Třífázová třívodičová elektrická síť AC s izolovaným neutrálem (v systému IT).
Dvoufázový kontakt s částmi pod proudem (obr. 3).
Rýže. 3. Dvoufázový (dvoupólový) kontakt s živými částmi v IT systému
U f - fázové napětí; I h - síla proudu procházejícího člověkem;
Rh - lidský odpor; L 1, L 2, L 3 - fázové vodiče.
Síla proudu (I h, A) procházejícího člověkem je určena vzorcem
kde U l - lineární napětí, V;
U f - fázové napětí, V;
Rh - lidský odpor, Ohm.
Například v elektrické síti s lineárním napětím 380 V (U f \u003d 220 V), s odporem lidského těla 1 000 Ohmů, je proud procházející osobou:
Tato současná síla je pro lidi smrtící.
Při dvoufázovém dotyku je proud procházející člověkem prakticky nezávislý na neutrálním provozním režimu. Nebezpečí dotyku se nesníží ani v případě, že je člověk spolehlivě izolován od země.
K jednofázovému dotyku (obr. 4.) dochází mnohonásobně častěji než k dvoufázovému, ale je méně nebezpečný, neboť napětí, pod kterým se člověk ocitne, nepřesahuje fázové, tzn. menší než lineární 1,73krát a navíc proud procházející člověkem se vrací do zdroje (sítě) přes izolaci vodičů, která má v dobrém stavu vysoký odpor.
Obr.4. Jednofázové (jednopólové) dotyky živých částí v IT systému
r 1 , r 2 , r 3 - izolační odpor elektrických vodičů; s 1 , s 2 , s 3 - kapacita elektrických vodičů
Síla proudu (I h, A) procházejícího člověkem je pro tento případ určena vzorcem
kde R p - přechodový odpor, Ohm (odpor podlahy, na které osoba stojí a boty); Z je izolační odpor fázového vodiče vůči zemi, Ohm (aktivní a kapacitní složky).
V nejnepříznivější situaci, kdy má člověk vodivou obuv a stojí na vodivé podlaze (R p ~ 0), je proud protékající tělem určen vzorcem
pokud U f \u003d 220 V, Rh \u003d 1 kOhm, Z \u003d 90 kOhm, pak I h \u003d 220 / (1000 + (90 000 / 3)) \u003d 0,007 A (7 mA).
Třífázová čtyřvodičová elektrická síť AC s uzemněným neutrálem (v systému TN).
Jednofázový kontakt s živými částmi.
Obr.5. Jednofázové (jednopólové) dotyky živých částí v soustavě TN
R 0 - zemnící odpor neutrálu elektrické sítě
Ve čtyřvodičové elektrické síti střídavého proudu s pevně uzemněným neutrálem (systém TN) se proud procházející osobou vrací do zdroje (sítě) nikoli přes izolaci vodičů, jako v předchozím případě, ale přes neutrální uzemnění. odpor (R 0) zdroje proudu (obr. 5). Síla proudu procházejícího lidským tělem je určena vzorcem:
kde R 0 je zemnící odpor neutrálu zdroje proudu, Ohm.
Odpor uzemňovacího zařízení, ke kterému je připojen neutrál zdroje proudu, by neměl být v žádném ročním období větší než 2, 4 a 8 ohmů při síťovém napětí 660, 380 a 220 V. odpor musí být zajištěn s přihlédnutím k použití přirozených zemnících vodičů, jakož i zemnících vodičů znovuuzemnění PEN- nebo PE-vodiče venkovních elektrických vedení (VL) s napětím do 1 kV. Odpor zemnící elektrody umístěné v těsné blízkosti neutrálu zdroje proudu by neměl být větší než 15, 30 a 60 ohmů při stejném síťovém napětí 660, 380 a 220 V.
Příklad. V nejnepříznivější situaci diskutované výše, s U f = 220 V, R h = 1000 Ohm, R p ~ 0 Ohm R 0 = 30 Ohm, bude proud protékající lidským tělem:
I h \u003d 220/1000 + 30 \u003d 0,214 A (214 mA), což je pro člověka smrtelné.
Pokud boty nejsou vodivé (například gumové galoše s odporem 45 kOhm) a osoba stojí na nevodivé podlaze (například dřevěná podlaha s odporem 100 kOhm), tzn. R p \u003d 145 kOhm, pak proud protékající lidským tělem bude:
I h \u003d 220/1000 + 60 + 145000 \u003d 0,0015 A (1,5 mA), což není pro člověka nebezpečné.
Tedy, ceteris paribus, osoba dotýkající se jednoho fázového vodiče elektrické sítě s izolovaným neutrálem je méně nebezpečná než v elektrické síti s uzemněným neutrálem.
Výše uvedená schémata pro zařazení osoby do elektrického obvodu třífázového střídavého proudu platí pro normální (bezpečné) provozní podmínky elektrických sítí.
Při nouzovém provozu třífázové sítě střídavého proudu může být jeden z fázových vodičů, například elektrická síť s uzemněným nulovým vodičem (v systému TN), zkratován k zemi (když je spuštěn ochranný zemnící systém, fáze drát spadne na zem atd.) přes odpor R zm (obr. 6).
Rýže. 6. Jednofázový (jednopólový) kontakt s částmi pod proudem v nouzovém provozu elektrické sítě.
R zm - odpor obvodu fázového vodiče (L 2) vůči zemi
Síla proudu procházejícího lidským tělem, který se v této situaci dotkne jednoho z provozuschopných fázových vodičů (L 1, L 3), se určí z rovnice
kde R zm je odpor fázového vodiče vůči zemi, Ohm.
Pokud je současně R zm ~ 0 nebo mnohem menší než R 0 a R h, pak je lze zanedbat, pak síla proudu procházejícího lidským tělem bude určena vzorcem
tj. člověk bude zařazen do elektrického obvodu ve dvou fázích a druhá fáze je k němu připojena přes nohy a hodnotu I h výrazně ovlivní přechodový odpor R p.
Při napětích do 1000 V ve výrobních podmínkách jsou obě výše uvažované třífázové elektrické sítě střídavého proudu široce používány: třívodičové s izolovaným neutrálem (systém IT) a čtyřvodičové s uzemněným neutrálem (systém TN).
Je vhodné použít elektrickou síť s izolovaným neutrálem v případech, kdy je možné udržet vysokou úroveň izolačního odporu fázových vodičů a jejich malou kapacitu vzhledem k zemi. Jedná se o elektrické sítě s malým rozvětvením, nevystavené agresivnímu prostředí a pod neustálým dohledem kvalifikovaného personálu. Takže například v uhelných dolech se používají pouze elektrické sítě s izolovaným neutrálem.
Elektrická síť s uzemněným neutrálem by se měla používat tam, kde není možné zajistit dobrou izolaci vodičů (například kvůli vysoké vlhkosti nebo agresivnímu prostředí), když nelze rychle najít nebo opravit poškození izolace nebo když kapacitní proudy el. sítě díky svému výraznému rozvětvení dosahují velkých hodnot, nebezpečných pro člověka.
Při napětí nad 1000 V mají elektrické sítě s napětím do 35 kV včetně z technologických důvodů izolovaný neutrál, nad 35 kV - uzemněný. Vzhledem k tomu, že takové elektrické sítě mají velkou kapacitu vodičů vzhledem k zemi, je stejně nebezpečné, aby se člověk dotýkal jejich fázových vodičů, bez ohledu na režim provozu neutrálu zdroje energie. Proto není z bezpečnostních důvodů zvolen provozní režim neutrálu síťového napětí nad 1000 V.
Existují různá schémata pro zahrnutí osoby do obvodu elektrického proudu:
Jednofázový kontakt - dotyk vodiče jedné fáze stávající elektroinstalace;
Dvoufázový kontakt - současný kontakt s vodiči dvou fází stávající elektroinstalace;
Dotýkat se částí elektrických instalací bez proudu, které jsou pod napětím v důsledku poškození izolace;
Spínací krokové napětí - přepínání mezi dvěma body země (půdy), které jsou pod různými potenciály.
Zvažte nejcharakterističtější schémata pro zahrnutí osoby do obvodu elektrického proudu.
Jednofázový dotyk v síti s pevně uzemněným neutrálem. Proud protékající lidským tělem ( já h) s jednofázovým dotykem (obr. 6) uzavírá v obvodu: fáze L 3 - lidské tělo - základna (podlaha) - neutrální uzemnění - neutrální (nulový bod).
Rýže. 6. Schéma jednofázového dotyku v síti
s pevně uzemněným neutrálem
Podle Ohmova zákona:
Kde R o - neutrální zemnící odpor,
R osn - základní odpor.
Pokud je základna (podlaha) vodivá, pak R základ ≈ 0
Vzhledem ke skutečnosti, že R o " R h, pak
U h = U F
Takový kontakt je extrémně nebezpečný.
Jednofázový kontakt v síti s izolovaným neutrálem. Proud procházející lidským tělem (obr. 7) se bude uzavírat v obvodech: fáze L 3 - lidské tělo - podlaha a poté se vrací do sítě prostřednictvím fázové izolace L 2 a L 1, tj. pak proud následuje obvody: fázové izolace L 2 - fáze L 2 - neutrální (nulový bod) a fázová izolace L 1 - fáze L 1 - neutrál (nulový bod). V obvodu proudu procházejícího lidským tělem se tedy fázové izolace zapínají v sérii s ním. L 2 a L 1 .
Rýže. 7. Schéma jednofázového dotyku v síti
s izolovaným neutrálem
Fázový izolační odpor Z má aktivní ( R) a kapacitní součástky ( Z).
R- charakterizuje nedokonalost izolace, tzn. schopnost izolace vést proud, i když mnohem horší než kovy;
Z- kapacita fáze vůči zemi je určena geometrickými rozměry pomyslného kondenzátoru, jehož "desky" jsou fáze a země.
V R 1 = R 2 = R 3 = R f a Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z F proud protékající lidským tělem:
kde Z- impedance izolace fázového vodiče vůči zemi.
Pokud se zanedbá kapacita fází Z f = 0 (vzdušné sítě malého rozsahu), pak:
z čehož vyplývá, že velikost proudu závisí nejen na odporu osoby, ale také na odporu izolace fázového vodiče vůči zemi.
Pokud např. R 1 = R 2 = R 3 = 3000 Ohm, tedy
; U h= 0,0111000 = 110 V
Dvoufázový dotek. Při dvoufázovém dotyku (obr. 8) bude bez ohledu na neutrální režim osoba pod síťovým napětím sítě U l a podle Ohmova zákona:
v U l=380V: já= 380/1000 = 0,38 A = 380 mA.
Rýže. 8. Schéma dvoufázového lidského dotyku
Dvoufázový kontakt je extrémně nebezpečný, takové případy jsou poměrně vzácné a jsou obvykle výsledkem práce pod napětím v elektrických instalacích do 1000 V, což je porušení pravidel a předpisů.
Dotýkání se kovového pouzdra, které je pod napětím. Dotykem na těleso elektroinstalace (obr. 9), ve kterém je fáze ( L 3) zavřeno na pouzdru, což se rovná dotyku samotné fáze. Proto dříve zvažovaná analýza a závěry pro případy jednofázového kontaktu plně platí pro případ zemního spojení.
Rýže. 9. Schéma osoby dotýkající se kovu
trup pod napětím
Zařazení osoby do elektrické sítě může být jednofázové a dvoufázové. Jednofázové spínání je spojení osoby mezi jednou z fází sítě a zemí. Síla úderného proudu v tomto případě závisí na režimu neutrální sítě, odporu osoby, obuvi, podlahy, fázové izolace vzhledem k zemi. Jednofázové spínání se vyskytuje mnohem častěji a často způsobuje úrazy elektrickým proudem v sítích jakéhokoli napětí. Při dvoufázovém spínání se člověk dotkne dvou fází elektrické sítě. Při dvoufázovém zapojení je proud procházející tělem (škodlivý proud) závislý pouze na síťovém napětí a odporu lidského těla a nezávisí na neutrálním režimu síťového napájecího transformátoru. Elektrické sítě se dělí na jednofázové a třífázové. Jednofázová síť může být izolována od země nebo mít zemnící vodič. Na Obr. 1 ukazuje možné možnosti připojení osoby k jednofázovým sítím.
Pokud se tedy člověk dotkne jedné z fází třífázové čtyřvodičové sítě s nulovým vodičem, pak bude prakticky pod fázovým napětím (R3≤ RC) a proudem procházejícím člověkem při běžném provozu síť se prakticky nezmění změnou izolačního odporu a kapacitních vodičů vůči zemi.
Vliv elektrického proudu na lidský organismus
Elektrický proud, který prochází tělem, má tepelný, elektrolytický a biologický účinek.
Tepelné působení se projevuje popálením kůže nebo vnitřních orgánů.
Při elektrolytickém působení dochází v důsledku průchodu proudu k rozkladu (elektrolýze) krve a jiné organické tekutiny provázené destrukcí erytrocytů a metabolickými poruchami.
Biologický účinek se projevuje podrážděním a excitací živých tkání těla, které je doprovázeno spontánními křečovými stahy svalů, včetně srdce a plic.
Existují dva hlavní typy elektrického šoku:
§ úraz elektrickým proudem,
§ úrazy elektrickým proudem.
Elektrické šoky lze zhruba rozdělit do čtyř úrovní:
1. konvulzivní svalové kontrakce bez ztráty vědomí;
2. se ztrátou vědomí, ale se zachováním dýchání a srdeční funkce;
3. ztráta vědomí a zhoršená srdeční činnost nebo dýchání (nebo obojí);
4. klinická smrt, tzn. nedostatek dýchání a oběhu.
Klinická smrt je přechodné období mezi životem a smrtí, začíná od okamžiku, kdy se zastaví činnost srdce a plic. Osoba, která je ve stavu klinické smrti, nejeví žádné známky života: nedýchá, bije srdce, nereaguje na bolest; Oční zornice jsou rozšířené a nereagují na světlo. Je však třeba mít na paměti, že v tomto případě může být tělo stále oživeno, pokud je mu správně a včas poskytnuta pomoc. Doba trvání klinické smrti může být 5-8 minut. Pokud není pomoc poskytnuta včas, pak nastává biologická (skutečná) smrt.
Výsledek úrazu elektrickým proudem pro člověka závisí na mnoha faktorech. Nejdůležitější z nich jsou velikost a doba trvání proudu, druh a frekvence proudu a jednotlivé vlastnosti tělesa.
Stanovení proudového rozptylového odporu jednotlivých zemnících vodičů a postup výpočtu ochranné zemní smyčky pro stacionární technologická zařízení (GOST 12.1.030-81. SSBT. Ochranné uzemnění, nulování)
Realizace uzemňovacích zařízení. Existují umělé zemnící elektrody, určené výhradně pro účely uzemnění, a přírodní vodivé části třetích stran, které jsou v elektrickém kontaktu se zemí přímo nebo prostřednictvím mezilehlého vodivého média používaného pro účely uzemnění.
Pro umělé zemnící elektrody se obvykle používají vertikální a horizontální elektrody.
Jako přírodní uzemňovací vodiče lze použít: vodovodní a jiné kovové trubky uložené v zemi (s výjimkou potrubí hořlavých kapalin, hořlavých nebo výbušných plynů); pažnicové trubky artéských studní, studní, jam atd.; kovové a železobetonové konstrukce budov a konstrukcí, které mají spojení se zemí; olověné pláště kabelů uložené v zemi; štětovnice vodních staveb atd.
Výpočet ochranného uzemnění má za cíl určit hlavní parametry uzemnění - počet, rozměry a pořadí umístění jednotlivých zemnících vodičů a zemnících vodičů, při kterých dotyková a kroková napětí při fázovém sepnutí k uzemněnému pouzdru nepřekročí povolené hodnoty. .
Pro výpočet uzemnění jsou vyžadovány následující informace:
1) charakteristika elektrické instalace - typ instalace, typy hlavních zařízení, provozní napětí, způsoby uzemnění neutrálů transformátorů a generátorů atd.;
2) plán elektroinstalace s uvedením hlavních rozměrů a umístění zařízení;
3) tvary a velikosti elektrod, ze kterých se plánuje sestavení navrženého skupinového systému zemních elektrod, jakož i odhadovaná hloubka jejich ponoření do země;
4) údaje o měření měrného odporu půdy v oblasti, kde má být systém zemních elektrod vybudován, a informace o povětrnostních (klimatických) podmínkách, za kterých byla tato měření provedena, a také o vlastnostech klimatické zóny. Pokud se předpokládá, že země je dvouvrstvá, pak je nutné mít měření měrného odporu obou vrstev země a tloušťky horní vrstvy;
5) údaje o přirozených zemnících vodičích: jaké konstrukce lze k tomuto účelu použít a odolnost proti jejich proudovému šíření, získané přímým měřením. Pokud z nějakého důvodu není možné změřit odpor přirozeného uzemňovacího vodiče, je třeba poskytnout informace pro určení tohoto odporu výpočtem;
6) Jmenovitý zemní poruchový proud. Pokud je proud neznámý, pak se vypočítá obvyklými metodami;
7) vypočtené hodnoty přípustných kontaktních (a krokových) napětí a doby trvání ochrany, pokud je výpočet proveden na základě kontaktních (a krokových) napětí.
Výpočet uzemnění se obvykle provádí pro případy, kdy je zemnící elektroda umístěna v homogenní zemi. V posledních letech byly vyvinuty a začaly se uplatňovat inženýrské metody pro výpočet zemnících vodičů ve vícevrstvé půdě.
Při výpočtu zemnících vodičů v homogenní půdě se bere v úvahu odpor horní vrstvy země (vrstva sezónních změn) v důsledku zamrzání nebo vysychání půdy. Výpočet se provádí metodou založenou na použití faktorů využití vodivosti zemní elektrody a nazývá se proto metoda faktoru využití. Provádí se u jednoduchých i složitých konstrukcí skupinových zemnících elektrod.
Při výpočtu zemnících vodičů ve vícevrstvé zemi se obvykle bere dvouvrstvý model země se specifickými odpory horní a spodní vrstvy r1 a r2 a tloušťkou (výkonem) horní vrstvy h1. Výpočet se provádí metodou založenou na zohlednění potenciálů indukovaných na elektrodách, které jsou součástí skupinové zemnící elektrody, a proto se nazývá metoda indukovaných potenciálů. Výpočet zemnících vodičů ve vícevrstvé zemi je pracnější. Dává však přesnější výsledky. Je vhodné jej použít pro složité návrhy skupinového uzemnění, které se obvykle odehrává v elektrických instalacích s účinně uzemněným neutrálem, tedy v instalacích s napětím 110 kV a vyšším.
Při výpočtu uzemňovacího zařízení jakýmkoli způsobem je nutné pro něj určit požadovaný odpor.
Stanovení požadovaného odporu uzemňovacího zařízení se provádí v souladu s PUE.
U instalací s napětím do 1 kV musí odpor uzemňovacího zařízení použitého k ochrannému uzemnění exponovaných vodivých částí v systému typu IT splňovat podmínku:
kde Rz je odpor uzemňovacího zařízení, ohm; Upr.adm - dotykové napětí, jehož hodnota se předpokládá 50 V; Iz je celkový zemní poruchový proud, A.
Zpravidla není nutné akceptovat hodnotu odporu uzemňovacího zařízení menší než 4 ohmy. Odpor uzemňovacího zařízení do 10 Ohm je povolen, pokud je splněna výše uvedená podmínka a výkon transformátorů a generátorů napájejících síť nepřesahuje 100 kVA, včetně celkového výkonu transformátorů a (nebo) generátorů pracujících paralelně.
U instalací s napětím nad 1 kV nad 1 kV musí odpor uzemňovacího zařízení odpovídat:
0,5 ohmu s účinně uzemněným neutrálem (tj. s vysokými zemními poruchovými proudy);
250 / Iz, ale ne více než 10 ohmů s izolovaným neutrálem (tj. při nízkých zemních poruchových proudech) a za předpokladu, že uzemňovač se používá pouze pro elektrické instalace s napětím nad 1000 V.
V těchto výrazech je Iz jmenovitý zemní poruchový proud.
Během provozu může dojít ke zvýšení odporu proti šíření proudu zemnicího vodiče nad vypočtenou hodnotu, proto je nutné hodnotu odporu zemnicího vodiče pravidelně sledovat.
Zemní smyčka
Zemní smyčka je klasicky skupina vertikálních elektrod malé hloubky spojených vodorovným vodičem, namontovaných v blízkosti objektu v relativně malé vzájemné vzdálenosti od sebe.
Jako zemnící elektrody v takovém uzemňovacím zařízení se tradičně používal ocelový úhelník nebo výztuž o délce 3 metry, které se zarážely do země perlíkem.
Jako spojovací vodič byl použit ocelový pásek 4x40 mm, který byl uložen do předem připraveného příkopu hlubokého 0,5–0,7 metru. Vodič byl připojen k osazeným zemnicím elektrodám elektrickým nebo plynovým svařováním.
Pro úsporu místa je zemní smyčka obvykle „složena“ kolem budovy podél zdí (po obvodu). Pokud se na tuto zemnící elektrodu podíváte shora, můžete říci, že elektrody jsou namontovány podél obrysu budovy (odtud název).
Zemní smyčka je tedy zemnící elektroda skládající se z několika elektrod (skupiny elektrod) spojených navzájem a namontovaných kolem budovy podél jejího obrysu.
Schémata zahrnutí do proudového obvodu mohou být různá. Nejcharakterističtější jsou však schémata zapojení: mezi dvěma fázemi a mezi jednou fází a zemí (obr. 1). Samozřejmě ve druhém případě se předpokládá, že mezi sítí a zemí je elektrické spojení.
První obvod odpovídá dvoufázovému kontaktu a druhý - jednofázovému.
Napětí mezi dvěma vodivými částmi nebo mezi vodivou částí a zemí, když se jich člověk nebo zvíře současně dotkne, se nazývá dotykové napětí (U atd).
Dvoufázový kontakt, ceteris paribus, je nebezpečnější, protože největší napětí v této síti je aplikováno na lidské tělo - lineární a největší význam má proud procházející osobou, který je nezávislý na schématu sítě, neutrálním režimu a dalších faktorech:
kde 
-
síťové napětí, tzn. napětí mezi fázovými vodiči sítě, V;
U F - fázové napětí, tzn. napětí mezi začátkem a koncem jednoho vinutí zdroje proudu (transformátoru nebo generátoru) nebo mezi fázovým a nulovým vodičem sítě, V;
R h- odpor lidského těla, Ohm.
Rýže. 6.1. Případy, kdy se osoba dotýká živých částí pod napětím: a - dvoufázové vměstky: b a c - jednofázové vměstky
Případy dvoufázového dotyku jsou velmi vzácné a nemohou sloužit jako základ pro hodnocení bezpečnostních podmínek sítí. Obvykle se vyskytují v instalacích do 1000 V v důsledku práce pod napětím, používání vadných ochranných prostředků, jakož i provozu zařízení s nechráněnými holými částmi pod proudy (vypnuté jističe, nechráněné svorky svařovacích transformátorů atd. .).
Jednofázový kontakt, ceteris paribus, je méně nebezpečný než dvoufázový, protože proud procházející člověkem je omezen vlivem mnoha faktorů. Jednofázový kontakt se však vyskytuje mnohem častěji a je hlavním schématem, ve kterém jsou lidé zraněni proudem v sítích jakéhokoli napětí. Níže jsou proto analyzovány pouze případy jednofázového kontaktu. V tomto případě jsou uvažovány obě povolené sítě třífázového proudu s napětím do 1000 V: čtyřvodičové s pevně uzemněným neutrálem a třívodičové s izolovaným neutrálem.
6.2.4. Třífázové sítě s pevně uzemněným neutrálem
V třífázové čtyřvodičové síti s pevně uzemněným neutrálem výpočet dotykového napětí U atd , a proud já h průchodu osobou je v případě dotyku jedné z fází (obr. 6.2) nejjednodušší provést symbolickou (komplexní) metodu.
Uvažujme nejobecnější případ, kdy se izolační odpor vodičů, stejně jako kapacita vodičů vůči zemi, navzájem nerovnají, tzn.
r 1 ≠ r 2 ≠ r 3 ≠ r n ; Z 1 ≠ Z 2 ≠ Z 3 ≠ Z n ≠ 0,
kde r 1 , r 2 , r 3 , r n- izolační odpor fáze L a nula (kombinovaný) vodičů PEN, Ohm;
C 1 , C 2 , C 3 , C n - rozptýlené kapacity fázových L a nulových (kombinovaných) vodičů PEN vzhledem k zemi, F.
Potom bude celková vodivost fázových a nulových vodičů vzhledem k zemi v komplexní formě:
;
;
;
kde w- úhlová frekvence, rad/s;
j
-
imaginární jednotka rovna ( 
).
Rýže. 6.2. Osoba, která se během normálního provozu dotýká fázového vodiče třífázové čtyřvodičové sítě s uzemněným neutrálem: a - schéma sítě; b - ekvivalentní obvod; L1, L2, L3, - fázové vodiče; PERO - nulový (kombinovaný) vodič.
Celkové vodivosti uzemnění neutrálu a lidského těla jsou stejné
;
,
kde r 0 - neutrální zemnící odpor, Ohm.
Kapacitní složku lidské vodivosti lze pro její malou hodnotu zanedbat.
Když se člověk dotkne jedné z fází, například fázového vodiče L1, napětí, pod kterým bude určeno výrazem
, (6.1)
Proud se zjistí podle vzorce
kde 
- komplexní napětí fáze 1 (fázové napětí), V;
-
komplexní napětí mezi neutrálem zdroje proudu a zemí (mezi body 00"
na ekvivalentním okruhu).
Pomocí dobře známé metody dvou uzlů 
lze vyjádřit takto:
S ohledem na to, že pro symetrický třífázový systém
;
;
,
kde U F - fázové napětí zdroje (modulu), V;
a - fázový operátor, který bere v úvahu fázový posun, kde
,
budeme mít rovnost
.
Dosazením této hodnoty do (6.1) získáme požadovanou rovnici dotykového napětí v komplexní podobě, působící na osobu, která se dotkla fázového vodiče L1 třífázové čtyřvodičové sítě s uzemněným neutrálem:
. (6.2)
Proud procházející člověkem dostaneme, pokud tento výraz vynásobíme Y h :
. (6.3)
V normálním režimu provozu sítě má vodivost fázových a nulových vodičů vůči zemi ve srovnání s vodivostí nulového uzemnění velmi malé hodnoty a s určitým předpokladem ji lze vyrovnat nule, tj.
Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y n = 0
V tomto případě jsou rovnice (6.2) a (6.3) mnohem jednodušší. Takže dotykové napětí bude
,
nebo (ve skutečné podobě)
,
(6.4)
a proud je
(6.5)
Podle požadavků PUE hodnota odporu r 0 by neměla překročit 8 ohmů, odpor lidského těla R h , neklesne pod několik set ohmů. Bez velké chyby v rovnicích (6.4) a (6.5) tedy můžeme hodnotu zanedbat r 0 a předpokládat to při dotyku jedné z fází třífázové čtyřvodičové sítě s uzemněným neutrálem je člověk prakticky pod fázovým napětímU F a proud, který jím prochází, se rovná podílu děleníU F naR h .
Z rovnice (6.5) vyplývá ještě jeden závěr: proud procházející osobou, která se během normálního provozu dotkla fáze třífázové čtyřvodičové sítě s uzemněným neutrálem, se prakticky nemění se změnou izolačního odporu a kapacity vodičů vůči zemi, pokud je zachována podmínka, že celkové vodivosti vodičů vůči zemi jsou velmi malé ve srovnání s neutrálním uzemněním vodivé sítě.
V tomto případě se výrazně zvyšuje bezpečnost odporu obuvi, půdy (podlahy) a dalších odporů v elektrickém obvodu člověka.
Smrtelný zkrat k zemi v síti s pevně uzemněným neutrálem jen málo změní napětí fází vzhledem k zemi.
V nouzovém režimu, kdy je jedna z fází sítě, například fázový vodič L3 (obr. 6.3, a), uzavřena vůči zemi prostřednictvím relativně malého aktivního odporu r gp a osoba se dotkne fázového vodiče L1, rovnice (6.2) bude mít následující tvar:
.
Zde to také akceptujeme Y 1 , Y 2 a Y n malý ve srovnání s Y 0 , tj. rovná se nule.
Po provedení příslušných transformací a zohlednění toho
,
a 
,
získat dotykové napětí v reálné podobě
.
Abychom tento výraz zjednodušili, předpokládejme, že
.
V důsledku toho nakonec získáme napětí U atd rovná se
. (6.6)
Proud procházející člověkem je určen vzorcem
.
(6.7)
Rýže. 6.3. Osoba, která se dotýká fázového vodiče třífázové čtyřvodičové sítě s uzemněným neutrálem v nouzovém režimu: a - schéma sítě; b - vektorový diagram napětí.
Uvažujme dva typické případy.
Pokud je odpor vodičů vůči zemi r gp být považován za rovný nule, pak rovnice (6.6) nabývá tvaru
.
Proto bude v tomto případě osoba pod vlivem lineárního napětí sítě.
2. Pokud vezmeme nulový odpor uzemnění r 0 , pak z rovnice (6.6) získáme to U np = U F , těch. napětí, pod kterým se člověk bude nacházet, se bude rovnat fázovému napětí.
Ovšem v praktických podmínkách odboje r gp a r 0 vždy větší než nula, takže napětí, pod kterým se člověk v nouzovém režimu dotkne pracovního fázového vodiče třífázové sítě s uzemněným neutrálem, je vždy menší než lineární, ale více než fáze, tzn.
> U atd > U F . (6.8)
Tato poloha je znázorněna vektorovým diagramem na Obr. 6.3, b a odpovídající posuzovanému případu. Je třeba poznamenat, že tento závěr vyplývá i z rovnice (6.6). Tedy za malé hodnoty r gp
a r 0
ve srovnání s R h ,
první člen ve jmenovateli lze zanedbat. Potom zlomek pro libovolný poměr r gp
a r 0
bude vždy větší než jedna, ale menší 
, tj. dostaneme výraz (6.8).
II . ELEKTRICKÁ BEZPEČNOST
3. Analýza elektrické bezpečnosti různých elektrických sítí
Důsledek úrazu elektrickým proudem u člověka je určen proudem procházejícím lidským tělem já h a dotykové napětí U h , výrazně závisí na typu sítě zásobující spotřebitele elektřiny a jejích parametrech, včetně:
- napětí a frekvence sítě;
- síťový neutrální režim;
- schémata pro zapojení osoby do elektrického obvodu;
- izolační odpor fázových vodičů sítě vůči zemi;
- kapacita fázových vodičů sítě vzhledem k zemi;
- režim sítě.
Typická schémata zapojení osoby do elektrického obvodu
Pro osobu v elektrickém obvodu existují různá „schémata připojení“ (typická „schémata připojení“ jsou znázorněna na obr. 3.5 na příkladu sítě IT):
Rýže. 3.5. Typická schémata zapojení osoby do elektrického obvodu
(3.1.)
Z výrazů (3.1.) a (
3.2. ) to následuje s dvoufázovým při dotyku osoba spadne pod síťové napětí sítě bez ohledu na typ sítě, neutrální režim, režim provozu sítě, vodivost fázových vodičůY L1 , Y L2 , Y L3vzhledem k zemi. Takové schéma zapojení osoby do elektrického obvodu je velkým nebezpečím.Případy dvoufázového kontaktu jsou poměrně vzácné a jsou obvykle výsledkem práce pod napětím v elektrických instalacích do 1 kV, což je porušení pravidel a pokynů pro provádění práce.
Rýže. 3.6. Zobecněné schéma pro analýzu třífázových sítí
(3.3)
(3.4)
