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 U ₀ =1/R ₀ проводимостью заземления нейтрали малы (U _L1, U _L2, U _{L 3} << U ₀). 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 R_{0 0 << 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 L 2 (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 Y L1 , U L2 и U PEN малы по сравнению с U 0 , а U L3 – по сравнению с U 0 и U зм , 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 Uh всегда меньше линейного, но больше фазного, то есть}

_{. (3.18)}

_{С учетом того, что всегда Rзм > R0 ,напряжение прикосновения Uh в большинстве случаев незначительно превышаетзначение 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.}

_{При a1= a2=1}

_{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.}