Московский энергетический институт (ТУ)

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

top.ht1.jpg (17384 bytes)

Учебно-методический комплекс

                                         Справки по телефону: 362-71-32;   e-mail: NovikovSG@mpei.ru доцент Новиков С.Г.

 


3. Анализ электробезопасности различных электрических сетей

В. Анализ электробезопасности сетей типа TN-C


Для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ типа TN-C (рис. 3.11.) значения тока, протекающего через тело человека и напряжение прикосновения определяются фазным напряжением сети и не зависят от сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли.

3_4.gif (6073 bytes)

Рис. 3.11. Однофазное прямое прикосновение в сети с заземленной нейтралью типа TN-C при нормальном режиме работы

Действительно, проводимости фазного и нулевого проводников относительно земли по сравнению с U0 =1/R0  проводимостью заземления нейтрали малы (UL1, UL2, UL3<<U0). При этом  выражение для тока (3.4), протекающего через тело человека при прикосновении к фазному проводу при нормальном режиме работы сети TN-C (рис. 3.11) , принимает вид [3]:

                                                                     (3.13)

где R0 - сопротивление рабочего заземления нейтрали.

Напряжение прикосновения в этом случае определяется из уравнения:

                                                                     (3.14)

Так как обычно R00 << Rh , то можно считать, что человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение сети.

3_12.gif (7426 bytes)

Рис. 3.12. Прикосновение к исправному проводу в сети с заземленнойной нейтралью типа TN-C при аварийном режиме работы

При аварийном режиме, когда один из фазных проводов сети, например, провод L2 (рис. 3.12), замкнут на землю через относительно малое активное сопротивление Rзм, а человек прикасается к исправному фазному проводу, уравнение (3.3) имеет следующий вид:

Здесь учтено, что YL1, UL2 и UPEN малы по сравнению с U0, а UL3по сравнению с U0 и Uзм, т.е. ими можно принебречь и считать равными нулю.

С учетом того, что

; ; ,,

напряжение прикосновения в действительной форме имеет вид

.

Учитывая, что

,

предыдущее выражение можно записать как

                                       .                                   (3.15)

При этом выражение для определения тока через тело человека  имеет вид

                                       .                                         (3.16)

Рассмотрим два характерных случая.

1. Если принять, что сопротивление замыкания фазного провода на землю Rзм равно нулю, то напряжение прикосновения

                                         .                                                 (3.17)

Следовательно, в данном случае человек окажется практически под воздействием линейного напряжения сети.

2. Если принять равным нулю сопротивления заземления нейтрали R0, то

,

т.е. напряжение под которым окажется человек, будет практически равно фазному напряжению.

Однако в реальных условиях сопротивления Rзм и R0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, т.е. напряжение прикосновения Uвсегда меньше линейного, но больше фазного, то есть

                                                .                                   (3.18)

С учетом того, что всегда    Rзм > R0, напряжение прикосновения Uh в большинстве случаев незначительно превышает значение фазного напряжения, что менее опасно для человека, чем в аналогичной ситуации в сети  типа IT.  

3_13.gif (7312 bytes)

Рис. 3.13. Прикосновение к неисправному проводу в сети с заземленной  нейтралью типа TN-C при аварийном режиме работы

При аварийном режиме работы сети  типа TN-C, когда человек касается провода, замкнувшегося на землю (рис. 3.13; человек касается фазного провода L3) ток через тело человека будет определяться, также, как и в сети типа IT, падением напряжения на сопротивлении растеканию тока в месте замыкания на землю RЗМ:                                   

                                           (3.20)

где   IЗМ - ток замыкания на землю;  a1, a2 - коэффициенты напряжения прикосновения.

При  a1= a2=1            

 

Ток замыкания на землю в сети TN-C зависит только от сопротивления растеканию тока RЗМ, сопротивления заземления нейтрали  R0 и сопротивления тела человека Rh. Если принять во внимание, что обычно RЗМ<< Rh, то

В этом случае напряжение прикосновения  лишь незначительно отличается от  значения фазного напряжения.

Таким образом, прикосновение к неисправному фазному проводу (замкнувшемуся на землю) в сети TN-C практически также опасно, как к исправному. Значение тока, протекающего через тело человека, в этом случае почти такое же,   как при прямом однофазном прикосновении в нормальном режиме работы в сети TN-C.

 

 

Следующий раздел          Предыдущий раздел       Оглавление