В устройствах связи, автоматики и телемеханики, а также в различных других электротехнических установках железнодорожного транспорта применяют рабочие, защитные и вспомогательные заземления. Рабочие заземления предназначены для использования «земли» в качестве обратного провода, защитные — для защиты людей, обслуживающих электроустановки, от поражения электрическим током при повреждении изоляции, а также для защиты линий, приборов и аппаратуры от опасных напряжений и электрических помех. Вспомогательные заземления используются при различных электрических измерениях и называются измерительными заземлениями.
Сопротивление заземления состоит из сопротивления электрода-заземлителя, провода, соединяющего заземлитель с аппаратурой, переходного контакта между заземлителем и грунтом, сопротивления грунта, окружающего заземлитель. Прохождение тока в земле между двумя одиночными электродами-заземлителями А и Г, размещенными на значительном расстоянии друг от друга, можно представить по рис. 168,а. Земля между электродами А и Г является объемным проводником. Электрический ток от источника (/, проходя через заземлитель А, на пути к заземлителю Г растекается в грунте в пределах зоны АБ, в которой наблюдается заметное падение напряжения вследствие прохождения тока. По мере удаления от электрода А падение напряжения на единицу длины, измеряемое вольтметром V, уменьшается и на расстоянии более 20 м от заземлителя ток проходит в таком большом объеме земли (участок БВ, рис. 168, б), что его плотность, сопротивление земли и падение напряжения на единицу длины на этом участке практически равняются нулю На этом участке, называемом зоной нулевого потенциала, вольтметр V не покажет изменения напряжения. Зона, в которой наблюдается падение напряжения, называется зоной растекания, или зоной тока в земле, и обычно не превышает 20 м.
|
|
После прохождения участка БВ электрический ток входит в заземлитель Г, проходя зону растекания ВГ, в которой он встречает сопротивление, и вольтметр снова покажет изменение (увеличение) падения напряжения.
Таким образом, при измерении напряжения между двумя заземлителями можно видеть, что напряжение заметно изменяется в пределах зон растекания, которые представляют собой сопротивление заземлений. Учитывая это, отдельные заземления должны быть расположены друг от друга на расстоянии, превышающем длину двух зон растекания.
Рис. Распределение потенциала в грунте между двумя заземлителями
Расстояние заземлителя от путей электрифицированных железных дорог должны быть не менее 200 м.
Сопротивление грунта зависит от его состава и влажности, оказывающей основное влияние на величину сопротивления заземления. Так как состояние грунта в течение года изменяется (летом грунт высыхает, а зимой промерзает), сопротивление заземлений также может изменяться. Для проверки состояния заземлений периодически измеряют их сопротивление.