Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к одной фазе ток проходит через человека, землю, емкостное и активное сопротивление изоляции проводов сети.
Рис. 2.12.7. Прикосновение человека к проводу трехфазной сети с изолированной нейтралью
Рассмотрим опасность прикосновения к фазному проводу для следующих случаев :
1. При равенстве сопротивлений изоляции и емкостей проводов относительно земли : r1 = r2 = r3 = r ; с1 = с2 = с3 = с.
Iч в действительной форме равен
а в комплексной форме
.
где z - комплекс полного сопротивления одной фазы относительно земли,
. 1
z = ¾¾¾¾¾ .
1 / r + j w c
2. При равенстве сопротивлений изоляции и отсутствии емкостей, что может иметь место в коротких воздушных сетях (с=0; r1 = r2 = r3 = r)
Uф
Iч = ¾¾¾¾ .
Rч + r / 3
3. При равенстве емкостей и весьма большом сопротивлении изоляции, что может иметь место в кабельных сетях (с1 = с2 = с3 = с ; r1 = r2 = r3 = ¥)
Uф
Iч = ¾¾¾¾¾¾¾ ,
Ö Rч2 + (хс / 3)2
где хс - емкостное сопротивление, равное 1/(wc), Ом,
w - угловая частота, рад/с.
Из выражений следует, что в сетях с изолированной нейтралью, обладающих незначительной емкостью между проводами и землей опасность для человека, прикоснувшегося к одной из фаз, зависит от сопротивления проводов относительно земли и с увеличением сопротивления проводов опасность уменьшается. Поэтому в таких сетях очень важно обеспечить высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние.
Однако в сетях с большой емкостью относительно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается.
При аварийном режиме работы сети, когда возникло замыкание одной из фаз на землю (рис. 2.12.8) через малое сопротивление rзм , сила тока, проходящего через человека будет равна
_
Ö3 Uф
Iч = ¾¾¾¾ ,
Rч + rзм
а напряжение прикосновения
_ Rч
Uпр = Iч Rч = Ö3 Uф ¾¾¾ .
Rч + rзм
Рис. 2.12.8. Прикосновение человека к проводу трехфазной сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме
Если принять, что rзм = 0 или же rзм << Rч , что соответствует на практике, то
_
Uпр = Ö3 Uф = Uл .