Теорія розтікання струму в землю. Напруга кроку та дотику

Земля є специфічним провідником електричного струму -неоднорідним і нелінійним - зі змінною площею поперечного перерізу. Тому, при проходженні струму в землі, на її поверхні виникає специфічне поле потенціалів, характер якого визначається конструкцією заземлювача, параметрами електричної мережі, властивостями ґрунту тощо.

Падіння напруги на будь-якій ділянці електричної мережі au, в тому числі і при проходженні струму в землі, залежить від величини струму і від електричного опору r.
Тому на поверхні землі в зоні розтікання струму між рівновіддаленими в радіальному напрямку точками au буде тим більше, чим ближче ці точки будуть до місця замикання на землю.
Із цієї причини, відповідно до наведеного, на поверхні землі в зоні розтікання струму виникає локальне поле підвищених потенціалів радіусом близько 20 м, розподіл потенціалів (фг.) У якому відносно нульового потенціалу землі
при переміщенні людини в зоні розтікання струму в землі її ноги будуть торкатися ділянок землі з різними потенціалами, а на людину буде діяти напруга, яка визначається різницею цих потенціалів і відома під назвою

Напруга кроку (uk) - різниця потенціалів між двома точками на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані кроку (0,8 м) одна від одної. З наближенням до місця замикання на землю величина напруги кроку буде зростати, і вона може досягти небезпечних для людини значень вже при напрузі електроустановок 0,4 кв, а в сиру погоду та за зволоженого ґрунту і при меншій напрузі. Тому правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів за наявності замикання на землю забороняють наближатися до місця замикання ближче 8 м поза приміщенням і 4 м в приміщенні без застосування засобів захисту - діелектричні боти, галоші, суха дошка, сухе гумове взуття тощо.

Напруга кроку значно зменшується і зводиться до безпечної величини, якщо застосувати метод вирівнювання потенціалів поблизу електроустаткування – пристрій захисного контурного заземлення. При невеликих відстанях між елементами контуру потенціали усередині контуру між окремими точками вирівнюються і різниця потенціалів у його межах, а отже, напруга кроку значно знижуються. По краях контуру за межами пристрою, що заземлює, якщо не вжить заходи для вирівнювання потенціалів, може виникнути крутий спад потенційної кривої і сформуватися крокова напруга небезпечної для людини величини. Для зниження небезпечних крокових напруг, що особливо високі при великих струмах замикання на землю, по краях контуру і за його межами, в першу чергу в місцях проходів і проїздів укладають в землю додаткові сталеві смуги заземлення.

Напруга дотику — це напруга між двома точками ланки струму, яких одночасно торкається людина. Чисельно вона дорівнює різниці потенціалів корпуса та точок ґрунту, в яких знаходяться ноги людини.
Напруга дотику зростає зі збільшенням віддалі від заземлювача, і за межами зони розтікання струму вона дорівнює напрузі на корпусі обладнання.

Умови ураження людини напругою дотику та кроковою напругою різні, оскільки струм протікає різними шляхами. При напрузі дотику — через грудну клітку, а при кроковій напрузі — по нижній петлі. Значна крокова напруга викликає судоми в ногах, людина падає, потім ланка струму замикається вздовж всього тіла людини.

Поиск по сайту: