Краткие теоретические сведения. На предприятиях железнодорожного транспорта широкое распространение получили трехфазные сети напряжением до 1000 В
На предприятиях железнодорожного транспорта широкое распространение получили трехфазные сети напряжением до 1000 В. Анализ безопасности в этих сетях сводится к оценке влияния различных параметров сети на опасность поражения человека электрическим током [2].
Рассмотрим случай однополюсного прикосновения к сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, когда емкость проводов в сети относительно земли мала и ею можно пренебречь.
Считается, что фазные напряжения рассматриваемой трехфазной сети равны: 
и сопротивления изоляции проводов относительно земли одинаковы 
.
При пробое фазы 1 (рис. 9.1) на корпус электроустановки прикосновение к ней человека приводит к уменьшению сопротивления изоляции этой фазы относительно земли:
, (9.1)
и симметричная нагрузка нарушается: 
.
Для этого состояния сети справедливы равенства
; 
;
; 
, (9.2)
где 
, 
, 
– напряжения фазных проводов относительно земли до прикосновения человека к корпусу электроустановки; 
, 
, 
– напряжения фазных проводов относительно земли после прикосновения человека к электроустановке; 
– напряжение нейтрали источника тока относительно земли.
Рис. 9.1. Однополюсное прикосновение к сети трехфазного тока с изолированной нейтралью: а – трехфазная сеть с изолированной нейтралью в аварийном режиме;
б – схема заземления; в – векторная диаграмма
Из полученного равенства (рис. 9.1) и векторной диаграммы (рис. 9.1, б) видно, что нулевая точка источника тока относительно земли приобрела потенциал 
. Напряжение первой фазы относительно земли уменьшилось, а второй и третьей увеличилось. В этом случае ток, проходящий через человека, определяется из равенства
. (9.3)
Для определения зависимости 
от сопротивления изоляции воспользуемся первым законом Кирхгофа:
, (9.4)
где 
, 
, 
– токи утечки через сопротивление изоляции фаз 1; 2; 3; – ток, протекающий через человека.
Принимая во внимание, что ,
; 
;
(9.5)
; 
,
получим
;
. (9.6)
Так как , , равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°, то 
, а равенство (9.3) примет вид
. (9.7)
Решив равенство (9.7) относительно и подставив его значение в (9.3), получим
. (9.8)
При ток, протекающий через тело человека, определяется по формуле
. (9.9)
Следует помнить, что изоляция проводов сети в процессе эксплуатации может понизиться и оказаться в аварийном состоянии. Опасность поражения током в этом случае резко возрастает. Из равенства (9.9) следует, что при 
= 0 (или 
= 0) человек попадает под линейное напряжение
. (9.10)
В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) [2] в электроустановках напряжением до 1000 В между предохранителями или изоляцией любой фазы с землей, а также между двумя фазами сопротивление должно быть не менее 0,5 МОм или 1000 Ом/В.