Опасность трехфазных электрических сетей с заземленной нейтралью

Рис. 4. Опасность трехфазных электрических цепей с заземленной нейтралью

Трехфазные сети с заземленной нейтралью обладают малым сопротивлением между нейтралью и землей (практически оно равно сопротивлению рабочего заземления нулевой точки трансформатора или генератора) (рис.4). Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению, и ток через человека, прикоснувшегося к одной из фаз (рис.4.а), определяют выражением

I_ч = U_ф (R_ч + R₀),

где R₀ – сопротивление рабочего заземления нейтрали.

Пренебрегая сопротивлением рабочего заземления нейтрали (R≤10 Ом) по сравнению с сопротивлением цепи человека, можно записать

I_ч = U_ф / R_ч.

При двухфазном прикосновении (рис.3,б) человек попадает под линейное напряжение, как в сетях с изолированной нейтралью и ток через человека определяют по формуле:

I_ч=U_л/R_ч.

В аварийном режиме (рис.3,в), когда одна из фаз сети замкнута на землю, происходит перераспределение напряжения и напряжения исправных фаз по отношению к земле отличны от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, человек попадает под напряжение U_ч которое больше фазного, но меньше линейного, и ток, проходящий через человека определяют по формуле

I_ч = U_ч / R_ч.

Таким образом, прикосновение к исправной фазе при замыкании другой фазы на землю опаснее, чем прикосновение в фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с заземленной нейтралью, а наиболее опасно двухфазное прикосновение.

Анализируя различные случаи прикосновения человека к проводам трехфазной сетей, можно сделать следующие выводы:

· наименее опасным является однофазное прикосновение к проводу исправной сети с изолированной нейтралью;

· при замыкании одной из фаз на землю опасность однофазного прикосновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при любом режиме нейтрали;

· наиболее опасным является двухфазное прикосновение при любом режиме нейтрали.

Режим нейтрали трехфазной сети выбирается по технологическим требованиям и по условиям безопасности. Согласно ПУЭ, при напряжении выше 1000 В применяются две схемы: трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехпроводные сети с эффективно заземленной нейтралью, а при напряжении до 1000 В применяются трехпроводные сети с изолированной нейтралью и четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью.

Однофазные сети могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку (рис.5).