Национальный исследовательский университет МЭИ

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

Учебно-методический комплекс (издание второе, исправленное и дополненное)

                                         Справки по телефону: 362-71-32;   e-mail: KorolevIV@mpei.ru _ _

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.

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 (U_L1, U_L2, U_L3<<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]:

где R₀ - сопротивление рабочего заземления нейтрали.

Напряжение прикосновения в этом случае определяется из уравнения:

Так как обычно R_{00 << Rh , то можно считать, что человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение сети.}

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 R_зм, а человек прикасается к исправному фазному проводу, уравнение (3.3) имеет следующий вид:

Здесь учтено, что Y_L1, U_L2 и U_PEN малы по сравнению с U₀, а U_L3 – по сравнению с U₀ и U_зм, т.е. ими можно принебречь и считать равными нулю.

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

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

Однако в реальных условиях сопротивления R_зм 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 U_h  всегда меньше линейного, но больше фазного, то есть

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

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 R_ЗМ:                                   

                                           (3.20)

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

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