Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям в различных условиях

Рис. 11. Двухфазное прикосновение человека электрической сети

Рис. 12.Однофазное прикосновение к четырехпроводной сети с заземленной нейтралью

В трехфазных сетях с глухозаземленной нейтралью (рис. 3.7) при нормальной работе сопротивление заземления нейтрали значительно меньше сопротивления изоляции проводов. Поэтому при расчете напряжения прикосновения и тока, протекающего через тело человека, проводимостями проводов можно пренебречь. Если пренебречь проводимостями фаз относительно земли, ток, проходящий через человека, стоящего на зем­ле и касающегося одной из фаз, Ih = U/(Rh+Ro), где U — фазное напряжение; Rh — сопротивление тела человека; Ro — сопротивление заземления.

Так как сопротивление заземления R₀ составляет несколько Ом, а сопротивление человека Rh>1000 Ом, т. е. (Ro<Rh), то, пренебрегая малым сопротивлением R₀, получаем Ih = U/Rh, т. е. человек, касаясь одной фазы сети с глухозаземленной нейтралью, попадает под фазное напряжение. В этом случае ток через тело человека в сильной степени зависит от сопротивления грунта (пола), обуви и других сопротивлений в возникшей цепи и не за­висит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли.

При аварии в сетях возможно замыкание на землю одной или нескольких фаз. При замыкании на землю одной из фаз в сети с глухозаземленной нейтралью напряжение фаз от­носительно земли меняется незначительно. Ток замыкания на землю I₃ = U/(Ro+R₃), где R₃—переходное сопротивление в мес­те замыкания фазы на землю.

В сетях, с изолированной нейтралью ток через тело человека, касающегося одной фазы, а также ток замыкания на землю за­висят в сильной степени от сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли. Диэлектрики, из которых изготавливает­ся изоляция токоведущих частей, имеют конечное удельное со­противление, причем вследствие старения, увлажнения, повыше­ния температуры и других неблагоприятных факторов это сопро­тивление уменьшается.

Рис. 13. Однофазное прикосновение к трехфазной сети с изолированно нейтралью

сопротивление фазы относи­тельно земли равно активному сопротивлению изоляции и ток через тело человека, коснувшегося одной фазы (рис), Ih=3U/(3Rh+ R).

При сопротивлении изоляции фаз относительно земли, значи­тельно большем сопротивления тела человека (R>Rh), это вы­ражение примет вид Ih = 3U/R, т. е. чем больше сопротивление изоляции, тем меньший ток протекает через тело человека, при­чем при больших сопротивлениях изоляции ток через тело чело­века в малой степени зависит от сопротивления его тела. Следо­вательно, сопротивление изоляции защищает человека от воздей­ствия электрического тока при его касании одной фазы сети с изолированной нейтралью. При сопротивлениях изоляции фаз относительно земли, равном нескольким десяткам килоом и бо­лее, ток, проходящий через тело человека, может оказаться не­большим и допустимым, так что прикосновение к фазе будет бе­зопасным.

В разветвленных сетях большей протяженности с большим числом потребителей сопротивление изоляции невелико, а ем­кость может быть значительной, так что полное сопротивление фазы относительно земли может оказаться по абсолютной вели­чине много меньшим сопротивления цепи, в которую входит тело человека Z<Rh, и выражение (11.3) примет следующий вид: Ih = U/Rh, т. е. человек, касаясь одной фазы, попадает под фаз­ное напряжение, и сопротивление изоляции оказывает незначи­тельное влияние на величину проходящего через него тока.

В случае однофазного прикосновения к сети с изолированной нейтралью, где произошло замыкание другой фазы на землю через сопротивление контакта фазы с землей, ток, проходящий через человека:

, где R_зм - сопротивление на землю