3. Замыкание на землю.

Р

Рис.№4. Распределение потенциалов при замыкании на землю провода 3^х фазной линии

ассмотрим случай обрыва провода воздушной линии, подключенной к трансформатору с заземленной нейтралью. Допустим, что обрыв провода и его замыкание на землю (рис. 4) произошло на значительном удалении от заземлителя. Образуется электрическая цепь и аварийный ток в этой цепи будет растекаться по обширной области вокруг места замыкания провода на землю (точка а на рисунке). Наибольшее объемное сопротивление растеканию тока оказывают слои земли, лежащие вблизи места замыкания провода, так как здесь полусферическая поверхность грунта невелика. Поэтому плотность тока в этих слоях значительна и он создает наибольшее падение напряжения. По мере удаления от места замыкания тока на землю полусферическая поверхность грунта увеличивается, объемное сопротивление почвы уменьшается и, следовательно, уменьшается падение напряжения. Как показывают непосредственные измерения, при однородном грунте геометрические места точек с одинаковым потенциалом будут представлять собой концентрические окружности с центром в месте аварийного замыкания провода на землю.

4. Шаговое напряжение.

П риближение человека к месту упавшего оборванного провода воздушной линии электропередачи сопряжено с опасностью поражения электрическим током. Дело в том, что ноги человека, касаясь почвы в зоне влияния аварийного тока, приобретают потенциал точек прикосновения (рис.5). Напряжение, под которым оказываются ноги человека в этом случае, называют шаговым напряжением. Расчетная величина шага принимается равной 80 см. Разность потенциалов между точками почвы, отстоящими друг от друга на расстоянии 80 см, имеет наибольшее значение вблизи места замыкания на землю. По мере удаления от места за­мыкания величина шагового напряжения уменьшается, а на расстоянии более 20 м от него равна нулю. Следовательно, шаговое напряжение тем меньше, чем дальше от места заземления провода находится человек.

Как показывает практика, при шаговых напряжениях, превышающих 100 в, человек вследствие судорог ног оказывается поверженным на землю. Это не только увеличивает действующее на человека напряжение, но и подвергает его опасному электрическому удару, так как поражающий ток в этом случае будет замыкаться по опасной для жизни человека петле: руки - ноги.

U_ш=φ₁ – φ₂

где:

U_ш­- шаговое напряжение,

φ₁ – потенциал на одной ноге,

φ₂ – потенциал на другой ноге.

5. Замыкание на корпус.

В результате пробоя изоляции обмоток машин и трансформаторов происходит аварийное соедине­на, проводов этих обмоток с корпусами Такое соединение называют замыканием на корпус. Рассмотрим рисунок 5, где изображены три электродвигателя, корпуса которых присоединены к заземляющему электроду, уложенному в однородный грунт В электродвигателе 1 произошло замыкание на корпус. Возникающий в результате этого аварийный ток через заземлитель растекается по земле. Распределение потенциалов точек почвы в зоне растекания показано на рисунке кривой 1.

На первый взгляд может показаться, что прикосновение к корпусу исправного двигателя 3, расположенного вне зоны растекания аварийного тока, не связано с опасностью, но это не так. Ведь заземлитель и все электрически соединенные с ним корпуса двигателей получают относительно земли одинаковый и наибольший потенциал U_макс. Поэтому руки человека касаясь корпуса любого электродвигателя (исправного или пробитого), приобретают максимальный потенциал заземлителя U_макс., а ноги человека, касаясь точек почвы, приобретают потенциал Uз этих точек.