12) Стекание тока в землю через одиночный заземлителью. Потенциальная кривая (на примере полушарового заземлителя).

Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся с нею в непосредственном контакте. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник или группа соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с землей, называется заземлителем.

Причинами стекания тока в землю является: замыкание токоведущей части на заземленный корпус электрооборудования; падения провода на землю; использование земли в качестве провода и т.д. Во всех этих случаях происходит резкое снижение потенциала заземлившейся части электрооборудования _з, В до значения, равного произведению тока, стекающего в землю, I_з, А, на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т. е. сопротивление заземлителя растеканию тока R_з, Ом:

Стекание тока в землю сопровождается возникновением не только на заземлителе, но и в земле вокруг заземлителя, а следовательно, и на поверхности земли некоторых потенциалов.

Полушаровой заземлитель

Шаровой заземлитель на поверхности земли, т. е. заглубленный так, что его центр находится на уровне земли (рис. 2.4), называется полушаровым заземлителем.

Рис. 2.4. Распределение потенциала на поверхности земли вокруг полушарового заземлителя

Для такого заземлителя уравнение потенциальной кривой на поверхности земли (так же как и в объеме земли):

                                                                                       (2.8)

Потенциал полушарового заземлителя  _з, В, при радиусе заземлителя х = r, м, определяется из уравнения:

                                                                                       (2.9)

Разделив (2.8) на (2.9), получим:

                                                                                       (2.10)

Обозначив произведение постоянных  _з и r через k, получим уравнение равносторонней гиперболы:

                                                                                           (2.11)

Следовательно, потенциал на поверхности земли вокруг полушарового заземлителя изменяется по закону гиперболы, уменьшаясь от максимального значения  _з до нуля по мере удаления от заземлителя (рис. 2.4).

13) Сопротивление заземлителя растеканию тока (на примере полушарового заземлителя).

Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию. Оно имеет три слагаемых:

1. сопротивление самого заземлителя;

2. переходное сопротивление между заземлителем и грунтом;

3. сопротивление грунта.

Два первых слагаемых по сравнению с третьим малы, поэтому ими пренебрегают и под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление грунта растеканию тока.

Сопротивление растеканию тока полушарового заземлителя.

Оно определяется следующим образом: слой грунта полусферической формы, находясь на расстоянии х от центра заземлителя толщиной dx, обладает сопротивлением:

dR=dx/2x² (Ом)

R=l/S

Общее сопротивление:

R=^_r dx/2x²=(-/2x)^- (-/2x)^r=/2r

r – радиус заземлителя.

Сопротивление заземлителя можно рассчитать и другим способом, с учетом того, что: R=_З/I_З; _З=I_З/2r  R=/2r (Ом).

Таким образом сопротивление растеканию тока зависит от формы (ей определяется площадь поверхности земли, участвовавшей в сопротивлении растеканию тока) и размеров заземлителя, а также от удельного сопротивления грунта, его однородности.