ГРОЗОЗАХИСТ У СІЛЬСЬКИХ ЕЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

1. Загальні відомості

Великий внесок у дослідження атмосферної електрики зробили вітчизняні вчені М. В. Ломоносов (1711—1765 рр.) і Г. В. Ріхман (1711—1753 рр.), який сконструював для цієї мети перший в історії науки електровимірювальний прилад «електричний покажчик».

Грозовий розряд спричинює електромагнітну, теплову й механічну (ударну) дію на об’єкти.

Під час розряду створюється сильне електромагнітне поле, яке індукує напругу в проводах електричної мережі, зовнішніх радіо­приймальних антенах, металевих конструкціях. Перенапруги в мере­жах, що виникають від прямого удару блискавки в лінію або індуко­вані при розряді блискавки, називаються атмосферними пе­ренапругами. Вони поширюються на всі ділянки електричної

Рис. 80.1. Зона ураження при ударі бли­скавки в дерево.

мережі І Є ОДНІЄЮ З ОСНОВНИХ причин пошкоджень та аварій­них вимикань електроустановок. Коли немає надійного захисту від атмосферних перенапруг, мо­жуть вийти з ладу електричні апарати на підстанціях або електростанціях, струмоприйма­чі у споживача тощо. Не слід забувати і про пожежну небез­пеку, яку становить блискавка.

Потрапляння блискавки в бу­дівлю, дерево та в інші об’єкти може спричинити ураження лю­дей, що перебувають всередині цих об’єктів або поблизу них. Це є наслідком появи високих потенціалів між частинами об’єк­та, до яких доторкається люди­на, або між об’єктом, до якого людина доторкається, і землею, на якій вона стоїть, і, нарешті, між двома точками землі, на яких знаходяться ступні людини.

Розглянемо випадок потрапляння блискавки в дерево і картину потенціалів на землі навколо нього (рис. 30.1). Під час грозового розряду електричний струм блискавки проходить через стовбур дере­ва і розтікається в усі боки від дерева в землі, як це показано стріл­ками. Проходячи по дереву і в землі, струм створює спад напруги на опорі дерева і на опорі землі. Потенціал дерева може досягати сотень тисяч або навіть мільйонів вольт. Між деревом і точками на землі на відстані 20...40 м від дерева потенціал падає до нуля. На діаграмі внизу рис. 30.1 по вертикалі відкладено потенціал, а по горизонталі — відстань від дерева в метрах. Характер кривої такий самий, як і для випадку з заземлювачем.

Якщо людина стоїть під деревом і доторкається до нього, то вона буде під напругою, що дорівнює приблизно ЗО % повного потенціалу дерева в момент розряду. Напруга може досягати десятків і навіть со­тень тисяч вольтів. Рука людини лежить на стовбурі дерева (потенціал фшах) ноги — у точці землі, що має потенціал ср!. Напруга доторкання І/д = Фтах — Фі- Під дією цієї напруги через тіло людини проходить струм.

Якщо людина не доторкається до дерева, вона може бути ура­жена кроковою напругою. На відстані 10... 15 м від дерева крокова напруга вже не становить небезпеки для життя людей.