Растекание тока в земле при замыкании

При замыкании на землю через грунт начинает протекать аварийный ток I_з который коренным образом изменяет состояние электроустановки с точки зрения её безопасности. При этом появляются напряжения между корпусами электрооборудования и землей, а также между отдельными точками поверхности земли где могут находиться люди.

Рис.5. растекание токов в земле через полусферический заземлитель

При протекании тока на элементарном участке dx создается падение напряжения du

Определим сопротивление между точкой A с координатой x и точкой где потенциал фи равен нулю, то есть х равен бесконечности

Максимальное падение напряжения будет у заземлителя, а более удаленные точки грунта имея большее поперечное сечение оказывают меньшее сопротивление току I_з

Если поместить точку А на поверхность электрода на расстояние х_з от центра то её потенциал будет

Это есть напряжение электрода относительно земли. Материал заземлителя – металл, он имеет малое удельное сопротивление, поэтому падение напряжения на заземлителе ничтожно мало. Корпус электроустановки, заземленный через этот заземлитель, будет иметь тот же потенциал, если пренебречь падением напряжения на сопротивлении соединительных проводов

Из экспериментов выяснено, что на расстоянии 20 метров от заземлителя потенциал практически равен нулю.

Напряжение шага (U_ш)

Это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага на которых одновременно стоит человек, При этом длина шага принимается 0.8 метра = α

Таким образом если человек удален на расстояние более 20 метров от заземлителя коэффициент β практически равен нулю, то есть с удалением от заземлителя шаговое напряжение уменьшается.

Напряжение прикосновения (U_пр)

Это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек или разность потенциалов рук и ног.

Рис.6. схема напряжения прикосновения к заземленным токоведущим частям

При пробое на корпус заземлитель и связанные с ним элементы оборудования получают напряжение относительно земли. Следовательно, руки человека, касаясь корпусов, в любом месте получают этот потенциал

Потенциал ног определяется формой потенциальной кривой при растекании тока и удалении от заземлителя

Следовательно, напряжение прикосновения

При расстоянии практически х = 20 метрам напряжение прикосновения имеет наибольшее значение, при этом , это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х когда человек стоит непосредственно на заземлителе напряжение прикосновения наименьшее и приблизительно равно 0.

РАЗДЕЛ 6.7

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ОПАСНОСТИ