С изолированной нейтралью

В таких сетях можно принять Y_N = Y₀= 0. Кроме того, при нор­мальном режиме работы сети обычно R_A = R_B = R_C = R, C_A = C_B = С_C = C и, следовательно, Y_A = Y_B = Y_C = Y. С учетом этого

(13)

Переходя от проводимостей к сопротивлениям и учитывая, что Z = l/Y = (1/R +jωC)^-1 - комплексное сопротивление проводника относительно земли, получаем

I_h U_ф/ (R_h + Z/3), (14)

а амплитуда тока

(15)

Рассмотрим два частных случая:

1. При С_А = С_B = С_C 0, что имеет место в коротких воздушных сетях. С помощью формулы (14) находим

I_h U_ф/ (R_h + R/3), (16)

или с учетом выражения (3)

I_h U_ф/ (R_чл⁺R_об ⁺R_oc). (17)

Следовательно, ток, проходящий через тело человека, зависит от фазного напряжения, сопротивления изоляции проводников относи­тельно земли и сопротивления в цепи тела человека. В условиях сырости можно принять R_об = R_oc = 0, и тогда решающее значение приобретает сопротивление изоляции. Если оно удовлетворяет тре­бованиям Правил устройства электроустановок, т. е. R ≥500 кОм, то I_h не может достичь опасных значений.

2. При R_А = R_B = R_C ∞ (это допустимо принять для кабельных сетей) из выражения (15), разделив числитель и знаменатель дроби под корнем на R², получим

(18)

На практике емкости фаз сравнительно невелики, поэтому вто­рой член выражения под корнем не может быть много больше единицы. Отсюда следует, что с увеличением емкости фаз относи­тельно земли I_h растет и может достичь опасных значений.

Аварийный режим работы сетей

Рассмотрим ситуацию, когда одна из фаз сети (фаза С) замкну­лась на землю через относительно малое активное сопротивление R_зм,например, при обрыве и падении провода на землю. В схемах сети (см. рис. 3) это обстоятельство отразится включением параллельно Y_C проводимости Y_зм = 1/R_зм (Y_змна рисунке не показана). Следовательно, между фазой С и землей проводимость составит Y_С +Y_зм. С учетом этого выражение (6) примет вид

(19)

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной ней­тралью. В этой сети обычно выполняется условие (7), поэтому выражение (19) можно упростить:

(20)

Учитывая соотношения (4), а также то, что R₀« R_h получаем

(21)

Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью. Для данной сети Y_N = Y₀= 0. Кроме того, обычно |Y_A|, |Y_B|, | Y_C| « Y_зм. Тогда выражение (19) примет вид

(22)

или, с учетом выражения для а и соотношений (4),

Ih= U_ф/(R_h + R_зм) = U_л/(R_h + R_зм). (23)

В аварийном режиме часто реализуется ситуация, при которой R_зм существенно больше R₀и одновременно R_зм « R_h. При этом условии сравнительный анализ формул (21) и (23) показывает, что человек оказывается под напряжением U_пр, близким к линейному в сети с изолированной нейтралью, что более опасно, нежели в сети с глухозаземленной нейтралью, где U_пр приближается к фазному напряжению. Для обоих видов сетей характерно уменьшение опасности поражения током при увеличении R_h.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Лабораторная работа №1

Анализ поражения током в трехфазных электрических сетях напряжение до 1 кВ

Цель работы - исследовать опасность прикосновения человека к фазному проводу электрической сети напряжением до 1 кВ в ее нормальном и аварийном состояниях в зависимости от режима нейтрали источника питания сети, активного сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, а также сопротивления в цепи тела человека.

Содержание работы

Провести сравнительный анализ трехфазных сетей напряжением до 1кВ: трехпроводной с изолированной нейтралью и четырехпроводной с заземленной нейтралью с точки зрения опасности поражения электрическим током в случае прямого прикосновения человека к фазному проводу при нормальном и аварийном режимах работы сетей.

При нормальном режиме работы каждого вида сети исследовать зависимость тока, проходящего через тело человека

- от активного сопротивления изоляции проводов при постоянном значении их емкости относительно земли

(R_AE=R_BE=R_CE=R_PEN=R_E=Var ; С_AE=С_BE=С_CE=C_PEN =С_E= const),

- от емкости проводов относительно земли при постоянном значении их сопротивления изоляции (С_AE = С_BE = С_CE = С_PEN = C_E = Var;

(R_AE = R_BE= R_CE =R _PEN =R_E =const);

- от сопротивления R_h в цепи тела человека при постоянных значениях активного сопротивления изоляции R_E и емкости проводов относительно земли С_Е.

При аварийном режиме работы каждого вида сети (в случае замыкания фазного провода на землю через сопротивление растеканию тока R_зм ) исследовать зависимость тока, проходящего через тело человека,

- от сопротивления R_зм при постоянных значениях параметров R_E, С_E ,и R_h ;

- от сопротивления R_h при постоянных значениях параметров R_E, С_Е, и R_ЗМ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: