1.4. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного

Напряжение прикосновения для человека, касающегося заземленного корпуса электрооборудования и стоящего на земле зависит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком и заземлителем (чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше U_ПР и наоборот). Так, при наибольшем расстоянии, т. е. при х →∞, практически при х ≥ 20 м (случай А на рис. 2.5) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение:Uпр = φз; при этом коэффициент прикосновения α1 = 1. Это — наиболее опасный случай прикосновения.

Рис.2.5 - Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:

При наименьшем значении х, т. е. когда человек стоит непосредственно на заземлителе (случай Б на рис. 2.5), Uпр = 0 и α1 = 0. Это — безопасный случай, так как человек не подвергается воздействию напряжения, хотя он, и находится под потенциалом заземлителя φз.

При других значениях х в пределах 0 – 20 м (случай В на рис. 2.5) U_ПР плавно возрастает от 0 до φ_З, а α1 — от 0 до 1.

В практике устройства защитных заземлений необходимо знать максимальные напряжения прикосновения.

1.5 Шаговое напряжение

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 0,8 м, на которых одновременно стоит человек,

Шаговое напряжения возникает между ногами человека вследствие не равномерного распределения потенциала зазелителя по земле (рис. 2.6). Точка касания ноги расположенная ближе к заземляющему электроду будет иметь больший потенциал, по сравнению с более удаленной. Величина шагового напряжения зависит от величины шага и от расстояния х от заземлителя, а также формы потенциальной кривой растекания заземлителя.

По мере удаления от места замыкания вылечена шагового напряжения уменьшается. Шаговое напряжения на расстоянии 10..20 м от места замыкания практически не приставляет опасность.

Рисунок 2.6 – шаговое напряжение

2. Экспериментальная часть

2.1 Описание лабораторной установки

В лабораторной работе используются следующие блоки :

– трехфазный источник питания;

– блок линейных дросселей;

– трехфазный трансформатор;

– модель сферического, трубчатого вертикального и протяжоного трубчатого заземлителя.

– блок мультиметров;

2.3 Порядок выполнения работы

Работа осуществляется в следующей последовательности:

1. Соедините гнезда защитного заземления всех блоков, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазный источник питания желтыми проводами с зеленой полосой.

2. Установите модель заземлителя с полусферическим заземлителям.

3. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений рис 2.7

4. Включите трех фазный источник питания и питание блока мультиметров.

5.Снимите следующие зависимости от расстояния х: потенциала поля растекания тока заземлитель φ = f (х), напряжение прикосновения U_ПР = f (х) для этого:

5.1 установить удельное сопротивления грунта ρ=const (по заданию преподавателя);

5.2 включив вольтметр блока мультиметров между гнездом «﬩» и гнездами, соответствующими расстоянию х, снять зависимость φ = f (х);

5.3 включив вольтметр блока мультиметров между гнездом корпуса поврежденного оборудования и гнездами, соответствующими расстоянию х, снять зависимость напряжения прикосновения Uпр = f (х);

5.4 полученные данные занести в табл. 2.1

5.5 включив вольтметр между гнездом «﬩» и гнездом "х" (по заданию преподавателя), изменяя удельное сопротивления грунта ρ = 20…700 снимите зависимость φ = f (ρ)

5.6 включив вольтметр блока мультиметров между гнездом корпуса поврежденного оборудования и гнездом "х" (по заданию преподавателя), изменяя удельное сопротивления грунта ρ = 20…700 снимите зависимость Uпр = f (ρ)

6. Ток стекания в землю контролируйте с помощью амперметра блокамультиметров. Он не должен превышать 0,5 А!

7. Отключите источник питания и замените в электрической схеме модель заземлителя с полусферическим электродом (325) на модель заземлителя с вертикальным трубчатым электродом (326).

8. Включите источник и вновь снимите вышеупомянутые зависимости (п. 5.1-5.6).

9. Отключите источник и замените в электрической схеме модель заземлителя с вертикальным трубчатым электродом (326) на модель заземлителя с протяженным трубчатым электродом на поверхности (327).

10. Вновь включите источник и в третий раз снимите вышеупомянутые зависимости. (5.1-5.6)

11. По завершении эксперимента отключите трехфазной источник питания и питание блока мультиметров, разберите схему.

12. По результатам измерения рассчитайте напряжение шага, для величины шага равного 0,8 метра.

12. По результатом измерений постройте график изменения потенциала поля растекания тока заземлителя от расстояния φ = f (х) в одних осях для трех типов заземлителей,

13. Построить график изменения φ = f (х), Uпр = f (х) и Uш = f (х) в одних осях для каждого типа заземлитель.

12. Используйте полученные зависимости для формулирования выводов о влиянии на электробезопасность типа заземлителя, удельного сопротивления грунта, в котором он заложен, и расстояния от заземлителя до места установки защищаемого электрооборудования.

Рисунок 2.7 - Схема лабораторного стенда

Таблица 2.1.

Измеренные значения

Вид заземлителя		Заземлитель с полусферическим электродом (325)				Заземлитель с вертикальным электродом (326)				Заземлитель с протяженным трубчатым электродом (327)
Ρ, Ом м	х	φ, В	UПР, В	I, А	UШ, В	φ, В	UПР, В	I, А	UШ, В	φ, В	UПР, В	I, А	UШ, В
По заданию преподавателя	0
	0,8
	1,6
	2,4
	3,2
	4
	4,8
	5,6
	6,4
	7,2
	8
	8,8
	9,6
	10,4
	11,2
	12
20	По заданию преподавателя
700
100
300
40