Электронные сети могут работать с заземленной либо изолированной нейтралью трансформаторов и генераторов. Сети 6, 10 и 35 кВ работают с изолированной нейтралью трансформаторов. Сети 660, 380 и 220 В могут работать как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. Более всераспространены четырехпроводные сети 380/220, которые в согласовании с требованиями правил устройства электроустановок (ПУЭ) обязаны иметь заземленную нейтраль.

Разглядим сети с изолированной нейтралью. На рисунке 1,а изображена схема таковой сети трехфазного тока. Обмотка изображена соединенной в звезду, но все произнесенное ниже относится также и к случаю соединения вторичной обмотки в треугольник.

Рис. 1. Схема сети трехфазного тока с изолированной нейтралью (а). Замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью (б).

Вроде бы хороша ни была в целом изоляция токоведущих частей сети от земли, все таки проводники сети имеют всегда связь с землей. Связь эта двойственного рода.

1. Изоляция токоведущих частей имеет определенное сопротивление (либо проводимость) по отношению к земле, обычно выражаемое в мегомах. Это значит, что через изоляцию проводников и землю проходит ток не которой величины. При неплохой изоляции этот ток очень мал.

Допустим, к примеру, что меж проводником одной фазы сети и землей напряжение равно 220 В, а измеренное мегомметром сопротивление изоляции этого провода равно 0,5 МОм. Это означает, что ток на землю 220 этой фазы равен 220 / (0,5 х 1000000) = 0,00044 А либо 0,44 мА. Этот ток именуется током утечки.

Условно для наглядности на схеме сопротивления изоляции 3-х фаз r1, r2, r3 изображаются в виде сопротивлений, присоединенных каждое к одной точке провода. По сути токи утечки в исправной сети распределяются умеренно по всей длине проводов, в каждом участке сети они замыкаются через землю и их сумма (геометрическая, т. е. с учетом сдвига фаз) равна нулю.

2. Связь второго рода появляется емкостью про водников сети по отношению к земле. Как это осознавать?

Каждый проводник сети и землю можно представить для себя как две обкладки протяженного конденсатора. В воздушных линиях проводник и земля — это вроде бы обкладки конденсатора, а воздух меж ними — диэлектрик. В кабельных линиях обкладками конденсатора являются жила кабеля и железная оболочка, соединенная с землей, а диэлектриком — изоляция.

При переменном напряжении изменение зарядов конденсаторов вызывает появление и прохождение через конденсаторы переменных токов. Эти так именуемые емкостные токи в исправной сети умеренно распределены по длине проводов и в каждом отдельно взятом участке также замыкаются через землю. На рис. 1,а сопротивления емкостей 3-х фаз на землю х1, х2, х3 условно показаны присоединенными каждое к одной точке сети. Чем больше длина сети, тем огромную величину имеют токи утечки и емкостные токи.

Поглядим, что все-таки произойдет в изображенной на рисунке 1,а сети, если в одной из фаз (к примеру, А) произойдет замыкание на землю, т. е. провод этой фазы будет соединен с землей через относительно маленькое сопротивление. Таковой случай изображен на рисунке 1,б. Так как сопротивление меж проводом фазы А и землей не достаточно, сопротивления утечки и емкости на землю этой фазы шунтируются сопротивлением замыкания на землю. Сейчас под воздействием линейного напряжения сети UB через место замыкания и землю будут проходить токи утечки и емкостные токи 2-ух исправных фаз. Пути прохождения тока показаны стрелками на рисунке.

Замыкание, показанное на рисунке 1,б, именуется однофазовым замыканием на землю, а возникающий при всем этом аварийный ток — током однофазового замыкания.

Представим для себя сейчас, что однофазовое замыкание вследствие повреждения изоляции вышло не конкретно на землю, а на корпус какого-либо электроприемника — электродвигателя, электронного аппарата, или на железную конструкцию, по которой проложены электронные провода (рис. 2). Такое замыкание именуется замыканием на корпус. Если при всем этом корпус электроприемника либо конструкция не имеют связи с землей, тогда они получают потенциал фазы сети либо близкий к нему.

Рис. 2. Замыкание на корпус в сети с изолированной нейтралью

Прикосновение к корпусу равносильно прикосновению к фазе. Через человеческое тело, его обувь, пол, землю, сопротивления утечки и емкостные сопротивления исправных фаз появляется замкнутая цепь (для простоты на рис. 2 емкостные сопротивления не показаны).

Ток в этой цепи замыкания находится в зависимости от ее сопротивления и может нанести человеку тяжелое поражение либо оказаться для него смертельным.

Рис. 3. Прикосновение человека к проводнику в сети с изолированной нейтралью при наличии в сети замыкания на землю

Из произнесенного следует, что для прохождения тока через землю нужно наличие замкнутой цепи (время от времени представляют для себя, что ток «уходит в землю» — это ошибочно). В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В токи утечки и емкостные токи обычно невелики. Они зависят от состояния изоляции и длины сети. Даже в разветвленной сети они находятся в границах нескольких ампер и ниже. Потому эти токи, обычно, недостаточны для расплавления плавких вставок либо отключения автоматических выключателей.

При напряжениях выше 1000 В основное значение имеют емкостные токи, они способны достигать нескольких 10-ов ампер (если не предусмотрена их компенсация). Но в этих сетях отключение покоробленных участков при однофазовых замыканиях обычно не применяется, чтоб не создавать перерывов в электроснабжении.

Таким макаром, в сети с изолированной нейтралью при наличии однофазового замыкания (о чем говорят приборы контроля изоляции) продолжают работать электроприемники. Это может быть, потому что при однофазовых замыканиях линейное (междуфазное) напряжение не меняется и все электроприемники получают энергию бесперебойно. Но при всяком однофазовом замыкании в сети с изолированной нейтралью напряжения неповрежденных фаз по отношению к земле растут до линейных, а это содействует появлению второго замыкания на землю в другой фазе. Образовавшееся двойное замыкание на землю делает суровую опасность для людей. Как следует, неважно какая сеть с наличием в ней однофазового замыкания должна рассматриваться как находящаяся в аварийном состоянии, потому что общие условия безопасности при таком состоянии сети резко ухудшаются.

Так, наличие «земли» наращивает опасность поражения электронным током при прикосновении к частям, находящимся под напряжением. Это видно, к примеру, из рисунка 3, где показано прохождение тока поражения при случайном прикосновении к токоведущему проводу фазы А и неустраненной «земле» в фазе С. Человек при всем этом оказывается под воздействием линейного напряжения сети. Потому однофазовые замыкания на землю либо на корпус должны устраняться в кратчайший срок.