Опасность трехфазных электрических цепей с изолированной нейтралью.

      Провода электрических сетей по отношению к земле имеют ёмкость и активное сопротивление — сопротивление утечки, равное сумме сопротивлений изоляции путем тока  на  землю  (рис. 3.13).  Для  упрощения  анализа  можно  принять  их  равными,  т. е

СА = СB = СC  и  rA = rв= rс = r.

При прикосновении человека к одному из фазных проводов (3.13, а) (однофазное сопротивление) исправной сети проводимость этого провода относительно земли уменьшается и происходит смешение нейтрали. Ток через человека в этом случае выражается зависимостью:

где Uф — фазное напряжение сети; Rч — сопротивление цепи человека; r = rтч + rод + rоб + rоп , где rтч — сопротивление тела человека; rод — сопротивление одежды (0,5...1 кОм — для влажной ткани и 10…15 кОм – для сухой); rоб – сопротивление обуви (для влажной — 0,2...2 кОм, а для сухой — 25...5000 кОм); rом — сопротивление опорной поверхности ног — пола или грунта (сопротивление сухих полов достигает 2 кОм, а влажных или пропитанных щелочами или кислотами — 4…50 Ом); сопротивление опорной поверхности ног на грунте зависит от удельного сопротивления грунта и может быть определено по формулам: roп = 2,2q, если ступни расположены рядом и rоп = 1,6q — ступни ног расположены на расстоянии шага (где q — удельное сопротивление фунта, Ом м); ω = 2πƒ — угловая частота сети, ƒ — частота тока для промышленных сетей равна 50 Гц.

В случае коротких электрических сетей (при малых емкостях фазных проводов относительно земли С = 0) выражение для тока через человека запишется так:

В кабельных сетях сопротивления утечки большие (r→∞), а емкости значительны. Тогда:

При двухфазном прикосновении (рис. 3.13, б) человек попадает под линейное напряжение и ток через человека определяется выражением:

где Uл — линейное напряжение сети:

В аварийном режиме работы сети при наличии замыкания на одной из фаз на землю (рис. 3.13, в) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, выразится зависимостью:

Рис  3 13. Опасность трехфазных электрических цепей с иллюстрированной нейтралью

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

где

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. Наиболее опасным является двухфазное прикосновение.