11.2. 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.

11.2.1. 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, схемы которых приведены на рис. 11.2. 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. 11.2а);

• 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. 11.2б, в, г);

• система TN-С – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем её протяжении (рис. 11.2б);

• система TN-S – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем её протяжении (рис. 11.2в);

• 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. 11.2г);

• 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. 11.2д).

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. 11.2):

• 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;

• L₁, L₂, L₃ – фазные 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 11.2. 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.