Напряжение шага при одиночном заземлителе с учетом сопротивления основания

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, на которых одновременно стоит человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека,В:

U_ш = I_h R_h, (2.42)

где I_h — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, A; R_h — сопротивление тела человека, Ом.

В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др.— интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя. Без учета сопротивления растеканию тока основания напряжением шага будет являться разность потенциалов j _х, В, и j _х+а , В, двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся на расстоянии х и (х + а) от заземлителя и на расстоянии шага а одна от другой и на которых стоит человек (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Напряжение шага при одиночном заземлителе

Таким образом, напряжение шага, В, будет:

U_ш =j _х - j _х+а. (2.43)

Поскольку j _х, и j _х+а являются частями потенциала заземлителя j _з, то разность их также есть часть этого потенциала. Поэтому выражение (2.43) мы вправе записать в виде:

U_ш =j _зb₁, (2.44)

где b₁— коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой:

_(2.45)

_{Напряжение шага определяется отрезком АВ (рис. 2.15), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т. е. от типа заземлителя, и изменяется от максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя:}

_{Напряжение шага с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек.}

_{Как и в случае напряжения прикосновения, разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек, т. е.}

_{Uш =j х - j х+ а = jз b1}

_{делится между сопротивлением тела человека и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит, Rocн, Ом.}

_{В данном случае сопротивление основания складывается из двух последовательно соединенных сопротивлений растеканию ног человека: Rocн= 2 Rн (рис. 2.17).}

_{Рис. 2.17. К определению напряжения шага с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию ног человека:}

_{1 — потенциальная кривая; 2 — кривая, характеризующая изменение Uш с изменением расстояния от заземлителя}

_{Следовательно,}

_{откуда напряжение шага, В:}

_(2.46)

_или

_(2.47)

_{где b2— коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:}

Виды электрических сетей.

Питающие сети различаются по типам:

систем токоведущих проводников;

систем заземления.

Существуют следующие типы систем токоведущих проводников переменного тока:

однофазные двухпроводные;

однофазные трехпроводные;

двухфазные трехпроводные;

двухфазные пятипроводные;

трехфазные четырехпроводные;

трехфазные пятипроводные.

Системы заземления могут быть следующих типов: TN-S, TN-C, TN-C-S, IT, TT.

Система TN –система, в которой нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали (занулены) при помощи нулевых защитных проводников.

В приведенном определении использовался ряд терминов.

Нейтраль – общая точка обмоток генераторов или трансформаторов, питающих сеть; напряжения на выходных зажимах источника электроэнергии, измеренные относительно нейтрали, равны.

Глухозаземленная нейтраль источника электроэнергии – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Изолированная нейтраль – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Проводящие части – части, которые могут проводить электрический ток.

Токоведущие части– проводники или проводящие части, предназначенные для работы под напряжением в нормальном режиме, включая нулевой рабочий проводник.

Открытые проводящие части – доступные прикосновению проводящие части электроустановки, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.

Нулевой проводник– это проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью, предназначенный либо для питания потребителей электроэнергии, либо для присоединения к открытым проводящим частям.

Нулевой рабочий проводник (N – проводник) – нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников.

Нулевой защитный проводник (PE – проводник) – нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для присоединения к открытым проводящим частям с целью обеспечения электробезопасности.