18.4. Режимы нейтрали и электробезопасность

Место соединения концов фаз источника питания (генератора или трансформатора) называется нейтралью (точка О на рис. 18. 2. ).

Рис. 18. 2 Прикосновение человека к фазному проводу

Режимы нейтрали: заземленная нейтраль, изоли­рованная, компенсированная.

18. 4. 1. Заземленная нейтраль

Ток однофазного короткого замыкания в сети с за­земленной нейтралью достаточно велик и сопровождается возникновением дуги, что делает невозможным ис­пользование таких сетей в угольных шахтах и помещени­ях, опасных в отношении взрыва и пожара. Поэтому сети с заземленной нейтралью могут использоваться в помеще­ниях, не опасных в отношении взрыва и пожара. Защита от короткого замыкания осуществляется плавкими вставками или реле максимальной токовой защиты, что удешевляет эксплуатационные расходы. Напряжение поврежденной фазы при однофазном замыкании падает до 0, напряжения неповрежденных фаз меняются незначительно, поэтому повышенных требований к изоляции нет.

На промышленных предприятиях используется наиболее распространенная система 220/380 В с зазем­ленной нейтралью. В случае прикосновения к фазному проводу через тело человека будет протекать ток

 , что очень опасно.

Прикосновение тела человека к фазному проводу в сети с заземленной нейтралью всегда опасно.

18. 4. 2. Изолированная нейтраль

При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью ток короткого замыкания оп­ределяется сопротивлением изоляции, которое, в свою очередь, определяется активным и емкостным сопротив­лением. При хорошем состоянии изоляции и небольшой длине кабелей (емкость кабеля невелика) сопротивление изоляции достаточно велико, ток однофазного замыкания небольшой – возможно возникновение искрения при от­сутствии дугового разряда, что делает возможным при­менение таких сетей во взрывоопасных и пожароопасных помещениях.

Прикосновение к фазному проводу в сети с изоли­рованной нейтралью (рис. 18. 3) может быть безопасным при хорошем состоянии изоляции, так как ток, проходящий через тело чело­века, определяется сопротивлением изоляции.

Ток с одной из фаз проходит через тело человека, через сопротивление изоляции на другие фазы. В сети 220/380 В при сопротивлении изоляции 60 кОм ток через человека:

 ,    что безопасно.

Рис. 18. 3. Прикосновение человека к фазному проводу в сети с изолированной нейтралью

При большой длине кабельных линий суммарная емкость сети увеличивается, сопротивление изоляции снижается, прикосновение человека к фазному проводу может стать опасным. Кроме того, в случае пробоя изоляции одной из фаз и прикосновении к другой фазе на тело человека воздействует линейное напряжение, и в токовой цепи отсутствует сопротивление изоляции, что гораздо опаснее. Поэтому необходим непрерывный контроль изоляции и немедленное отключение участка сети при пробое одной из фаз или опасном снижении сопротивления.

18. 4. 3. Компенсированная нейтраль

Нейтральная точка соединяется с землей (рис. 18. 4) через индуктивное сопротивление X_L, примерно равное емкостному сопротивлению изоляции Хс, что приводит к образованию «электрической пробки», при которой емкостная проводимость сравнивается с проводимостью индуктивной.

Рис. 18. 4 Компенсированная нейтраль

Поскольку они соединены параллельно, суммарная проводимость становится равной примерно 0, а это соот­ветствует бесконечно большому сопротивлению. Величина тока, протекающего через тело человека при прикоснове­нии его к фазному проводу в сети с компенсированной нейтралью, существенно уменьшается.