3. Опасность напряжений прикосновения при замыкании фазы на землю (аварийный режим) и на корпус электрооборудования

При замыкании фазы на землю сеть с изолированной нейтралью (рис. 4) оказывается более опасной, чем с заземленной (рис. 5). Так как, в сети с изолированной нейтралью напряжение, обуславливающее величину тока через тело человека равно U_л, а в сети с заземлённой нейтралью оно лежит в пределах:

U_л >U_пр >U_ф

Рисунок 4 - Сеть с изолированной нейтралью

I_h = , (7)

где R_h - сопротивление тела человека;

R_зм - сопротивление замыкания фазы земли

В случае пробоя фазы на корпус оборудования, которое в нормальных условиях не должно находится под напряжением, человек, работающий с этим оборудованием, оказывается в режиме однофазного прикосновения. Для защиты от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью применяется защитное заземление (рис. 6).

Рисунок 5 - Сеть с заземленной нейтралью

Рисунок 6 - Защитное заземление

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасного значения напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением с землей. С заземленного корпуса ток стекает в землю через заземлитель (R_з)

Uф

I з = (8)

Rз + Rиз

3,

где Rз - сопротивление заземляющего устройства

Пример: В сети с U_ф= 220 В, при R_об = 0; R_пола = 0;

R_из= 450 кОм, R_h= 1000 Ом человек прикасается к незаземленному корпусу. Найти I_h.

Если корпус электрооборудования не заземлен и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно прикосновению к фазе (рисунок 4). Ток через человека определяется в соответствии с формулой 1

220

I h = = 7 мА

1000 + 450 1000

3

При заземленном корпусе опасность прикосновение много меньше. Если корпус заземлен R_з= 4 Ом

= 1,4 мА

U_k = I_з·R_з , (9)

где U_k - напряжение на корпусе оборудования

U_k = 1,4·10^-3·4 = 5,6·10^-3 В

При замыкании одной фазы на землю, а другой на корпус заземлённой электроустановки (рис. 7) на корпусе появляется напряжение, которое можно рассчитать по формуле 10.

Рисунок 7. Аварийный режим в сети при заземлённом корпусе электрооборудования

. (10)