Опасность сетей трехфазного тока

Наибольшее число электротравм связано с однофазным вклю­чением(рис. 24), при

Рис. 24. Однофазное включение человека в сеть трехфазного тока:

а — с изолированной нейтралью: б — с глухозаземленной нейтралью

котором на протекающий через человека ток влияют режим нейтрали, качество изоляции проводов сети, ее протяженности и ряд других параметров.

При прикосновении к одной фазе в трехпроводной сети с изо­лированной нейтралью сила тока (рис. 24, а), протекающего через человека, будет определяться величиной действующего на него напряжения, сопротивления изоляции проводов (r_из), кото­рая в соответствии с ПУЭ не должна быть менее 0,5 МОм, а также электрическим сопротивлением цепи человека (R₄), состоящим из последовательно соединенных сопротивлений тела человека (r_т „), обуви (r_об) и опорной поверхности (r_оп):

I_ч = U_ф / (R_ч + r_из/3) = U_ф / ( r_{тч +} r_{од +} r_{об +} r_оп + r_из/3)

U_л = √3 U_ф

Пример. Определить силу тока, проходящего через челове­ка при неблагоприятной и благоприятной ситуациях, в случаях однофазного включения в трехпроводную трехфазную сеть на­пряжением U_л = 380 В с изолированной нейтралью.

Неблагоприятные условия. Человек прикоснулся к одной фа­зе, стоит на токопроводящем железобетонном полу, обувь сырая. Сопротивления: тела человека г_тч = 1000Ом,обуви г_об = 0Ом, опорной поверхности ног (сопротивление пола) r_оп = 0 Ом, изоля­ции r_из = 70 000 Ом. Через человека проходит ток силой:

I_ч = 380/(1000+0+0+7000/3)=0,009А =9мА

Благоприятные условия. Человек стоит на нетокопроводящем полу, покрытом линолеумом (r_оп = 1 5000000м), обувь сухая, ма­териал подошвы резина (r_об = 5000000м), сила тока, проходяще­го через человека:

I_ч = 380/ (1000+5000000+1500000+70000/3)=0,0001А = 0,1 мА

т. е. во втором случае ток, проходящий через человека, не пред­ставляет опасности.

При однофазном включении человека в четырехпроводную сеть с глухозаземленной нейтралью (рис. 24, б) проходящий через него ток определяется величиной фазного напряжения ус­тановки (U_ф), электрическим сопротивлением цепи человека (R_ч) и сопротивлением заземления нейтрали (R₀) источника тока:

I_ч = U_ф / (R_ч + R_о)

Так как R_{ч значительно больше} R_{о, то} I_ч = U_ф / (R_{ч или} I_ч = U_ф / (r_{тч +} r_{од +} r_{об +} r_оп)

Пример. Определить силу тока, проходящего через челове­ка при однофазном включении в трехфазную четырехпроводную электрическую сеть напряжением U_л = 380 В с заземленной ней­тралью.

Неблагоприятные условия. Человек стоит на токопроводящем железобетонном полу в сырой обуви. Сопротивление тела челове­ка r_тч = 1000 Ом; пола r_ОП = 0, обуви r_о6 = 0; заземление нейтрали R₀ = 4 Ом (допускаем R₀ м 0 ввиду незначительной величины по сравнению с сопротивлением тела человека). Через человека пройдет ток силой:

I _ч = 380/1000=0,22А = 220мА

Благоприятные условия. Человек находится на сухом паркет­ном полу r_оп = 30000Ом, обувь нетокопроводящая сухая (резиновая подошва) r _об = 5000000м. В этом случае сила тока

380/1000+500000+30000 = 0,0004А=0,4мА

является безопасной для человека. В действительности сопротив­ления сухих нетокопроводящих полов и резиновой обуви значи­тельно превышают сопротивления, принятые для расчета.

В аварийном режиме работы сети при наличии замыкания на одной из фаз на землю ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, выразится зависимостью: I_ч = U_л / (R_ч + R_к)

U_л = √3 U_ф

Если переходным сопротивлением R_к в месте замыкания на землю можно пренебречь по сравнению с сопротивлением цепи человека, ток через человека

I_ч = U_л / R_ч

Таким образом, при прикосновении к одному фазному проводу сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме ток через человека зависит от сопротивления утечки и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю резко повышает опасность однофазного прикосновения, так как в этом случае человек попадает под напряжение, близкое к линейному.

Наибольшую опасность представляет двухфазное включение (рис. 25), так как в этом случае человек оказывается под рабочим напряжением сети и проходящий через него ток будет равен в од­нофазной сети (в А):

I_{ч =} U_раб / r_тч

При двухфазном прикосновении к 3-х фазной цепи с изолированной нейтралью человек попадает под линейное напряжение и ток через человека определяется выражением: I_ч = U_л / R_ч

гдеU_л —линейное напряжение сети: U_л = √3 U_ф.

При двухфазном прикосновении к сети с глухозаземленной нейтралью человек попадает под линейное напряжение как в сетях с изолированной нейтралью и ток через человека I_ч = U_л / R_ч

В аварийном режиме, 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 I_ч = U_л / R_ч

Из сопоставления формул для расчета силы тока при одно- и двухфазном включении видно, что в последнем случае величина тока, действующего на человека, значительно выше, чем в первом, так как числитель в формулах двухфазного возрастает, а знаменатель резко уменьшается, потому что сопротивления изоляции, обуви и пола не оказывают защитного действия.

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 трехфазных электрических сетей, можно сделать следующие выводы:

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

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

3) 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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: