Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

L3 L2 L1 L3 L2 L1

Рис. 2.1.1. Прикосновение человека к проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью:

a - нормальный режим; б - аварийный режим

 

В нормальном режиме работы при однофазном прикосновении (рис. 2.1.1а) величина тока, проходящего через человека (для случая симметричного сопротивления изоляция фаз, т.е. R _а = R _в = R _с = R _из и С_а=С_в=С_с=С), определится выражением в комплексной форме:

(2.1.1)

где R_h - сопротивление тела человека, Ом;

Z - полное сопротивление одной фазы относительно земли, Ом.

 

(2.1.2)

 

Где R _из - активное сопротивление изоляции, Ом;

w- угловая частота;

С - емкость провода относительно земли, Ф.

Для сетей малой протяженности емкость проводов относительно земли незначительна (С =0), тогда величина тока, протекающего через человека, выразится зависимостью:

(2.1.3)

В аварийном режиме, когда одна из фаз замкнута на землю через малое сопротивление r _зм (r _з     0), человек, прикасаясь к другой фазе, оказывается включенным между двух фаз (рисунок 2.1.1б).

Величина тока, проходящего через человека, рассчитывается по формуле:

	(2.1.4)

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью

L3 L2 L1

L3 L2 L1

Рис. 2.1.2. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:

a - нормальный режим; б - аварийный режим

 

В нормальном режиме при однофазном прикосновении (рис. 2.1.2а) величина тока, проходящего через человека, определится выражением:

(2.1.5)

где r _о – сопротивление заземления нейтрали (r _о=4 Ом).

 

В аварийном режиме одна из фаз замкнута на землю через малое сопротивление r _зм (рис. 2.1.2б). Если величина r _зм≈ r _о, то величина тока, проходящего через человека, определяется по формуле:

(2.1.6)

 

L3 L2 L1

Рис. 2.1.3. Двухфазное прикосновение человека

 

Величина тока через человека при двухфазном прикосновении (рисунок 2.1.3) не зависит от режима нейтрали и сопротивления изоляции, а определяется только линейным напряжением и сопротивлением человека:

(2.1.7)

 

Пример расчета

Исходные данные к расчету приведены в таблице 2.1.2.

Таблица 2.1.2

Исходные данные к расчету

Режим нейтрали	Прикосновение	Режим работы сети	Сопротивления, кОм
			пола	обуви	изоляции
изолированная	однофазное	нормальный	0	0	690

 

Напряжение фазное U _ф=220В.

Сопротивление человека R_h =1 кОм.

 

Электрическая схема, иллюстрирующая расчет приведена на рис. 2.1.4.

L3 L2 L1

 

Рис. 2.1.4. Однофазное прикосновение в нормальном режиме в трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

Расчетная формула:

 

I_h =0,00095А = 0,95мА

 

Вывод: данная величина тока через человека является порогом ощущения и не представляет опасности для человека.

 

2.2  Напряжение шага

Рассчитать напряжения шага в точках: х =0, х =1м, х =5м, х =10м, х =20м.

Исходные данные для расчета:

- ток замыкания I _з, А;

- вид грунта. Удельные сопротивления грунтов ρ, Ом×м (таблица 2.2.2);

- вид заземлителя;

- длина заземлителя L, м;

- диаметр заземлителя d, м;

- заглубление заземлителя Н, м;

- ширина шага а, м. Принять а =0,8м.

Варианты заданий приведены в табл. 2.2.1.

 

Таблица 2.2.1

Варианты заданий

Вариант	Ток I з, А	Грунт	Размеры заземлителей		Заглубление Н, м
			Длина L, м	Диаметр d, м
1	3	Песок	-	0,4	0
2	4	Супесок	3	0,04	0
3	5	Суглинок	3	0,04	0,7
4	6	Садовая земля	-	0,3	0
5	7	Глина	5	0,06	0
6	8	Чернозем	5	0,06	0,8
7	9	Торф	-	0,24	0
8	10	Глина	7	0,08	0
9	2	Песок	7	0,08	0,75
0	1	Супесок	5	0,12

 

Вид заземлителя:

- для вариантов 1, 4, 7 – полусферический,

- для вариантов 2, 5, 8, 0 - вертикальный трубчатый, расположенный у поверхности грунта

- для вариантов 3, 6, 9 - заземлитель вертикальный трубчатый, заглубленный в грунте.

Для расчета напряжения шага выполнить поясняющую схему.

 

Порядок расчёта

Определить величину удельного сопротивления грунта ρ_гр по таблице 2.2.2.

Определить сопротивление одиночного заземлителя R _p.

Определить потенциал заземлителя φ_з.

Определить потенциал в точке, находящейся на расстоянии «х».

Определить потенциал в точке, находящейся на расстоянии «х+а».

Определить напряжение шага.

 

Пояснения к решению задачи