Явления при стенании тока в землю. Напряжения прикосновения и шага. Электробезопасность
В этом случае в общих участках земли, по которым проходят токи нескольких электродов, увеличивается плотность тока (см. рис. 65), что приводит к увеличению сопротивления растекания заземлителей.
Таблица 14. Формулы для вычисления сопротивлений растеканию тока одиночных заземлителей
Поэтому сопротивление группового заземлителя Rгp выражается следующей зависимостью:
где η — коэффициент, характеризующий уменьшение проводимости заземлителей и называемый коэффициентом использования группового заземлителя или коэффициентом экранирования.
Значения η приведены в табл. 15 и 16. Напряжение прикосновения UПр (В) есть разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека Rh (Ом):
Uпр=IhRh
где Ih — ток, проходящий через человека по пути рука — ноги, А.
Таблица 15. Коэффициенты использования η вертикальных стержневых заземлителей (труб, уголков и т. п.) без учета влияния полосы связи
Таблица 16. Коэффициент использования η горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержневые заземлители (трубы, уголки и т. п.)
В области защитных заземлений, занулений и т. п. одна из этих точек имеет потенциал заземлителя φ3, а другая — потенциал основания в том месте, где стоит человек, φос. В этом случае напряжение прикосновения
ИЛИ
где а — коэффициент, называемый коэффициентом напряжения прикосновения или просто коэффициентом прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой
Рассмотрим напряжение прикосновения при одиночном заземлителе. Пусть мы имеем оборудование, например электродвигатели, корпуса которых заземлены с помощью одиночного заземлителя (рис. 66). При замыкании на корпус одного из этих двигателей на заземлителе и всех присоединенных к нему металлических частях, в том числе на корпусах двигателей, появится потенциал φ3. Поверхность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы заземлителя.
Рис. 66. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе: 1 — потенциальная кривая; 2 — кривая, характеризующая изменение напряжения прикосновения t/np при изменении расстояния от заземлителя х
Напряжение прикосновения характеризуется отрезком АВ и зависит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком, прикасающимся к заземленному оборудованию, и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше Uпр, и наоборот.
Так, при наибольшем расстоянии, т. е. при х = ∞, а практически при х = 20 м (точка 1 на рис. 66) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение: Uпр = φ3; при этом а = 1. Это наиболее опасный случай прикосновения.
При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно на заземлителе (точка 2), Uпр = 0 и а = 0. Это безопасный случай — человек не подвергается воздействию напряжения, хотя он и находится под потенциалом φ3.
При других значениях х в пределах от 0 до 20 м (точка 3) Uпр плавно возрастает от 0 до φ3, а а — от 0 до 1.
Для примера посмотрим, как изменяются Uпр и а при полушаровом заземлителе радиусом r. В этом случае нам известно выражение потенциала любой точки на поверхности земли вокруг заземлителя из уравнения (29). Поэтому мы можем написать согласно уравнениям (30) и (31):
Замыкание на корпус показано на рисунке молниеобразной стрелкой.
При х > 20 м (точка 1 на рис. 66) r/x = 0, поэтому Uпр = φ3 и α = 1.
При х = r (точка 2) r/x = 1. Поэтому Uпр = 0 и α = 0.
При промежуточных значениях а: от г до 20 м С/Пр и а определяются из выражений (32) и (33). Так, если х = 10 (точка 5), то
Полезная информация: