Часть 2. Исследование возникновения напряжения прикосновения

Общие сведения

Напряжением прикосновения U_пр называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, рис 2.1 или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека. В,

U_пр = R_h * I_h, В (9)

где I_h - ток, проходящий через человека по пути рука - ноги. А; R_h - сопротивление тела человека, Ом.

Одной из этих точек цепи является корпус электродвигателя М₂ оказавшегося под напряжением с потенциалом j_К относительно земли из-за повреждения изоляции. Металлические корпуса двигателей М₁, М₂, М₃ с помощью проводников - заземляющих перемычек (з.п.) соединены с заземляющей магистралью (з.м.). Последний соединен с заземлителем Rз. Сопротивления заземляющих перемычек и заземляющей магистрали составляют доли Ома, поэтому все металлические корпуса двигателей М₁, М₂, М₃, заземляющие перемычки, заземляющая магистраль и заземлитель можно считать находящимися под одним и тем же потенциалом относительно земли j_K. Отсюда можно принять, что j_K = j_З, где j_З - потенциал заземлителя.

Другой точкой электрической цепи, которой касается человек, является основание (земля, пол), на котором стоит человек. Так как человек стоит в поле растекания тока, то точка цепи тока, на которой располагаются ноги человека, имеет потенциал j_осн - Отсюда напряжение прикосновения можно определить как:

U_пр = j₃ - j_о_c_н (10)

или

U_пр = j₃a₁, (11)

где a₁ - коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальный кривой 2 рис.2.1:

(12)

растекание ток напряжение человек

Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе

Пусть мы имеем оборудование, например, электродвигатели М₁, М₂, М₃, корпуса которых заземлены с помощью одиночного заземлителя (электрода) (рис. 2.1). При замыкании токоведущей части на корпус из-за повреждения изоляции одного из эту двигателей М₂ на заземлителе и всех присоединенных к нему металлических частях. В том числе на корпусах других двигателей появится потенциал j₃. Поверхность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы и размеров заземлителя.

Напряжение прикосновения для человека, стоящего на земле и касающегося заземленного корпуса двигателя (см. случай 1 на рис.2.1) определяется отрезком АВ и зависит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше U_пр и наоборот.

Так. при наибольшем расстоянии, т.е. при х = ¥, а практически при х > 20 м (случай 2 на рис. 2.1) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение: U_пр=j₃, при этом a₁=1. Это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х, т.е. когда человек стоит непосредственно на заземлителе (случай 3 на рис. 2.1), U_пр = 0 и a₁ = 0. Это - безопасный случай: человек не подвергается воздействию напряжения, хотя он и находится под потенциалом заземлителя j_З.