Задать вопрос юристу
 <<
>>

Опасность поражения при стекании тока в землю












Явление стекания тока в землю возникает при случайном или преднамеренном контакте токоведущих деталей с землей. Проводник, находящийся в контакте с землей, называется заземленным. При стекании тока в землю потенциал заземления фз резко снижается до значения:
(3.18)
где R - сопротивление земли.

Это обстоятельство благоприятно и используется как мера защиты от поражения током при случайном появлении напряжения на металлических нетоковедущих деталях, которые с этой целью заземляют. Но одновременно в подобных ситуациях возникает и отрицательное явление, за счет разности потенциалов точек земли вокруг заземлителя - поле растекания тока.
Рис. 3.7
Рассмотрим вначале случай стекания тока в землю через шаровой заземлитель радиусом I, погруженный на глубину H в землю. Будем считать землю однородной с удельным сопротивлением р (рис. 3.7). В отсутствии границы сред «земля - воздух» плотность тока j на удалении х составит:
(3.19)
Напряженность электрического поля в точках этой сферы будет:
(3.20)
Следовательно, потенциал этих точек вычисляется из соотношения:
(3.21)



Это - уравнение потенциального поля. Учесть наличие границы раздела «земля - воздух» можно, пользуясь методом зеркальных изображений (рис. 3.8).



Поля двух заземлителей истинного и фиктивного, условно погруженных в безграничную землю, складываясь, создадут симметрично расположенные два поля, одно из которых - истинное. В точке A потенциал поля согласно (3.21) можно определить так:
(3.22)
Из рис. 3.8 следует:

тогда
(3.23)






(3.25)
Практически интересным является случай шарового заземлите- ля на поверхности земли, когда центр шара находится в плоскости земной поверхности, т.е.
H = 0, и тогда по (3.24) имеем:


(3.26)



Потенциал на поверхности земли вокруг полушарового заземли- теля изменяется по закону гиперболы (рис. 3.9). Такая зависимость близка к реальной в случае одноточечного (теоретически полушарового) контакта провода, упавшего на землю.
В случае преднамеренного заземления электротехнических установок и одновременно аварийного замыкания на их корпус фазового провода имеет место стекание тока через стержневой заземлитель.
144

Рассмотрим такой случай. Пусть заземлитель (рис. 3.10) длиной H , диаметром d погружен в землю вертикально заподлицо с поверхностью земли. Нас будет интересовать распределение потенциала на поверхности земли в зависимости от удаления 1 от центра заземлителя. Выделим на глубине у элемент заземлителя длиной dy. Стекающий с этого участка заземлителя ток составит:
(3.27)
В точке А на удалении l от центра заземлителя стекающий с элемента dy ток обусловит возникновение потенциала dp, который согласно (3.27) равен:

Проинтегрировав по всей длине стержня это выражение, получим значение потенциала в точке А:
(3.28)



Потенциал заземлителя можно определить, положив — d = 1 и

Рассмотрим еще один практически часто встречающийся случай протяженного заземлителя, лежащего на земле. Пусть длина зазем- лителя - 1, его диаметр - d, и он погружен в землю на глубину d/ 2. Для этого случая приведем без доказательства выражение для потенциала земли по двум направлениям (рис. 3.11).


1. Вдоль оси заземлителя - вдоль оси х (см. рис. 3.11, а):




Человек, находящийся вблизи заземлителя, через который течет ток, может быть поражен в двух ситуациях: напряжением прикосновения и шаговым напряжением.
Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками: точкой, где стоит человек (потенциал ф j); и точкой заземлителя (потенциал ф з). Величина напряжения прикосновения (ипр) составит:
(3.32)
Напряжением шага называется напряжение между точками поверхности Земли, на которые опирается человек, находящийся в поле заземлителя. Если ширину шага принять равной a, то напряжение шага (Um) для человека на удалении 1 от заземлителя составит:
(3.33)
Рассмотрим, к примеру, случай с шаровым наземным заземли- телем.



Используя соотношения (3.26), получим:

Из приведенных результатов следует: наименьшее напряжение прикосновения к заземлителю имеет место, когда человек находится вблизи него (когда стоит непосредственно на нем, ипр = 0). С
удалением от заземлителя опасность поражения напряжением прикосновения увеличивается. В пределе при 1 ^ да получим Uпр = Фз . Практически это имеет место на расстоянии около 20 м
от заземлителя (одиночный заземлитель).
Наибольшее напряжение шага, напротив, будет тогда, когда человек одной ногой стоит на заземлителе (1 = r), а второй - на расстоянии a от него. С удалением от заземлителя напряжение шага уменьшается. Чем больше ширина шага, тем опаснее (выше) шаго-
147

вое напряжение для человека. Аналогичные результаты можно получить и для других вариантов заземлителей.
Степень опасности для человека, попавшего под напряжение прикосновения или под шаговое напряжение, можно оценить, как и ранее рекомендовалось, по величине тока:
(3.35)
Практически значимой опасной ситуацией, создаваемой стоком электричества в землю, является случай обрыва проводов высоковольтных ЛЭП. Зона поражения шаговым напряжением может иметь размеры в несколько десятков метров. 
<< | >>
Источник: Е.А. Крамер- Агеев, В.В. Костерев, И.К. Леденев, С.Г. Михеенко, Н.Н. Могиленец, Н.И. Морозова, С.И. Хайретдинов. Основы безопасности жизнедеятельности: учебное пособие. 2007 {original}

Еще по теме Опасность поражения при стекании тока в землю:

  1. 56. ОБ ОГРОМНОМ И ТЯЖКОМ ПОРАЖЕНИИ, КОТОРОЕ ФЛАМАНДЦЫ НАНЕСЛИ ФРАНЦУЗАМ ПРИ КУРТРЕ
  2. 37. КАК ФЛОРЕНТИЙЦЫ ПОТЕРПЕЛИ ПОРАЖЕНИЕ ОТ ГРАФОВ ГВИДИ ПРИ МОНТЕДИКРОЧЕ
  3. Теодерих I. Турисмунд. Теодерих II. Еврих. Аларих II. Поражение при Пуатье.
  4. 67. О ПРИСКОРБНОМ И ТЯЖКОМ ПОРАЖЕНИИ, КОТОРОЕ ПОТЕРПЕЛ СО СВОИМ ВОЙСКОМ КОРОЛЬ ФИЛИПП ФРАНЦУЗСКИЙ ОТ АНГЛИЙСКОГО КОРОЛЯ ЭДУАРДА III ПРИ КРЕСИ В ПИККАРДИИ
  5. НЕЗАКОННЫЕ ЭКСПОРТ ИЛИ ПЕРЕДАЧА СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЙ, НАУЧНО–ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, НЕЗАКОННОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТ (ОКАЗАНИЕ УСЛУГ), КОТОРЫЕ МОГУТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНЫ ПРИ СОЗДАНИИ ОРУЖИЯ МАССОВОГО ПОРАЖЕНИЯ, ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ (ст. 189 УК РФ).
  6. § 3. Права на землю
  7. 20. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СОБСТВЕННОСТЬ НА ЗЕМЛЮ
  8. 4.2. Право частной собственности на землю
  9. 46. ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПЛАТЫ ЗА ЗЕМЛЮ
  10. 4.4. Право муниципальной собственности на землю
  11. 4.5. Иные вещные права на землю
  12. 7.1. Понятие и общая характеристика платы за землю
  13. 32. ОСНОВАНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРАВ НА ЗЕМЛЮ
  14. Обязательственные права на землю
  15. 4.1. Понятие, содержание и формы права собственности на землю
  16. 51. ЛЬГОТЫ ПО ПЛАТЕ ЗА ЗЕМЛЮ