Небезпека трифазових електричних мереж з глухо-заземленою нейтраллю.

Трифазові електричні мережі з глухозаземленою нейтраллю мають малий опір між нейтраллю та землею. Напруга будь-якої фази справної мережі відносно землі дорівнює фазовій напрузі. Струм через людину при однофазовому дотику визначається за виразом:

де R_о – опір робочого заземлення нейтралі.

Опором робочого заземлення нейтралі (R₀<<10 Ом) можна знехтувати порівняно з опором ланки людини, тому

Рис. Схема дотику до однієї фази справної мережі

 

При двофазовому дотику людина опиняється під лінійною напругою, як і в мережах з ізольованою нейтраллю, і струм через людину визначається за виразом:

Рис. Схема дотику до двох фаз справної мережі

 

В аварійному режимі, коли одна з фаз мережі замкнена на землю, відбувається перерозподіл напруги, і напруга справних фаз відносно землі відрізняється від фазової напруги мережі. Доторкнувшись до справної фази, людина опиняється під напругою U'_л, котра більша, ніж фазова, але менша, ніж лінійна, і струм, що проходить через тіло людини:

Таким чином, дотик до справної фази при замиканні другої фази на землю небезпечніший, ніж дотик до фази в нормальному режимі роботи трифазової мережі з глухозаземленою нейтраллю, а найбільш небезпечним є двофазовий дотик.

Рис. Схема дотику до справної фази несправної мережі

 

Аналіз різних випадків дотику людини до проводів трифазових електричних мереж показує наступне:

– найменш небезпечним є однофазовий дотик до провода справної мережі з ізольованою нейтраллю;

– при замиканні однієї з фаз на землю небезпека однофазового дотику до справної фази більша, ніж в справній мережі за будь-якого режиму нейтралі;

– найбільш небезпечним є двофазовий дотик за будь-якого режиму нейтралі.

Напруга дотику — це напруга між двома точками ланки струму, котрих одночасно торкається людина. Чисельно вона дорівнює різниці потенціалів корпуса φ_к та точок грунту, в котрих знаходяться ноги людини φ_н, тобто

або

Величину α називають коефіцієнтом напруги дотику. В межах зони розтікання струму α <1, а за межами цієї зони α =1.

Напруга дотику зростає зі збільшенням віддалі від заземлювача, і за межами зони розтікання струму вона дорівнює напрузі на корпусі обладнання. Струм, що протікає через людину:

Рис. Напруга дотику при одинарному заземлювачі:

І — потенційна крива; II — крива, що характеризує зміну напруги дотику U_пр при зміні відстані від заземлювача х

 

Крокова напруга — це напруга між двома точками ланки струму, котрі знаходяться одна від одної на віддалі кроку і на котрих одночасно стоїть людина. Чисельно крокова напруга дорівнює різниці потенціалів точок, на котрих знаходяться ноги людини.

При розташуванні однієї ноги людини на віддалі х від заземлювача та ширині кроку а (в практичних розрахунках а =0,8 м)

або

де β — коефіцієнт крокової напруги, котрий залежить від виду заземлювачів, відстані від заземлювача та ширини кроку (чим ближче до заземлювача і чим ширший крок, тим більша величина β);

Рис. Крокова напруга

 

Напруга дотику максимальна біля заземлювача і зменшується з віддаленням від заземлювача. Поза межами поля розтікання вона рівна нулю. Крокова напруга також зростає зі збільшенням ширини кроку.

Струм, зумовлений кроковою напругою:

Умови ураження людини напругою дотику та кроковою напругою різні, оскільки струм протікає різними шляхами. При напрузі дотику — через грудну клітку, а при кроковій напрузі — по нижній петлі. Значна крокова напруга викликає судоми в ногах, людина падає, потім ланка струму замикається вздовж всього тіла людини.