Растекание тока в земле при замыкании

Потенциал ног определяется формой потенциальной кривой при растекании тока и удалением от заземлителя:

следовательно,

где – коэффициент прикосновения для полусферических заземлителей.

При расстоянии Х = (практически Х = 20 м) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение (точка А, рис. 11.2) UПР=З, при этом =1. Это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно на заземлителе, UПР = 0; = 0. Это безопасный случай. При других значениях х в пределах 0–20 м Uпр плавно возрастает от 0 до З, а от 0 до 1.

Анализ условий опасности в трехфазных сетях

Анализ условий опасности трехфазных электрических сетей практически сводится к определению величины тока, протекающего через человека, и к оценке влияния различных факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, изоляции токоведущих частей от земли и т.п.

В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью силу тока (А), проходящего через тело человека при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной работы (рис. 11.3), определяют следующим выражением в комплексной форме:

IЧ = UФ/RЧ + Z/3,

где Z – комплекс полного сопротивления одной фазы относительно земли.

Если емкость проводов относительно земли мала, т.е. С = 0, а сопротивления изоляции фаз относительно земли равны R1 = R2 = R3 = R, то ток через человека будет равен

При хорошей изоляции (R = 0,5 МОм) ток имеет малое значение и такое прикосновение неопасно. Поэтому очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние для своевременного устранения возникших неисправностей. Если в сети имеется большая емкость относительно земли (разветвленные кабельные линии), то однофазное прикосновение будет опасным, несмотря на хорошую изоляцию проводов.

,

где Хс – емкостное сопротивление, равное 1/c, Ом;

с – емкость фаз относительно земли.

В сетях с изолированной нейтралью особенно опасно прикосновение к исправной фазе при замыкании на землю любой другой фазы, например второй (рис. 11.3). В этом случае человек включается на полное линейное напряжение.

.

В сетях с заземленной нейтралью сопротивление заземления нейтрали RЗ очень мало по сравнению с сопротивлением утечек R. Поэтому ток, протекающий через человека, при прикосновении определяется фазным напряжением сети UФ, сопротивлением пола и обуви RПО и сопротивлением заземления нейтрали RЗ (рис. 11.4).

IЧ = UФ/RЧ + RПО + RЗ.

Рис. 11.4. Схема сети с заземленной нейтралью

Отсюда следует, что прикосновение к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью.

При аварийном режиме работы, когда одна из фаз сети замкнута на землю через относительно малое сопротивление RПК (фаза 2), и прикосновений человека к одной из двух других фаз, человек оказывается приблизительно под фазным напряжением (Rз мало, рис. 11.5). Это одно из преимуществ сетей с заземленной нейтралью с точки зрения безопасности.

Рис. 11.5. Векторная диаграмма при замыкании на землю

При анализе сетей напряжением выше 1000 В следует отметить эти сети имеют большую протяженность, обладают значительной емкостью и высоким значением сопротивления изоляции. Поэтому в этих сетях утечкой тока через активное сопротивление изоляции можно пренебречь и учитывать только утечку тока через емкость фазы относительно земли. Следовательно, прикосновение к этим сетям является опасным не зависимо от режима нейтрали.

 Скачать реферат