link740 link741 link742 link743 link744 link745 link746 link747 link748 link749 link750 link751 link752 link753 link754 link755 link756 link757 link758 link759 link760 link761 link762 link763 link764 link765 link766 link767 link768 link769 link770 link771 link772 link773 link774 link775 link776 link777 link778 link779 link780 link781 link782 link783 link784 link785 link786 link787 link788 link789 link790 link791 link792 link793 link794 link795 link796 link797 link798 link799 link800 link801 link802 link803 link804 link805 link806 link807 link808 link809 link810 link811 link812 link813 link814 link815 link816 link817 link818 link819 link820 link821 link822 link823 link824 link825 link826 link827 link828 link829 link830 link831 link832 link833 link834 link835 link836 link837 link838 link839 link840 link841 link842 link843 link844 link845 link846 link847 link848 link849 link850 link851 link852 link853 link854 link855 link856 link857 link858 link859 link860 link861 link862 link863 link864 link865 link866 link867 link868 link869 link870 link871 link872 link873 link874 link875 link876 link877 link878 link879 link880 link881 link882 link883 link884 link885 link886 link887

Лекция по основам охраны труда для электротехнических специальностей. Часть 2

6.5 Растекание тока в грунте.  

 Схема растекания тока в грунте представ­лена на рис. 3.16, а. Замыкание тока происходит при повреждении изоляции и пробое фазы на корпус оборудования, при падении на землю провода под напряжением и по другим причинам. Растекание тока замыкания в грунте определяет характер распределения потенциалов на поверхности земли. Для упрощения анализа сделаем допуще­ния, что ток стекает в грунт через одиночный заземлитель полусфери­ческой формы (рис. 3.16, а), что грунт однородный и изотропный и что удельное сопротивление грунта ρ во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя. Тогда плотность тока в точке А на расстоянии х выразится зависимостью:

clip_image171

где I3 — ток, стекающий с заземлителя в грунт; S = 2πx2 — площадь поверхности полусферы радиусом х.

Падение напряжения в элементарном слое грунта толщиной dx выразится через напряженность поля Е и толщину этого слоя:

clip_image173

Напряженность поля определяется законом Ома в дифференциаль­ной форме Е= δρ.

Потенциал точки А (или напряжение в этой точке) равен падению напряжения от точки А до бесконечно удаленной точки с нулевым потенциалом. Поэтому

clip_image175

Обозначив I3 = ρ/2π = const = κ, получим

clip_image177

Таким образом, потенциал на поверхности грунта распределяется по закону гиперболы.

Напряжение прикосновения (рис. 3.16, б) — это напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) при одновре­менном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса φк и точек почвы, в которых находятся ноги человека φн (рис. 3.16, б), т. е.

clip_image179

или

clip_image181

Величину α называют коэффициентом напряжения прикосновения (в пределах этой зоны растекания тока αclip_image159[1]меньше единицы, а за пределами этой зоны равен единице). Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от заземлителя, и за пределами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования.

clip_image182Ток, протекающий через человека при прикосновении,

clip_image184

Напряжение шага — это напряжение между точками земли, обус­ловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Численно напряжение шага равно раз­ности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека (рис 3.16, в).

При расположении одной ноги человека на расстоянии х от заземлителя и ширине шага а (обычно принимается а = 80 см) получаем

clip_image186

или

clip_image188

Аналогично напряжению прикосновения напряжение шага:

clip_image190

где clip_image192— коэффициент напряжения шага, который зависит от вида заземлителей, расстояния от заземлителя и ширины шага (чем ближе к заземлителю и чем шире шаг, тем β больше).

Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю. Напряженность шага также увеличивается с увеличением ширины шага.

Ток, обусловленный напряжением шага,

clip_image194

Следует отметить, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным путям: через грудную клетку — от напряжения прикосно­вения и по нижней петле — от напряжения шага. Значительные на­пряжения шага вызывают судорогу в ногах, человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль всего тела человека.

Вы здесь: Главная БЖД и Охрана труда Безопасность жизнедеятельности Лекция по основам охраны труда для электротехнических специальностей. Часть 2