Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

При нормальном режиме рассматриваемой сети ток, протекающий через человека в период касания к одной фазе, например фазе I (рис.1), в комплексной форме запишется

, ( 1 )

где Y₁, Y₂, Y₃ – полные проводимости изоляции фазных проводов;

Y_h – проводимость тела человека;

U_ф – фазное напряжение сети;

a – фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз.

На основании выражения (1) оценим опасность прикосновения человека к фазному проводу для следующих случаев.

1) При равенстве сопротивлений изоляции и емкостей проводов относительно земли, т.е. при

r₁ = r₂ = r₃ = r;

c₁ = c₂ = c₃ = c;

Рис. 1

а, следовательно, при ,

ток через человека в комплексной форме будет

; ( 2 )

где Z – комплекс полного сопротивления провода относительно земли, А.

2) При равенстве сопротивлений изоляции и отсутствии емкостей, т.е. при

r₁ = r₂ = r₃ = r;

c₁ = c₂ = c₃ = 0;

что имеет место в коротких воздушных сетях, ток через человека будет, А,

( 3 )

3) При равенстве емкостей и весьма больших сопротивлениях изоляции, т.е. при

c₁ = c₂ = c₃ = c;

r₁ = r₂ = r₃ = ,

что может быть в кабельных сетях, будем иметь, А,

, ( 4 )

где – емкостное сопротивление, Ом.

Из выражений (2–4) видно, что в сетях с изолированной нейтралью опасность для человека, прикоснувшегося к одному из фазных проводов в период нормальной работы сети, зависит от сопротивления проводов относительно земли; с увеличением сопротивления опасность уменьшается. Вместе с тем этот случай менее опасен, чем прикосновение в сети с заземленной нейтралью уравнения (3–4) и (8–9).

При аварийном режиме сети (рис. 2) ток через тело человека будет равен

, ( 5 )

где R_зм – сопротивление переходного контакта в месте короткого замыкания провода на землю.

Напряжение прикосновения будет

, ( 6 )

Если принять R_зм = 0 или R_зм<<R_h (так обычно бывает на практике), то, согласно (6), получим

, ( 7 ),

т.е. человек окажется под линейным напряжением сети.

Рис. 2