3.4.1.Сети с изолированной нейтралью.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединённая через аппараты, компенсирующие емкостной ток сети и другие аппараты, имеющие большее сопротивление. Ток замыкания на землю и ток через человека, касающегося фазы в таких сетях, зависят от сопротивления изоляции и ёмкости фаз относительно земли. В общем случае сопротивление изоляции и емкости фаз относительно земли несимметричны: z_a ≠ z_b ≠ z_c и с_а ≠ c_b ≠ c_c, поэтому несимметричны и полные проводимости между каждой фазой и землей:

Y_a ≠ Y_b ≠ Y_с (3.7)

Общая схема с изолированной нейтралью предоставлена на рисунке 3.3

Рисунок 3.3

Y_a=g_a+jb_a;

Y_b=g_b+jb_b; (3.8)

Y_c=g_c+jb_c;

В случае замыкания на землю одной из фаз проводимость ее относительно земли возрастает на величину переходной проводимости в месте замыкания на землю , при прикосновении человека к фазе переходное сопротивление равно сопротивлению цепи человека r'= R_h.

Для напряжения фаз относительно земли из векторной диаграммы находим:

Рисунок 3.4

U_аз=U_a-U_o;

U_bз=U_b-U_o; (3.9)

U_cз=U_c-U_o;

Напряжение смещения нейтрали определяется по формуле известной из электротехники:

(3.10)

В сетях напряжением до 1000В малой протяженности ёмкость невелика и емкостной проводимостью можно пренебречь, т.е. C_a=C_b=C_c=0 и если предположить, что

то

(3.11)

Выражение показывает значение изоляции как фактора безопасности:

(3.12)

При сопротивлении изоляции фаз относительно земли, значительно большем сопротивления человека(R>R_ч), это выражение примет вид (3.13), т.е. чем больше сопротивление изоляции, тем меньший ток протекает через тело человека, причем при больших сопротивлениях изоляции ток через тело человека в малой степени зависит от сопротивления его тела.

В трехфазной сети нет необходимости включать индуктивность между каждой фазой и землей; Компенсирующая катушка включается между нейтралью и землей.

Емкостная и индуктивная составляющая находятся в противофазе и при настройке в резонанс взаимно полностью компенсируют друг друга, активные составляющие складываются и ток замыкания на землю остается,

(3.13)

т.е. при значительной емкости достигающей опасных величин.

Настройки компенсирующей катушки производятся либо изменением числа витков, включенных в цепь, либо изменением воздушного зазора магнитопровода. Следовательно, сопротивление изоляции защищает человека от воздействия электрического тока.