Анализ электробезопасности сети с глухозаземленной нейтралью трансформатора (TN – C)

В нормальном режиме работы такой сети и при однофазном прикосновении человека сопротивление изоляции фаз относительно земли Z_из защитного действия от поражения человека электротоком не оказывает, так как ток I_h, проходящий через его тело, практически весь возвращается в сеть через сопротивление рабочего заземления нейтрали R_о, имеющего малое значение (для данной сети 220/380В R_о = 4 Ом, что на несколько порядков меньше Z_из).

Значение I_h можно определить по следующей формуле

В аварийном режиме работы сети (рисунок), когда одна из фаз замкнута на землю, а человек касается другой фазы, значение тока через его тело определяется по формуле

.

На практике R_зм принимает значения в диапазоне от R_o до 10 R_o.

При R_зм = R_о

.

При R_зм = 10 R_o .

Т.е. значения тока протекающего, через тело человека I_h находятся в диапазоне от до 1,35 . Значит, в аварийном режиме работы сети с глухозаземленной нейтралью I_h может увеличиться по сравнению с нормальным режимом максимум на 35 % (что значительно меньше, чем в сетях с изолированной нейтралью).

По результатам теоретического анализа сетей напряжением до 1000В можно сделать следующие выводы.

1. Наименее опасной является сеть с изолированной нейтралью в нормальном режиме работы, но она становится наиболее опасной в аварийном режиме. Поэтому с точки зрения электробезопасности предпочтительнее является сеть с изолированной нейтралью при условии поддержания высокого уровня Z_из и недопущения работы в аварийном режиме.

2. В сети с глухозаземленной нейтралью не требуется поддерживать высокий уровень Z_из и в аварийном режиме такая сеть менее опасна, чем сеть с изолированной нейтралью. Сеть с глухозаземленной нейтралью является предпочтительнее с технологической точки зрения, так как позволяет одновременно получать два напряжения: фазное, например 220В, и линейное, например 380В (их иногда называют соответственно осветительным и силовым). В сети с изолированной нейтралью можно получить только одно напряжение – линейное.

В связи с вышеизложенным, при напряжениях до 1000В в основном применяют сети с глухозаземленной нейтралью.