17.5. Опасность прикосновения к токоведущим проводам

В промышленности строительных материалов применяют два вида трехфазных электрических сетей: сети с изолированной и глухозаземленной нейтралью трансформатора, причем основным видом сетей являются трехфазные сети с заземленной нейтралью и нулевым проводом. Такие сети наиболее удобны в эксплуатации, так как позволяют питать не только трехфазные электродвигатели, но и получать фазное напряжение (фаза — нуль) для обеспечения включения осветительных приборов и однофазных ручных инструментов (рис. 17. 3). Чаще случается однофазное прикосновение человека к электрической сети, но наиболее опасно одновременное прикосновение к двум фазам, когда ток, проходящий через человека, определяется значением линейного напряжения

где U_л, U_ф — линейное и фазное напряжения, В.

Все токоведущие части любой сети, находящиеся под напряжением, должны быть изолированы от земли. Сопротивления проводов по отношению к земле (под землей следует понимать точки почвы с нулевым потенциалом) принято называть сопротивлениями изоляции /?из, которые складываются из сопротивления изоляции самого провода и последовательно.с ним включенных сопротивлений воздуха, пола, земли. По этой цепочке сопротивлений под действием разности потенциалов между проводом и землей протекает небольшой ток, который принято называть током утечки.

Сопротивления проводов изображаются в виде сосредоточенных сопротивлений R_из хотя в действительности они распределены вдоль проводов (рис. 17. 3).

В сетях с глухим заземлением нейтрали при однофазном прикосновении ток через человека протекает по цепи«человек — земля — заземление нулевой точки трансформатора R₀ — фазный провод» (рис. 17. 4, а, б). Сопротивлением фазного провода пренебрегаем (R_ф = 0,1...0,4 Ом), предполагая также, что имеет место прямой контакт человека через ноги с землей. Тогда ток, проходящий через человека, определяется по зависимости: При U_Ф = 220 В, R_o=10 Ом I_чел = 220/ (1000+10) =0,22 А.

Рис. 17.4. Схема однофазного прикосновения человека в сети с глухозаземленной нейтралью

В данной схеме емкостное и активное сопротивления фазы практически не оказывают влияния на величину I_чел.

При изолированной нейтрали прикосновение человека к одной из фаз вызывает ТОК Iчел, проходящий через человека и полное сопротивление двух других фаз сети (рис. 17. 5). Если емкостное сопротивление сети мало, то I_чел =3{U_ф/(3R_чел+R_из).

Из сказанного следует, что в сетях с изолированной нейтралью (при однофазном прикосновении) ток, проходящий через человека, будет меньше, чем в сетях с глухозаземленной нейтралью. Поэтому с точки зрения электробезопасности сети с изолированной нейтралью являются более безопасными. Однако это преимущество имеет место лишь тогда, когда постоянно обеспечивается высокое значение сопротивления изоляции R_из двух других фаз сети. В нормальных условиях эксплуатации R_из≥0,5 МОм.

Рис. 17.5. Схема однофазного прикосновения в сети с изолированной нейтралью (а); эквивалентная схема (б).

В строительстве часто трудно обеспечить и надежно контролировать необходимый уровень сопротивления изоляции, поэтому в основном применяют сети с глухим заземлением нейтрали. Сети с изолированной нейтралью устраивают на передвижных механизмах, где относительно просто обеспечить и постоянно контролировать сопротивление фаз.

В случае однофазного прикосновения человека к сети с изолированной нейтралью, где произошло замыкание другой фазы на землю через сопротивление контакта фазы с землей ш= 100 Ом, ток, проходящий через человека,

Наибольшая опасность возникает при одновременном касании человека двух фаз. В этом случае ток, проходящий через человека, определяется величиной линейного напряжения и сопротивлением тела человека на участке прохождения тока. При U_л = 380 В

I_чел = U_л /R_чея = 380/1000 = 0,38 А.