НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ

Разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения U_пр.

Рассмотрим пример, в котором напряжение прикосновения возникает между корпусом электроустановок (ЭУ) и основанием, на котором стоит человек. На рис. 7.11 представлены три электроустановки, соединенные с вертикальным стержневым заземлителем и расположены на разном расстоянии от него.

При замыкании фазного проводника на корпус любой электроустановки на корпусе возникнет потенциал φк, близкий по значению потенциалу на заземлителе φз ввиду малого сопротивления заземляющих проводников и самого заземлителя. Можно принять φк = φз. При растекании тока от заземлителя на поверхности земли ( на основании) образуется потенциал φос , зависящий от формы потенциальной кривой и расстояния Х (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Напряжение прикосновения:

1, 2, 3 – электроустановки с замыканием фазных проводников на корпусы; 4 – заземлитель стержневой; U_пр – напряжение прикосновения человека, касающегося корпуса ЭУ-2;
φз - потенциал заземлителя, φос- потенциал основания

Тогда напряжение прикосновения, исходя из его определения, можно выразить:

(7.11)

Выражения в скобках представляет величину, называемую коэффициентом прикосновения a.

Напряжение прикосновения в общем виде выразится

(7.12)

Анализ формул (7.11) и (7.12) показывает:

- если расстояние Х между человеком, обслуживающим электроустановку, и заземлителем равняется или больше 20 м (х => 20 м, положение 3 на рис.7.11), то потенциал на основании равен нулю, φос = 0. Напряжение прикосновения при этом становится максимальным и равным потенциалу заземления т.е. U_ПР^max = φз;

- если расстояние Х равно нулю (Х = 0, положение 1), то потенциал на основании равен потенциалу на заземлителе, т.е. a = 0, U_пр= 0.

Таким образом, рассмотрев явления напряжения шага и прикосновения, можно сделать следующие дополнительные выводы:

- опасность поражения человека зависит от расстояния его от заземлителя. С уменьшением этого расстояния опасность поражения от напряжения шага возрастает, а от напряжения прикосновения уменьшается и, наоборот, с увеличением расстояния опасность поражения от напряжения шага уменьшается, но от напряжения прикосновения увеличивается;

- в целом напряжение прикосновения опаснее напряжения шага, так как, во-первых, максимальное значение коэффициента прикосновения равняется единице a^mах = 1, а максимальное значение коэффициента шага всегда меньше единицы b^mах < 1. Во вторых, протекание тока по пути «рука-нога» в случае попадания человека под напряжение прикосновения всегда опаснее, чем по пути «нога-нога» при напряжении шага.

Методы защиты от напряжений прикосновения и шага

Для снижения опасности поражения человека от напряжения прикосновения в производственных помещениях заземлители должны устанавливаться возможно ближе к электрическим установкам с учетом расположения рабочих мест.

В производственных помещениях для снижения опасности поражения от напряжения прикосновения и от напряжения шага одновременно применяется техническая мера защиты – выравнивание потенциала основания. Для этого используется контурное заземление с установкой групповых заземлителей в виде сетки. Вертикальные заземлители располагаются на расстоянии друг от друга равном или меньшем их длины, т.е. S <= L. Схема расположения групповых заземлителей представлена на рис. 7.12.

При замыкании фазы на корпус ЭУ, соединенной с групповыми заземлителями, происходит растекание тока от них по взаимно пересекаемым потенциальным кривым 1 (рис. 7.12), потенциалы от которых, складываясь, образуют суммарный групповой потенциал j_гр.. В результате на поверхности помещения появляется более или менее одинаковый во всех точках потенциал основания jос ~ const, равный потенциалу на корпусе ЭУ. Следовательно, напряжения прикосновения и шага становятся близкими к нулевым значениям, U_ш ~ 0 и
U_пр ~ 0. Чтобы уменьшить шаговое напряжение за пределами контура, вдоль проходов или проездов в грунт закладывают дополнительные металлические шины 2, как показано на рис. 7.12, благодаря чему спад потенциала происходит по более пологой кривой 3.

Рис. 7.12. Контурное заземление с групповыми заземлителями:

1 – естественные потенциальные кривые; 2 – металлические шины;

3 – пологие потенциальные кривые