4. Напряжения прикосновения и шага

Напряжение прикосновения U_ПР - это напряжение, приложенное непосредственно к телу человека, или падение напряжения на электрическом сопротивлении тела человека. В случае нахождения человека за пределами заземлителя (x > r_З) напряжение прикосновения определяется формулой

U_ПР = φ_З - φ_Х = I_Зρ(1/r_З – 1/х) /(2π),

где φ_З – потенциал заземленного корпуса установки, к которому прикасается человек; φ_Х – потенциал основания (грунта) под человеком.

Если человек находится на заземлителе (x ≤ r_З), то U_ПР = 0, а если он расположен за пределами зоны растекания (x > 20 м), U_ПР = U_З.

Напряжение шага (U_Ш) – это разность потенциалов между двумя точками x1 и x2 поверхности основания (грунта), с которыми контактируют ступни ног человека: U_Ш = φ_Х1 - φ_Х2 = I_Зρ(1/x1 – 1/x2) /(2π),

где x1 ≤ x2.

Напряжение шага зависит от местоположения человека в зоне растекания и от длины шага L_Ш = x2 – x1. По мере удаления человека от заземлителя напряжение шага уменьшается и за пределами зоны растекания оно практически равно нулю. Максимальное напряжение шага соответствует случаю, когда одна нога человека находится на заземлителе, а вторая – за его пределами на расстоянии шага.

5. Измерение сопротивления заземляющих устройств

и удельного сопротивления грунта

Измерение сопротивления заземляющего устройства производится периодически не реже 1 раза в год (летом при наибольшем просыхании или зимой при наибольшем промерзании грунта), после монтажа, при сдаче-приёмке, после реконструкции или ремонта электрооборудования.

Измерение сопротивления заземлителя может быть проведено различными способами. Одним из простейших является метод амперметра-вольтметра (рис. 2). Согласно данному методу измерительная цепь (рис. 2,а) содержит измерительный трансформатор ИТ, амперметр А, вольтметр В, токовый Т и потенциальный П измерительные электроды, погружаемые в грунт Земли, и собственно испытуемый заземлитель З. С помощью амперметра А измеряется величина тока I_з, проходящего через заземлитель З и токовый электрод T, а с помощью вольтметра В – напряжение U_З на заземлителе относительно потенциального электрода П, расположенного в точке грунта с условно нулевым потенциалом. В этом случае сопротивление заземлителя R_З = U_З /I_З.

В

лабораторной работе используется переносной прибор М-416.

а б

Рис. 2. Измерение сопротивления заземлителя

Схема включения прибора М-416 для измерения сопротивления заземлителя показана на рис. 2,б. Изменяя положение ручки реохорда прибора (при нажатой кнопке Кн), добиваются установки стрелки индикатора на нулевую отметку и по шкале реохорда, градуированной в омах, определяют измеряемое сопротивление заземлителя.

И

Рис. 3. Схема измерения удельного сопротивления грунта

змерение удельного сопротивления грунта с помощью прибора М-416 осуществляется следующим образом (рис. 3). В исследуемом месте в грунт погружают четыре измерительных электрода T₁, П₁, П₂ и Т₂. Токовые электроды T₁ и T₂ подключаются к выходным зажимам 1 и 4 источника переменного тока, встроенного в прибор, и предназначены для создания в земле измерительного тока I_изм, а потенциальные электроды П₁ и П₂ подключаются к зажимам 2 и 3 и используются для измерения разности потенциалов (U_ИЗМ) между точками в местах их расположения.

Напряжение U_ИЗМ оказывается пропорциональным удельному сопротивлению грунта ρ, току I_ИЗМ и зависит от расстояний между электродами. В результате удельное электрическое сопротивление грунта определяется по формуле

ρ = 2πа_ИЗМR, (4)

где R – показание прибора, 0м; а_ИЗМ = 8 м – расстояние между измерительными электродами для прибора М-416.