11.2.5. Напряжение шага, напряжение прикосновения
Между любыми двумя точками земли, находящимися на участке растекания тока замыкания на землю, существует известная разность напряжений. Человек, находящийся в пределах этого участка, сделав шаг, подвергается воздействию «шагового напряжения».
Р ис. 11.8. Кривые растекания тока I, напряжения прикосновения II, напряжение шага Uш
Значения Uш получим, если проведем ряд ординат кривой I через 1 м, что соответствует длине шага. На (рис. 11.8) определение Uш показано в случае приближения человека к электродвигателю 2, корпус которого соединён с заземлителем из одного электрода. Напряжение оборудования, удалённого на расстояние больше 20 м от заземлителя, при замыкании на корпус (если пренебречь сопротивлением заземляющих проводников) равно напряжению, В, на заземлителе Uз = Iз · Rз.
Человек при прикосновении к корпусу электродвигателя в точке 3 подвергается воздействию полного напряжения заземлителя Iз · Rз, а в точке 0 – напряжению, равному нулю.
Та часть напряжения (падение напряжения), которая приходится на человека в цепи замыкания, называется напряжением прикосновения, В, –
Uпр = k · Iз · Rз,
где k – коэффициент прикосновения.
Проводники заземления следует соединять между собой, так как при прикосновении к двум несвязанным заземлителям, на которых однофазные замыкания, человек попадает под междуфазное напряжение.
В случае обрыва заземления или большого сопротивления заземлителя напряжение прикосновения может достичь опасной величины.
11.2.6. Выравнивание потенциалов
Напряжение прикосновения и ток через тело человека могут быть значительно уменьшены и сведены к достаточно малой величине, если выполнено выравнивание потенциалов вблизи электрооборудования.
В установках напряжением выше 1000 В выравнивание потенциалов производится путем устройства контуров заземления, состоящих из забитых в землю стальных труб, прутков или уголков, соединенных полосами, расположенными в один или несколько рядов.
При достаточно близких расстояниях между элементами контура, участки земли внутри контура приобретают потенциал, более высокий и более близкий к потенциалу заземлителей, потенциалы внутри контура выравниваются, и разность потенциалов в его пределах, а, следовательно, напряжения прикосновения и шага сильно снижаются.
По границе контура за пределами установки остается крутой спад кривой потенциала. При больших токах замыкания на землю с целью уменьшения напряжения шага по краям контура и за пределами его, укладываются дополнительно стальные полосы, связанные с контуром заземления. Кривая спада потенциала делается положе.
11.3. Устройство заземлений
Согласно ПУЭ, устройство заземлений требуется во всех производственных помещениях и наружных установках напряжением 127 В и выше переменного тока и 110 В и выше постоянного тока. В установках 36, 12 В одна из фаз или нейтраль заземляется на случай пробоя обмотки ВН на сторону НН источника.
11.3.1. Оборудование, подлежащее заземлению
Заземлению подлежит все металлические корпуса электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущие оказаться под ним вследствие повреждения изоляции.
В офисных, жилых и других помещениях с сухими плохо проводящими полами при напряжении 380 / 220 В переменного и 440 В постоянного тока, устройство заземлений не требуется, если исключена возможность прикосновения одновременно к токоприемнику и заземленным металлическим частям.
Не следует делать лишнее заземление: щиты, КРУ, КСО, двери на них, электромоторы не следует отдельно заземлять, если заземлена конструкция, на которой они смонтированы; не следует также заземлять кабельные конструкции, если по ним проложен бронированный кабель.