Опасность прикосновения к заземленным предметам

Лекция № 33

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Назначение заземляющих устройств

На электрических станциях и подстанциях предусматривается заземляющие устройства, которые создают пути протекания тока замыкания по возможности малым сопротивлениям, т.е. обеспечивать безопасность людей в пределах электроустановки или вблизи неё.

Заземлитель расположен в земле и предназначен для стекания тока в землю. Заземлители различают искусственные и естественные.

К естественным относят трубопроводы (кроме газопроводов), металлические каркасы зданий, арматура ж/б фундамент и др.

Заземлению подлежат:

· Металлические части электрооборудования, нормально ненаходящиеся под напряжением;

· Металлические каркасы и опору РУ;

· Стальные каркасы зданий, трубопроводы и др.;

· Вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

· Нейтрали вторичных обмоток силовых трансформаторов 380/220В.

Такое заземление называется защитным. К заземлителю присоединяются ОПНы, молниеотводы. Такое заземление называется молниезащитным.

Опасность прикосновения к заземленным предметам

Максимальное напряжение между поверхностью земли и заземленным предметом, которого может коснуться человек называется напряжением прикосновения U_пр (рис. 33.1).

При стекании тока через I_з потенциал заземлителя U_з=I_з(r₁+r₂), а потенциал поверхности земли в точке 1: U₁=I_зr₂.

Тогда напряжение прикосновения:

(33.1)

Отношение:

(33.2)

называется коэффициентом распределения потенциала и зависит от схемы и устройства заземлителя.

Рис. 33.1

Введем в схему человека (рис. 33.2).

Рис. 33.2

Сопротивление r_r – сопротивление человека, r_c – сопротивление ступени.

Сопротивление r_r+ r_c/2 r₁, то ток .

Напряжение , т.е. мало отличается от напряжения при отсутствии человека.

Напряжение, приложенное к человеку:

(33.3)

где из формулы (33.1).

В электрической установке U_пр должно нормироваться, т.е. должно быть рассчитано при проектировании.

В зоне растекания тока человек может попасть под шаговое напряжение (рис. 33.3)

(33.4)

Рис. 33.3

Напряжение U_ш составляет часть напряжение на заземлителе. К человеку приложено напряжение:

(33.5)

Рис. 33.4

Можно условно принять, ступня человека – это окружность радиусом R=8см, т.е.

, (33.6)

где - удельное сопротивление верхнего слоя земли.