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.

I_ч 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)

U_ф

I_ч = ¾¾¾¾ .

R_ч + 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 = ¥)

U_ф

I_ч = ¾¾¾¾¾¾¾ ,

Ö R_ч² + (х_с / 3)²

где х_с - 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 r_зм , сила тока, проходящего через человека будет равна

_

Ö3 U_ф

I_ч = ¾¾¾¾ ,

R_ч + r_зм

а напряжение прикосновения

_ R_ч

U_пр = I_ч R_ч = Ö3 U_ф ¾¾¾ .

R_ч + r_зм

Рис. 2.12.8. Прикосновение человека к проводу трехфазной сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме

Если принять, что r_зм = 0 или же r_зм << R_ч , что соответствует на практике, то

U_пр = Ö3 U_ф = U_л .