19.Распределение потенциала на поверхности земли вокруг полушарового заземлителя

а –шаг, x– расстояние от центра заземлителя до человека,З – потенциал заземлителя,- удельное сопротивление грунта

, ,

, гдеХ – потенциал земли на расстоянии х от места стекания тока на землю,З – потенциал заземлителя; R – радиус заземлителя.

Вычисление ведем по теореме Остроградского-Гаусса.

Для определения потенциала Х выделим элементарный слой толщиной dx.

Падение напряжения в слое dx

dU = Edx=dx= Iкз/2х^2.

 - плотность тока в землю на расстоянии х;

 - удельное сопротивление грунта

Для человека, который стоит на земле и касается оказавшегося под напряжением заземленного корпуса (мет. прутом касается заземлителя) напряжение прикосновения определяется разностью между потенциалом _Зкорпуса (заземлителя), которого касается рука человека и потенциалом точки поверхности земли_Х, на которой находятся ноги человека

.

Напряжение шага воздействует на человека, если он находится в поле растекания заземлителя и между его ногами существует разность потенциалов

Где Um– это напряжение между 2 точками цепи тока, находящимися на расстоянии шага одна от другой, на которых одновременно стоит человек.

X– потенциал ноги, на расстоянии Х от места стекания тока

(Х+а) – потенциал ноги, на расстоянии (Х+а) от места стекания тока

а – величина шага человека

Выводы:

1. С ↑ расстояния от заземлителя напряжение шага Um↓, напряжение прикосновенияUпр ↑.

Считают, что на расстоянии 20 м от заземлителя U_Ш=0,U_ПР=_З, т.е. если на земле лежит провод, то ближе, чем на 20 м к нему не подходить.

2. Длительно допустимое U_ПР= 20 В.

3. В технике токи КЗ бывают от долей А и до десятков кА и более(молния), поэтому значение величин _З,U_ПР,U_Шм. б. самыми разными( от долей В до кВ).

4. Напряжение U_ПР =_З, где- коэффициент прикосновения (0 до 1)

5. Напряжение U_Ш =_З, где- коэффициент напряжения шага (0 до 1).

20.Промышленные заземлители

В качестве заземляющих устройств электрoустановок в 1ю очередь д.б. использованы естественные заземлители.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя, заземляющих проводов, которые соединяют нетоковедущие части электрооборудования с заземлителем.

Сопротивление заземлителя, грунта, между заземлителем и грунтом. Возможно использование железобетонного фундамента промышленных зданий и сооружений. При отсутствии естественного заземлителя допускается применения переносного заземлителя типа ТЭС-15 ввинчиваемого в землю.

Для искусственного заземлителя применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов можно использовать стальные трубы диаметром 50-75 мм, угловую сталь с размером полос 50х50 или 60х60мм, стальные стержни диаметром 10-20 мм и длиной 3 м.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного электрода используют полосовую сталь сечением не менее 4х12мм²сталь кругового сечения диаметром не менее 6 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею 0,7-0,8 м, после чего забивают трубы и уголки(стержни). Вертикальные электроды должны иметь концы длиной 100-200 мм над поверхностью земли.

Техническое освидетельствование защитного заземления проводится после каждого ремонта оборудования, но не реже 1 раза в год и сводится к проверке наличия электрической цепи между заземляющим устройством и электрической установкой, и измерению сопротивления заземлителя (<4Ом). Как правило, его проводят в холодный период года, когда электропроводность грунта минимальна.

Если окажется, что сопротивление заземлителя больше нормируемого, то его следует привести в соответствие с нормой. Уменьшить сопротивление можно путем солевой обработки грунта вокруг заземлителя, увлажнения грунта или забивки дополнительных эдектродов.

Сопротивление группового заземлителя:

Где и- сопротивление одиночных горизонтального и вертикального электродов

n– число вертикальных электродов

- коэффициент использования вертикальных и горизонтальных электродов

При выносном заземлении заземлители размещаются в стороне от заземляемого оборудования, и в этом случае корпуса электрооборудования находятся вне зоны растекания тока по земле. В этом случае защитное действие заземления обусловлено только его малым сопротивлением.

При контурном заземлении заземлители заземлители – вокруг защищаемого объекта, вблизи его.

Здесб между разными точками внутри контура разность потенциалов Uпр=_З-_х~0(т.е. незначительна). По этой же причине внутри контура будет невелико шаговое напряжение.

По ПУЭ Umдопустимое = 60 В. Величина шага человека а=0,8-1м.

Для персонала в качестве основного защитного средства от Um(шага) приняты диэлектрические боты и галоши.