5.3. Явления при стенании тока в землю. Напряжение шага

Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся в непосредственном контакте с землей. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник, находящийся в контакте с землей, называется заземлителем, или электродом. Распределение потенциала на поверхности земли происходит по кривой близкой к гиперболе.

В объеме земли, где проходит ток, возникает так называемое «поле растекания тока». Теоретически оно простирается до бесконечности. Однако в реальных условиях уже на расстоянии 20 м от заземлителя сечение слоя земли, по которому проходит ток, оказывается столь большим, что плотность тока здесь практически равна нулю. Следовательно, и поле растекания можно считать распространяющимся лишь на расстояние 20 м от заземлителя.

Напряжение шага U_ш (B) есть напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. При этом длина шага α принимается равной 0,8 м.

Напряжение шага представляет собой также падение напряжения в сопротивлении тела человека R_h (Ом)

U_ш = I_h R_h,

где I_h – ток, проходящий через человека по пути нога – нога, А.

Напряжение шага ориентировочно определяется отрезком АВ (рисунок), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя. Максимальное значение U_ш будет при наименьшем расстоянии от заземлителя, т.е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой - на расстоянии шага от него.

Наименьшие значения U_ш будет при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т.е. дальше 20м. В этом месте U_ш ≈ 0.

Таким образом, при попадании в опасную зону необходимо выходить из нее максимально короткими (приставными) шагами на расстояние более 20м.

5.4. Классификация электроустановок

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются по напряжению:

- до 1 кВ;

- выше 1 кВ.

Электроустановки напряжением до 1 кВ в отношении мер электробезопасности подразделяются на:

- электроустановки с изолированной нейтралью (по международной классификации - система IT);

- электроустановки с глухозаземленной нейтралью (система TN и её модификации: TN – C, TN – S).

Используемые определения содержатся в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ).

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования её в другие виды энергии.

Открытая проводящая часть (ОПЧ) - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции (например корпус электроустановки).

Прямое прикосновение – электрический контакт людей с токоведущими частями, находящимися под напряжением.

Косвенное прикосновение – электрический контакт людей с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству (см. рисунок, точка 2).

Изолированная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству (см. рисунок, точка 1).

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник - проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора (см. рисунок, N).

Нулевой защитный проводник - защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей (ОПЧ) к глухозаземленной нейтрали источника питания (см. рисунок, РЕ).

Приведем международную и российскую классификацию электроустановок.

Фазные провода сети по международной классификации обозначаются L1, L2, L3, а по российской – А, В, С.

В международной классификации буквы определяют следующее.

Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:

Т – заземленная нейтраль;

I – изолированная нейтраль.

Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

Т – открытые проводящие части заземлены (ОПЧ), независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

N – открытые проводящие части (ОПЧ) присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N) буквы – совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены;

С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

N - - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

РЕ - - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

PEN - - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник.

Электроустановки (электрические сети) в отношении мер безопасности могут работать в двух режимах:

• нормальном – когда обеспечиваются заданные значения параметров её работы (замыканий на землю нет);

• аварийном – при однофазном замыкании на землю.