Вопрос 3. Явление при стекании тока в землю. Напряжение прикосновения и шага

При непосредственном контакте токоведущего провода с землей происходит стекание тока в землю только через проводник, находящийся непосредственно в контакте с землей.

Такое замыкание может быть случайным или преднамеренным. В случае преднамеренного контакта с землей – защитное заземление – происходит стекание тока с корпуса электроустановки и заземляющего устройства в землю.

При стекании тока в землю потенциал заземленной установки снижается до значения равного произведению тока, стекающего на землю на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути:

φ_з = I_з * R_з.

Это явление используется как мера защиты от поражения электрическим током людей при случайном появлении напряжения на металлических частях оборудования (в результате нарушения изоляции проводов и др.)

Вместе с понижением потенциала на заземленном оборудовании (при стекании тока в землю) возникает неблагоприятный эффект – появление потенциального поля на поверхности земли вокруг заземлителя.

В объеме земли, по которому проходит ток, возникает поле растекания тока.

Теоретически оно растекается до бесконечности, но на практике уже на расстоянии 20 метров от заземлителя сечение слоя земли, по которому проходит ток, оказывается столь большим, что плотность тока равна 0. Поэтому и поле распределения потенциалов на поверхности земли распространяется лишь на 20 метров от заземлителя.

Напряжение прикосновения и шага.

Напряжение прикосновения Uпр. – это разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек, т. е.

Uпр. =Jчел.× Rчел., где

Jчел –ток, проходящий через тело человека по пути рука – нога, через грудную клетку.

Rчел. – сопротивление тела человека.

Напряжение шага возникает при нахождении человека в зоне потенциального поля.

Напряжение шага – это разность потенциалов двух точек земли, которых касается ногами. Максимальное шаговое напряжение наблюдается при нахождении человека вблизи заземления и зависит от размера шага и формы потенциальной кривой.

Uш. = φ – φ.

Расчетная длина шага – 0,8 метра.