Для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ типа TN-C (рис. 1.) значения тока, протекающего через тело человека и напряжение прикосновения определяются фазным напряжением сети и не зависят от сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли.
Рис. 5. Однофазное прямое прикосновение в сети с заземленной нейтралью типа TN-C при нормальном режиме работы
Действительно, проводимости фазного и нулевого проводников относительно земли по сравнению с U0 =1/R0 проводимостью заземления нейтрали малы (UL1, UL2, UL3 << U0). При этом выражение для тока, протекающего через тело человека при прикосновении к фазному проводу при нормальном режиме работы сети TN-C (рис. 5), принимает вид:
где R0 - сопротивление рабочего заземления нейтрали.
Напряжение прикосновения в этом случае определяется из уравнения:
Так как обычно R 0 << R h, то можно считать, что человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение сети.
Рис. 6. Прикосновение к исправному проводу в сети с заземленнойной нейтралью типа TN-C при аварийном режиме работы
При аварийном режиме, когда один из фазных проводов сети, например, провод L 2 (рис. 6), замкнут на землю через относительно малое активное сопротивление Rзм, а человек прикасается к исправному фазному проводу, напряжение прикосновения рассчитывается следующим образом:
Здесь учтено, что YL1, UL2 и UPEN малы по сравнению с U0, а UL3 – по сравнению с U0 и Uзм, т.е. ими можно принебречь и считать равными нулю.
С учетом того, что
; 
; 
, 
,
напряжение прикосновения в действительной форме имеет вид
.
Учитывая, что
,
предыдущее выражение можно записать как
.
При этом выражение для определения тока через тело человека имеет вид
.
Рассмотрим два характерных случая.
1. Если принять, что сопротивление замыкания фазного провода на землю Rзм равно нулю, то напряжение прикосновения
.
Следовательно, в данном случае человек окажется практически под воздействием линейного напряжения сети.
2. Если принять равным нулю сопротивления заземления нейтрали R0, то
,
т.е. напряжение под которым окажется человек, будет практически равно фазному напряжению.
Однако в реальных условиях сопротивления Rзм и R0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, т.е. напряжение прикосновения Uh всегда меньше линейного, но больше фазного, то есть
.
С учетом того, что всегда Rзм > R0, напряжение прикосновения Uh в большинстве случаев незначительно превышает значение фазного напряжения, что менее опасно для человека, чем в аналогичной ситуации в сети типа IT.
Рис. 7. Прикосновение к неисправному проводу в сети с заземленной нейтралью типа TN-C при аварийном режиме работы
При аварийном режиме работы сети типа TN-C, когда человек касается провода, замкнувшегося на землю L3 (рис. 7), ток через тело человека будет определяться, также, как и в сети типа IT, падением напряжения на сопротивлении растеканию тока в месте замыкания на землю R ЗМ:
где I ЗМ - ток замыкания на землю; a1, a2 - коэффициенты напряжения прикосновения.
При a1= a2=1
Ток замыкания на землю в сети TN-C зависит только от сопротивления растеканию тока R ЗМ, сопротивления заземления нейтрали R0 и сопротивления тела человека Rh. Если принять во внимание, что обычно R ЗМ<< Rh, то
В этом случае напряжение прикосновения лишь незначительно отличается от значения фазного напряжения.
Таким образом, прикосновение к неисправному фазному проводу (замкнувшемуся на землю) в сети TN-C практически также опасно, как к исправному. Значение тока, протекающего через тело человека, в этом случае почти такое же, как при прямом однофазном прикосновении в нормальном режиме работы в сети TN-C.
Примеры решения задач
