3. Анализ условий поражения человека электрическим током в трехфазных сетях переменного тока.
Поражение человека электрическим током возможно лишь при замыкании электрической цепи через его тело, т.е. при прикосновении не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует разность потенциалов (напряжение). Напряжение между двумя точками цепи тока, к которым одновременно прикасается человек, называется напряжением прикосновения.
Опасность такого прикосновения определяется силой тока, проходящего через тело человека, которая зависит от следующих факторов:
схемы замыкания цепи тока через тело человека;
напряжения электрической сети;
схемы сети, режима работы её нейтрали (заземлена или изолирована);
сопротивления изоляции токоведущих частей относительно земли;
величины ёмкости токоведущих частей относительно земли.
3.1. Характеристика основных систем «электроустановка – трёхфазная электрическая сеть переменного тока», использующихся в производственных условиях.
Электроустановка – совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования её в другие виды энергии.
Наибольшее распространение на производстве получили системы, в которых в качестве источника энергопитания используются трёхфазные электрические сети переменного тока (далее электросети) с изолированной и заземлённой нейтралью. В соответствии с требованиями, изложенными в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ), для таких систем напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:
система IT – система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие нетоковедущие части электроустановки заземлены (рис. 2а);
система TN – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие нетоковедущие части электроустановки присоединены к глухозаземлённой нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников (рис. 2б, в, г);
система TN-С – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем её протяжении (рис. 2б);
система TN-S – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем её протяжении (рис. 2в);
система TN-C-S – система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 2г);
система ТТ – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие нетоковедущие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземлённой нейтрали источника (рис. 2д).
Первая буква условного обозначения системы характеризует состояние нейтрали источника питания относительно земли:
I – изолированная нейтраль;
Т – заземленная нейтраль.
Вторая буква условного обозначения системы характеризует состояние открытых проводящих частей относительно земли:
N – открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания;
Т – открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети.
Последующие (только после буквы N) буквы характеризуют совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);
S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены.
Условные обозначения на схемах (рис. 2):
N -
– нулевой
рабочий (нейтральный) проводник;РЕ -
–
защитный проводник
(заземляющий проводник, нулевой защитный
проводник, защитный проводник системы
уравнивания потенциалов);PEN -
– совмещенный
нулевой защитный и нулевой рабочий
проводники.
Глухозаземлённая нейтраль источника энергопитания – нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая непосредственно к заземляющему устройству.
Изолированная нейтраль источника энергопитания – нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединённая к заземляющему устройству или присоединённая к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
а) б)
в) г)
д)
Рисунок 2. Трёхфазные электрические системы переменного тока
с изолированной и заземлённой нейтралью энергоисточника напряжением до 1 кВ.
а) – система IT; б) – система TN-С; в) – система TN-S; г) – система TN- С- S; д) – варианты системы TT.
1 – заземлитель нейтрали энергоисточника; 1а – сопротивление заземления нейтрали источника питания (например, через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление); 2 – открытые проводящие части электроустановки; 3 – заземлитель открытых проводящих частей электроустановки.