26. Процесс растекания электрического тока в грунте Земли. Напряжение шага.

В процессе эксплуатации часто бывает, что одна из фаз соединяется с землёй и происходит электрическое замыкание на землю. С этого проводника ток потечёт в землю (если цепь будет замкнута).

В месте замыкания фазного проводника на землю:

r I3

20m

Теоретически ток от места замыкания распределяется по земле до бесконечности, а практически поле растекания тока 20 метров.

Напряжение на поверхности земли: U_x=(I_з × ρ)/(2πx)

x – расстояние от места замыкания до точки, в которой измеряется напряжения;

ρ – электрическое удельное сопротивление грунта.

Если х>20 м, то U_x будет стремиться к нулю. Если х уменьшить, то напряжение будет увеличиваться.

Максимальное напряжение на электроде: U_max=(I_з × ρ)/(2πr)

_Ux

U_max

20m 20m

Величина сопротивления электрода растеканию тока: R_ш=U_max /I_з = ρ/(2πr) – это сопротивление, которое оказывает электрическому току земля., в которую ток стекает через шаровой электрод радиусом r. На практике формулы более сложны.

3.04.2004

Напряжение шага.

Напряжение шага – это напряжение между двумя точками в поле растекания тока, на котором одновременно стоит человек. Максимальное напряжение шага будет в том случае, если человек одной ногой будет находиться на электроде, а второй ногой делать шаг (в любую сторону). Чем дальше человек находится от места замыкания, тем меньше напряжение шага. Напряжение шага не действует на человека, если он находится за пределами зоны растекания, т.е. за границей в 20 метров (по нормативам – 8 метров).

Если человек случайно оказывается в поле растекания тока, то сначала он не будет его ощущать. Ощутив действие электрического тока человек должен остановиться и выходить точно в ту сторону, откуда он пришел.

Если человеку необходимо войти в зону растекания тока, то он должен двигаться в ней очень маленькими шажками, или прыгая на одной ноге. Если же в зоне есть пострадавший, то к нему надо подойти как можно ближе, чтобы разность потенциалов была как можно меньше, рывком поднять его с земли и делая мелкие шаги, вынести из зоны. В зону можно войти и по доске, фанере или даже по металлическому листу (не касаясь его концов).

27. Сопротивление заземлителя растеканию тока, естественные и искусственные заземлители.

Сопротивление заземления (сопротивление растеканию электрического тока) определяется как величина "противодействия" растеканию электрического тока в земле, поступающего в нее через заземлитель.

Измеряется в Омах и должно иметь минимально низкое значение. Идеальный случай - нулевая величина, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании "вредных" электротоков, что гарантирует их полное поглощение землей.

Для заземления электроустановок следует использовать в первую очередь естественные заземлители. К ним относят: металлические части (арматуру) железобетонных конструкций, например фундаментов опор линий электропередачи и подстанций, фундаментов зданий; металлические подземные коммуникации (трубопроводы, броня и оболочки кабелей); некоторые наземные коммуникации (рельсовые пути) и др. Если естественные заземлители обеспечивают выполнение требований, предъявляемых к параметрам заземляющих устройств, то искусственные заземлители нужно применять, лишь когда необходимо уменьшить токи, протекающие по естественным заземлителям или стекающие с них в землю. Таким образом, в ряде случаев можно ограничиваться только использованием естественных заземлителей и отказаться от искусственных, что дает обоснованное снижение затрат материалов, труда, капиталовложений при монтаже и облегчает эксплуатацию заземляющих устройств.

Обычно искусственным заземлителем является стальной проводник, заложенный в грунт горизонтально или вертикально (либо наклонно), или группа таких проводников-электродов, соединенных между собой. В последнем случае заземлитель называют сложным, а если электроды образуют контур, то сложный заземлитель называют заземляющим контуром. Название «горизонтальных» и «вертикальных» заземлителей весьма условное. Строгое соблюдение горизонтальности необязательно, важно лишь, чтобы электроды находились в грунте на нужной глубине, не мешая пахоте и не подвергаясь повреждениям при работе сельскохозяйственных машин. Поскольку поверхность земли в оврагах, на уклонах и в ряде других мест может оказаться не горизонтальной, то и протяженные (лучевые, «горизонтальные») заземлители будут следовать кривизне поверхности. Для вертикальных электродов также необязательно строгое соблюдение вертикальности.