Опасность поражения в однофазных и двухпроводных сетях

Рассмотрим простейшую однофазную двухпроводную сеть, изолированную от земли, у которой емкость проводников относительно земли можно принять равной нулю (рис. 7.13). Такой может быть воздушная сеть напряжением до 1000 В небольшой протяженности до 400 м, применяемая, например для питания электрифицированного инструмента, ручных переносных ламп или сварочных трансформаторов.

Рис. 7.13. Прикосновение человека к фазному проводнику в нормальном режиме

Рис. 7.14. Эквивалентная схема замещения:

r₁, r₂ - сопротивления изоляции фазного и нулевого проводников, Ом; Ih, Rh - ток и сопротивление человека, А, Ом; U_Ф, U_ПР - фазное и напряжение и напряжение прикосновения, В; I₁, I₂ - токи утечки фазного и нулевого проводников

При однофазном касании ток через человека определяется известной формулой:

Rh

Из эквивалентной схемы замещения, представленной на рис. 7.14, фазное напряжение можно выразить:

U_Ф =U_ПР + I₂ r₂ , здесь I₂ = Ih + I₁ , .

Подставив эти значения, получим:

Преобразуем далее:

Отсюда искомое напряжение прикосновения выразится:

а ток, проходящий через человека, будет равен

(7.13)

В том случае, если сопротивления изоляции r₁ и r₂ равны между собой, т.е. r₁ = r₂ = r_из, формула 7.13 принимает вид:

(7.14)

Анализируя формулы (7.13) и (7.14), можно сделать следующие выводы:

- чем выше сопротивление изоляции фазного и нулевого проводников, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводнику;

- прикосновение человека к проводнику с большим сопротивлением изоляции более опасно (7.13);

- для снижения опасности поражения следует монтировать фазные и нулевые проводники с одинаковым и возможно большим сопротивлением изоляции r_из (7.14).

Пример: принимаем: U_Ф =220 В, r₁ = r₂ = r_из^доп = 0,5 М Ом = 5×10⁵ Ом,
Rh^расч = 1000 Ом

тогда:

Ток Ih = 0,44 м А меньше порогового ощутимого значения, равного 0,6 м А.

Рис. 7.15. Прикосновение человека к фазному проводнику в аварийном режиме:

r_ЗМ - сопротивление замыкания нулевого проводника, Ом

В аварийном режиме при замыкании нулевого проводника на землю ток через человека при однофазном касании, как на рис. 7.14, определяется формулой:

(7.15)

Поскольку сопротивление r_ЗМ очень мало по сравнению с сопротивлением r₁, r₂ и Rh, то опасность поражения человека в этом случае очень высока.

Пример: принимаем U_Ф =220 В, r_ЗМ ~ 0, Rh^расч = 1000 Ом,

тогда

.

Полученное значение выше величины смертельного тока, равного 100 м А.

Опасность поражения человека в однофазных сетях с заземленным нулевым проводником, применяемых в сетях с релейной защитой для отключения ЭУ, зависит от величины сопротивления заземленного нулевого проводника r₀. Ток через человека в этом случае будет равен

.