С изолированной нейтралью

В сети с изолированной нейтралью нулевая точка трансформатора "О" не присоединена к заземляющему устройству или присоединена через приборы, имеющие большое сопротивление. Если человек прикоснется к двум фазам (рисунок 3.1,а), то напряжение прикосновения будет равно линейному напряжению сети. Если же человек прикоснется к одной фазе (рисунок 3.1,б) или к корпусу электроустановки в случае замыкания фазы на корпус (рисунок 3.4,в), то через человека потечет ток

. (3.1)

Сопротивление изоляции - это сопротивление опоры и изоляторов (рисунок 3.1,г) или сопротивление изоляции кабеля (рисунок 3.1,д), а также емкостное сопротивление проводов относительно земли.

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) [1] при линейном напряжении = 380 В сопротивление изоляции фаз должно быть не менее 0,5 МОм. Поэтому при хорошей изоляции ток будет очень маленьким, и человеку будет абсолютно безопасно прикосновение к одной фазе или к корпусу электроустановки. Однако при низком сопротивления изоляции (мокрая опора, разбитый изолятор, обрыв провода и падение его на землю и т.п.) - появляется опасность.

Например: = 380 В, = 2 кОм, = 0, = 0, то

= 380/(1000 + 0 + 0 + 2000) = 0,126 А, т.е. смертельно опасно.

Рисунок 3.1 - Схемы возможного поражения человека электрическим

током в сети с изолированной нейтралью:

г - сопротивление изоляции воздушной линии электропередачи;

д - сопротивление изоляции кабельной линии

Задача 3.1.1

Для откачивания воды из карьера используется насос. Электродвигатель насоса подключен на три фазы к сети через предохранители. Сеть с изолированной нейтралью, линейное напряжение 380 В. Защитное заземление отсутствует. Фаза “А” сети оборвана и касается земли. Сопротивление фазы “А” относительно земли (сопротивление изоляции) R_из = 200 Ом. Сопротивление прохождению тока каждой из фазных проводов (A, B и C) R_a = R_b = R_c = 2 Ом. Фаза “С” двигателя касается корпуса двигателя насоса, т.е. на корпусе насоса появилось напряжение. Человек стоит на земле и одной рукой касается насоса. Сопротивление тела человека прохождению тока R_чел = 1 кОм, сопротивление обуви R_обуви = 4 кОм, сопротивление пола R_пол = 0.

Нарисовать электрическую схему, показать путь тока, рассчитать ток, проходящий через предохранитель I_пред и ток, протекающий через тело человека I_чел. Сделать вывод об опасности поражения человека током.

Решение

Рисунок 3.2 – Электрическая схема воздействия тока на человека

Ток, протекающий через предохранитель и через тело человека, проходит по цепи: трансформатор (фаза “C”), фазный провод, предохранитель фазы “C”, тело человека, обувь, земля, оборванный провод фазы “A”, трансформатор (фаза “A”):

I_{предохр} = I_чел = U_л / (R_пров.C + R_чел + R_обуви + R_пола + R_из + R_пров.A) ,

где I_{предохр} – ток, проходящий через предохранитель фазы “C”, A;

I_чел – ток, проходящий через человека, A;

U_л – линейное напряжение в сети, В;

R_пров.C – сопротивление провода фазы “C”, Ом;

R_чел – сопротивление тела человека, Ом;

R_обуви – сопротивление обуви, Ом;

R_пола – сопротивление пола, Ом;

R_из – сопротивление изоляции фазы “A” относительно земли, Ом;

R_пров.A – сопротивление провода фазы “A”, Ом

I_{предохр} = I_чел = 380 / (2+1000+4000+0+200+2) = 0,073 А = 73 мА.

При токе 73 мА предохранитель не сгорит, у человека будут судороги рук и через несколько секунд может возникнуть фибриляция сердца и наступить клиническая смерть.