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

С_А = С_B = С_C и r_A = r_в= r_с = 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 U_ф — фазное напряжение сети; R_ч — сопротивление цепи человека; r = r_тч + r_од + r_об + r_оп , где r_тч — сопротивление тела человека; r_од — сопротивление одежды (0,5...1 кОм — для влажной ткани и 10…15 кОм – для сухой); r_об – сопротивление обуви (для влажной — 0,2...2 кОм, а для сухой — 25...5000 кОм); r_ом — сопротивление опорной поверхно­сти ног — пола или грунта (сопротивление сухих полов достигает 2 кОм, авлажных 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: r_oп = 2,2q, если ступни расположены рядом и r_оп = 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 U_л — 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 R_к 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.