Электробезопасность в установках до 1000 В с глухозаземленной и изолированной нейтралью

Электробезопасность в установках до 1000 В с глухозаземленной и изолированной нейтралью С точки зрения электробезопасности выясняется напряжение, воздействию которого подвергается тело человека при прикосновении к токоведущим частям или корпусам машин, аппаратов и механизмов с поврежденной изоляцией. Если нейтраль сети заземлена, то при прикосновении человека к находящемуся под напряжением проводнику одной фазы образуется цепь фаза источника — тело человека — обувь — пол — земля — заземление нейтрали источника. Напряжение, воздействию которого подвергается тело человека, представляет собой часть фазного напряжения источника.
В сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к находящемуся под напряжением проводнику через тело человека проходит ток, определяемый напряжением источника, сопротивлением человека и проводимостью фазы сети на землю. В сетях до 1000 В решающее значение имеет активная проводимость изоляции. Если до момента прикосновения сопротивления изоляции фаз на землю были равны, то при пренебрежении емкостями на землю ток через тело человека определяется на основании теории симметричных составляющих: где — фазное напряжение источника; — сопротивление тела человека, его обуви и пола; r — сопротивление изоляции фазы на землю.
Если одна из фаз до момента прикосновения имела замыкание на землю, то прикосновение к токоведущим частям других фаз представляет большую опасность, так как ток через тело человека определяется линейным напряжением сети и суммой сопротивлений его тела, обуви и пола: Поражения, вызываемые прикосновением к конструкциям или корпусам, оказавшимся под напряжением, предотвращаются главным образом применением защитных заземлений.
Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящихся под напряжением, благодаря которому ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает его жизни и здоровью.
Кроме обеспечения безопасности людей при повреждении изоляции заземления могут выполнять функции, определяющие нормальный режим работы электроустановки: заземления разрядников; заземления нейтралей трансформаторов в установках 110 кВ и выше; снижающие уровни перенапряжений; системы с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт, электропередачи «два провода — земля») и др. Заземления, определяющие режим работы установки в нормальной эксплуатации называются рабочими.
Для обеспечения надежного автоматического отключения с наименьшим временем отключения элементов электрооборудования с поврежденной изоляцией в электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, а также в трехпроводных сетях постоянного тока с глухозаземленной средней точкой устраивается связь корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью электроустановки. Наличие такого соединения превращает замыкание токоведущих частей на корпус в к. з., сопровождаемое значительным током. Такая система носила ранее (до 1957 г.) название «з а н у л е н и е»; действующими ПУЭ это название исключено, так как система представляет собой обычную систему заземления, но с требованием обеспечения достаточно малого сопротивления связи между заземляемыми корпусами электрооборудования и нейтралью источника.
В настоящее время вопрос выбора режима нейтрали в электроустановках до 1000 В решается следующим образом.
В наиболее распространенных четырехпроводных сетях до 380 В, общих для силовых и осветительных нагрузок, нейтраль и нейтральный провод обязательно заземляются. Это определяется тем, что сопротивление изоляции нейтрального провода ниже, чем фазного, так как протяженность этого провода больше. Контроль изоляции нейтрального провода в режиме нормальной эксплуатации сложен. Его трудно осуществить даже путем поочередного отключения целей, так как в нейтральном проводе нет ни выключателей, ни предохранителей. Дефекты изоляции нейтрального провода постепенно накапливаются, ничем себя не проявляя. Кроме того, в четырехпроводной сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю нейтральный провод получает фазное напряжение и прикосновение к нему представляет прямую опасность.
Малые значения токов однофазного замыкания в установках с изолированной нейтралью являются значительным преимуществом этой системы с точки зрения электробезопасности. Однако безопасные значения токов могут быть достигнуты лишь в малоразветвленных сетях с хорошим состоянием изоляции. В сильно разветвленных сетях следить за состоянием изоляции трудно, возникшие замыкания могут своевременно не выявляться и системы могут длительное время работать с замыканием в одной точке. Даже при хорошем состоянии изоляции в сильно разветвленных сетях ток однофазного замыкания может быть значительным за счет емкостной составляющей, а компенсация емкостных токов на землю в сетях до 1000 В не применяется из-за связанных с этим дополнительных расходов. Таким образом, в установках низкого напряжения допустимы обе системы — с изолированной и заземленной нейтралью. При мало разветвленной сети имеет преимущество система с изолированной нейтралью. При сильно разветвленной сети целесообразно работать с заземленной нейтралью. Для исключения повышения напряжения исправных фаз по отношению к земле свыше условного значения 250 В нейтраль четырехпроводной сети напряжением до 380 В переменного тока и средняя точка трехпроводной сети постоянного тока напряжением до 440 В должны быть заземлены.
В электроустановках трехфазного тока напряжением 500 и 660 В нейтраль, как правило, изолирована.
Электроустановки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях по безопасности (торфяные разработки, горные карьеры, угольные шахты и др.) и при условии, что в электроустановках обеспечиваются контроль изоляции сети, быстрое обнаружение персоналом замыканий на землю и быстрая их ликвидация, либо автоматическое отключение участков при возникновении замыкания на землю. Это объясняется тем, что даже при малых токах замыкания напряжение прикосновения может быть значительным, а при возникновении двойного замыкания, сопровождаемого током двухфазного к. з., это напряжение резко возрастает.

Смотри ещё по разделу:
Действие электрического тока на человека
Электрический удар, травма, шок
Защитные меры
Защитные меры при прикосновении к нетоковедущим частям
Первая помощь
Первая почощь при поражении электрическим током человека
Электробезопасность в установках до 1000 В с глухозаземленной и изолированной нейтралью
Средства защиты