Б. Аварійний режим роботи трьохфазної мережі з ізольованою нейтраллю.

Тобто розглянемо випадок, коли виникло замикання однієї з фаз на землю через малий опір (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Дотикання людини до дроту трьохфазної мережі з ізольованою нейтраллю в аварійний режим її роботи

А напруга дотику запишеться

Якщо прийняти, що , або по крайній мірі вважати, що (що звичайно і має місце на практиці), то згідно (3.21)

.

В дійсних умовах , тому напруга, під якою буде людина, що торкнулася в аварійний період до здорової фази трьохфазної мережі з ізольованою нейтраллю, буде значно більше фазової і дещо менше лінійної. Таким чином, цей випадок дотикання в багато разів небезпечніший дотикання до тієї ж фази мережі при нормальному її режимі роботи (що видно з порівняння (3.20) і (3.18) враховуючи, що ).

В. Трьохфазна чотирьохдротова мережа з заземленою нейтраллю в період її нормальної роботи (рис. 3.8).

При нормальному режимі роботи мережі, струм через людину буде

, (3.22)

де – опір заземлення нейтралі, Ом.

Рис. 3.8. Дотикання людини до фазового дроту трьохфазної чотирьохдротової мережі з заземленою нейтраллю вперіод її нормальної роботи

Враховуючи, що , то . Звідси слідує, що дотикання до фази трьохфазної мережі із заземленою нейтраллю в період нормальної її роботи більш небезпечне, чим дотикання до фази нормально працюючої мережі з ізольованою нейтраллю (порівняйте рівняння (3.18) і (3.22)), але менш небезпечне дотикання до непошкодженої фази мережі з ізольованою нейтраллю в аварійний період її роботи (порівняйте (3.20) і (3.22), враховуючи, що може мало відрізнятися від ).

Г. Аварійний режим роботи трьохфазної чотирьохдротової мережі з заземленою нейтраллю (рис. 3.9).

В цьому випадку одна із фаз мережі замкнута на землю через відносно малий опір . Тоді струм, який проходить через людину, що торкається здорової фази визначиться рівнянням:

. (3.23)

Рис. 3.9. Дотикання людини до здорової фази трьохфазної чотирьохдротової мережі з заземленою нейтраллю в аварійний режим її роботи

Розглянемо два характерних випадки:

1. Якщо опір замикання дроту на землю вважати = 0, то (3.24) прийме вигляд: .

Таким чином в даному випадку людина буде під дією лінійної напруги мережі.

2. Якщо прийняти , то , таким чином напруга, під якою буде знаходитись людина буде рівна фазовій.

На практиці і завжди > 0, тому напруга, під якою знаходиться людина, яка доторкнулася в аварійний період до непошкодженого фазового дроту трьохфазної мережі з заземленою нейтраллю завжди менше лінійної, але більше фазової, тобто

Таким чином, дотикання людини до непошкодженої фази мережі з заземленою нейтраллю в аварійний період більш небезпечне, чим при нормальному режимі. Разом з тим цей випадок, як правило, менш небезпечний, чим дотикання до здорової фази мережі з ізольованою нейтраллю в аварійний період її роботи (порівняємо (3.23) і (3.20) враховуючи, що, як правило, ).

Від чого ж залежить вибір схеми мережі?

Вибір схеми мережі, а таким чином, і режиму нейтралі джерела струму проводиться, виходячи з технологічних вимог і з вимог безпеки.

При напругах до 1000 В широке розповсюдження отримали обидві схеми трьохфазової мережі: трьохдротової з ізольованою нейтраллю і чотирьохдротової з заземленою нейтраллю.

По технічним вимогам перевагу часто віддають чотирьохдротовій мережі, оскільки вона дозволяє використовувати дві робочі напруги: і .

По умовам безпеки вибір однієї із двох схем проводиться з врахуванням раніше зроблених висновків, а саме: по умовам дотикання до фазового дроту в період нормального режиму роботи мережі більш безпечною являється мережа з ізольованою нейтраллю, а в аварійний період – мережа з заземленою нейтраллю.

Тому мережі з ізольованою нейтраллю доцільно використовувати в тих випадках, коли мається можливість підтримувати високий рівень ізоляції дротів і коли ємність мережі відносно землі незначна. Такими являються малорозгалужені мережі, які не піддаються дії агресивного середовища і знаходяться під постійним наглядом кваліфікованого персоналу. Прикладом можуть служити мережі електротехнічних лабораторій, невеликих підприємств і т. п.

Мережі із заземленою нейтраллю слід використовувати там, де неможливо забезпечити хорошу ізоляцію дротів (із-за високої вологості, агресивного середовища і т. п.), коли неможливо швидко відшукати або усунути пошкодження ізоляції, або коли ємнісні струми мережі внаслідок значної її розгалуженості досягають великих значень. Прикладом таких мереж можуть служити мережі великих машинобудівних заводів.

При напругах вище 1000 В по технічним вимогам мережі з напругою до 35 кВ включно мають ізольовану нейтраль, а вище 35 кВ – заземлену. Оскільки такі мережі крім високої напруги, як правило, мають ще і велику ємність дротів відносно землі, для людини являється однаково небезпечним дотиканням до дроту мережі як з ізольованою, так і з заземленою нейтраллю. Тому режим нейтралі мережі напругою вище 1000 В по умовах безпеки не вибирається.