43.Явления стекания тока в землю. Виды заземляющих устройств.
Опасность поражения человека электрическим током во многом определяется явлениями, возникающими при стекании электрического тока в землю.
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 jз, В до значения, равного произведению тока, стекающего в землю, Iз, А, на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т. е. сопротивление заземлителя растеканию тока Rз, 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.
Нам необходимо знать, от чего зависят значения этих потенциалов, как изменяются они при изменениях расстояния до заземлителя, т. е. знать уравнение потенциальной кривой.
Виды заземляющих устройств
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.
Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.
Качество заземления определяется значением сопротивления заземления / сопротивления растеканию тока (чем ниже, тем лучше), которое можно снизить, увеличивая площадь заземляющих электродов и уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта: увеличивая количество заземляющих электродов и/или их глубину; повышая концентрацию солей в грунте, нагревая его и т. д.
Электрическое сопротивление заземляющего устройства различно для разных условий и определяется/нормируется требованиями ПУЭ и соответствующих стандартов.
44.Напряжения прикосновения и шага.
Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, на которых одновременно стоит человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека, В:
Uш = Ih Rh,
где Ih — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, A; Rh — сопротивление тела человека, Ом.
Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой - на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю. Пример. По территории завода был проложен временный гибкий кабель. Кабель лежал на пути перемещения ручной тележки, поэтому в этом месте он был прикрыт железным листом, при перемещении груженой тележки кабель был поврежден и одна из его жил была в соприкосновении с листом. В результате вокруг листа возникло шаговое напряжение. Двое рабочих, толкавших тележку, получили электрический удар, от которого один упал, а второй с криком отскочил от тележки. Оба отделались испугом. Третий рабочий, шедший рядом и не касавшийся тележки, получил удар от шагового напряжения. Вначале он стал медленно приседать и затем, скорчившись, упал и умер. Напряжение прикосновения - разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
При прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю проходит через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение).
Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта) с учетом коэффициентов: a1 - учитывающего форму заземлителя и расстояния от него до точки, на которой стоит человек; a2 - учитывающего дополнительное сопротивление цепи человека (одежда, обувь) Uпр = Uзa1a2 , а ток, проходящий через человека Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.
Рис. Схема прикосновения человека к заземленному оборудованию при напряжении прикосновения:
I-распределение потенциала на поверхности грунта в момент замыкания фазы на корпус; II - напряжение прикосновения U при изменении расстояния от заземлителя; 1,2,3 - корпуса электродвигателей