человека протекает такой же ток, как и в предыдущем случае

I_Ч ≈, т.к. I_кз через человека не пойдет (R_Ч> R₀) Этот ток меньше, чем в аналогичном случае в сети с изолированной нейтралью.

Вывод: во всех рассмотренных случаях для уменьшения тока, протекающего через человека, следует использовать средства индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, галоши, боты, подставки и т.д.) и (иди) контролировать исправность изоляции.

«R₀ » называется сопротивлением рабочего заземления.

Рабочее заземление - это преднамеренное соединение токоведущей части источника (в данном случае нейтрали) с землей или ее эквивалентом для создания необходимого режима работы сети. Это физическая величина, определяемая сопротивлением в месте контакта нейтрали с землей. Величина R₀ нормируется в зависимости от напряжения фазы (сети) (таблица 2.2).

Таблица 2.2

UФ, В	127	220	380
R0, Ом	8	4	2

Наиболее часто используемой сетью на предприятиях связи является четырех проводная трехфазная с заземленной нейтралью и нулевым проводником. Схема подключения оборудования к такой сети с обеспечением электробезопасности обслуживающего персонала показана на рисунке 3.7

На схеме: PEN - совмещенный нулевой проводник в электроустановках до 1000 В сочетает функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего проводника N.

Нулевой защитный проводник РЕ обеспечивает зануление корпусов (металлических) оборудования.

Нулевой рабочий проводник N обеспечивает необходимый режим питания электроустановки.

FU1,... ,FU6 - предохранители (плавкие вставки).

R_п - повторное заземление нулевого проводника для обеспечения зануления оборудования в случае обрыва нулевого провода и уменьшения

напряжения на корпусах оборудования при коротком замыкании фазы на корпус. Обычно R _п ≥ R₀, но не более 30 Ом.

№1, №2 - трехфазные электроустановки (потребители).

Для уменьшения опасности поражения электрическим током можно подсоединить зануленный корпус к заземлителю (R₃).

Если используют нулевой защитный и нулевой рабочий проводник (

раздельно, то такая сеть называется пятипроводной (рисунок 3.8).

Эти сети гармонизированы со стандартами международной электротехнической комиссии.