Растекание тока в земле при замыкании на землю.

Ответ: Стекание тока в землю происходит только через про­водник, находящийся в непосредственном контакте с зем­лей. Такой контакт может быть случайным или предна­меренным.

В последнем случае проводник или группа соединен­ных между собой проводников, находящихся в контакте с землей, называется заземлителем. Кроме того, одиночный проводник, находящийся в контакте с землей, называется также одиночным заземлителем, или заземляющим электродом, или просто элект­родом, а заземлитель, состоящий из нескольких парал­лельно соединенных электродов, называется также груп­повым или сложным заземлителем.

Причинами стекания тока в землю являются: замы­кание токоведущей части на заземленный корпус элек­трического оборудования, падение провода на землю, ис­пользование земли в качестве провода и т. п. Во всех этих случаях происходит резкое снижение потенциала (т. е. напряжения относительно земли) заземлив­шейся токоведущей части до значения, равного произведению тока, стекающего в землю I_з, А, на сопро­тивление, которое этот ток встречает на своем пути,т.е. сопротивление заземлителя растеканию тока, Rз, Ом: Фз=Iз*Rз.

Это явление, весьма благоприятное по условиям без­опасности, используется как мера защиты от поражения током при случайном появлении напряжения на металлических нетоковедущих частях, которые с этой целью заземляются. Однако наряду с понижением потенциала заземлившейся токоведущей части при стекании тока в землю возникают и отрицательные явления, а именно по­явление потенциалов на заземлителе и находящихся в контакте с ним металлических частях, а также на по­верхности грунта вокруг места стекания тока в землю. Возникающие при этом разности потенциалов отдельных точек цепи тока, в том числе точек на поверхности земли, могут достигать больших значений, представляющих со­бой опасность для человека.

Напряжение прикосновения при одиночном и групповом заземлителе.

Ответ:

Напряжение прикосновения Uпр – разность потенциалов между двумя точками токоведущей цепи, в кот. включен человек.

Uпр=I_h*R_h (где Ih – ток походящий по пути рука – нога, R_h – сопротивление тела человека). В области защитных заземлений, занулений и т.п. одна из этих точек имеет потенциал заземлителя φз, В, а другая — потенциал ос­нования в том месте, где стоит человек, φос, В.

В этом случае напря­жение прикосновения будет:Uпр= φз- φос= φз*α_1, где α1 — коэффициент, называемый коэффициентом прикосновения, учиты­вающим форму потенциальной кривой.

Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе: Пусть мы имеем оборудование, например электродвигатели, корпуса которых заземлены с помощью одиночногозаземлителя (электрода) (рис. 14.4).При замыкании на корпус одного из этих дви­гателей (молниеобразной стрел­кой) на заземлителе и на всех присоединенных к нему металлических частях, в том числе на корпу­сах двигателей, появится потенциал Uпр.

Поверхность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы и размеров заземлителя. Напряжение прикосновения для человека, ка­сающегося заземленного корпуса двигателя и стоящего на земле (случай 1), характеризуется отрезком АВ и от формы потенциальной кривой и расстояния (х) между человеком и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится чел-к, тем больше Uпр. Безопасный случаи: При наименьшем значении х, т.е. когда человек стоит непосредственно на заземлителе (случай 3).

Напряжение прикосновения при групповом заземлителе: Поля растекания токов электродов группового заземлителя накладываются одно на другое, все точки поверхности на участке между электродами имеют потенциалы, отличные от 0. Поэтому в любом месте этого участка U_пр <φз, α1<1.

Как и в случае одиночного заземлителя, Uпр=0 и a=0 тогда, когда человек, касаясь заземленного предмета, стоит непосредственно на электроде, входящем в состав группового заземлителя.

Напряжение шага.

Ответ: Напряжение шага – напряжение между 2-мя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на кот. одновременно стоит чел-к. Напряжение шага зависит от формы потенциальной кривой, т. е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя (рис. 1).

Максимальные значения U_ш - (длина шага 0,8м) будет при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него. Объясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутым кривым и, следовательно, наибольший перепад оказывается, как правило, в начале кривой.

Рисунок 1 - Шаговое напряжение при одиночном заземлителе.

Наименьшие значения U_ш - будет при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т. е. дальше 20 м. В этом месте U_ш » 0. На расстояниях, меньших 20 м, U_ш будет иметь промежуточное значение, зависящее от типа заземлителя.

Напряжение шага при групповом заземлителе:

Рисунок 2 Шаговое напряжение при групповом заземлителе.

В пределах площади, на которой размещены электроды группового заземлителя, напряжение шага меньше, чем при одиночном заземлителе, но также изменяется от некоторого максимального значения до нуля при удалении от электродов (рис. 2).