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 φ к, близкий по значению потенциалу на заземлителе φ з ввиду малого сопротивления заземляющих проводников и самого заземлителя. Можно принять φ к = φ з. При растекании тока от заземлителя на поверхности земли (на основании) образуется потенциал φ ос, 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;
φ з - потенциал заземлителя, φ ос- 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, φ ос = 0. Напряжение прикосновения при этом становится максимальным и равным потенциалу заземления т.е. U _ПР^max = φ з;

- 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