Контакт токоведущих частей с землей

При замыкании на землю токоведущих частей электрического оборудования имеет место растекание тока. В результате на поверхности земли возникает электрический потенциал, который создает опасность шагового напряжения для человека (рис. 7.5).

Шаговое напряжение – напряжение между двумя точками поверхности на расстоянии человеческого шага, на которых человек стоит одновременно.

Рис. 7.5 – Шаговое напряжение

Величина шагового напряжения зависит от силы тока в проводнике, сопротивления грунта в месте замыкания и расстояния до него, а также длины человеческого шага. Точки поверхности, равноудаленные от места замыкания, имеют идентичный электрический потенциал, то есть эквипотенциальные поверхности имеют форму концентрических окружностей.

Под действием шагового напряжения ток идет относительно безопасным путем «нога-нога», но может вызвать судороги ног или падение, которое приводит к образованию других путей тока и росту напряжения шага.

Тяжесть поражения шаговым напряжением зачастую объясняется незнанием элементарных правил поведения в данном случае. Если нужно выйти из зоны напряжения шага или войти в нее для оказания первой помощи, это следует делать маленькими шагами, не превышающими длину стопы. Запрещается приближаться к месту замыкания на землю ближе, чем на 4 м в закрытых помещениях и на 8 м – на открытой местности.

Самостоятельная работа № 7

РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВОК С НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Цель работы:освоить алгоритм расчета защитного заземления для электрических установок напряжением до 1 000 В.

Задача 1. Методом коэффициентов использования провести расчет защитного заземления электрической установки до 1000 В, выполненного уголковым прокатом № 5 длины l = 3 м с глубиной заложения h = 0,8 м в глинистой почве.

Решение

Среднегодовая низкая температура в Луганской области составляет -5°С, тогда по Приложению Т находим коэффициент сезонности для стержневых заземлителей

φ = 1,3.

По табл. 7.1 определяем удельное сопротивление грунта в месте установки заземлителей

ρ_гр = 40 Ом·м.

Расчетное удельное сопротивление грунта в месте установки заземлителей находим по формуле

Ом·м.

По сортаменту прокатных профилей находим ширину полки равностороннего уголка № 5

b = 50 мм,

тода диаметр заземлителя

d = 0,95·b = 0,95·50 = 47,5 мм = 0,0475 м.

Таблица 7.1 – Удельное электрическое сопротивление грунтов ρ_гр

Находим расстояние t от поверхности земли до середины заземлителя (рис. 7.6)

(м).

Рис. 7.6 – Схема вертикального заземлителя

Определяем сопротивление растекания тока в земле одного вертикального заземлителя по формуле

Допустимое значение сопротивления защитного заземления (согласно Приложения С) для установок напряжением до 1000 В принимаем равным

R_норм = 4 (Ом),

тогда ориентировочное количество вертикальных заземлителей

Расстояния между заземлителями берем одинаковые и равные

а = 3 м,

а отношение расстояния между заземлителями к их длине

Из Приложения Е по найденому коэффициенту К определяем коэффициент использования вертикальних электродов

η_в = 0,74.

Окончательное число вертикальних заземлителей

Окончательно принимаем п = 5 электродов.

Длину горизонтального заземлителя, соединяющего расположенные в ряд вертикальные заземлители, находим по формуле

м.

Горизонтальный заземлитель выполняем в виде стальной ленты толщины b₁ = 30 мм, проложенной на глубине h₁ = 80 см. Сопротивление горизонтального заземлителя

Ом.

Коэффициент использования η_г горизонтального заземлителя при расположении в ряд вертикальных заземлителей определяем по табл. 7.2

Таблица 7.2 – Коэффициент использования горизонтального заземлителя

В нашем случае К = 1 и п = 5, по этому приблизтельно получаем

η_г = 0,77.

Тогда общее сопротивление заземляющего устройства

Ом.

Полученное значение сопротивления искусственного заземлителя не превышает допустимого значения сопротивления защитного заземления по ПУЭ

R < R_норм = 4 Ом,

поэтому заземляющее устройство расчитано верно.