Растекание тока в земле. Опасность напряжения шага и прикосновения при замыкании частей электроустановок на землю

При непосредственном контакте токоведущего провода с землей происхо­дит стекание тока в землю только через проводник, находящийся непосредст­венно в контакте с землей. Такое замы­кание может быть случайным или пред­намеренным. В случае преднамеренного контакта с землей (защитном заземле­нии корпуса электроустановки) проис­ходит стекание тока с корпуса электро­установки и заземляющего устройства в землю. При стекании тока в землю по­тенциал заземленной электроустановки φ снижается до значения, равного про­изведению тока, стекающего на землю /₃ на сопротивление R₃, которое этот ток встречает на своем пути: φ = I₃/R₃. Это явление используется как мера защиты от поражения электрическим током лю­дей при случайном появлении напряже­ния на металлических частях станков или оборудования (в результате нару­шения изоляции проводов, статора и др .).

Вместе с понижением потенциала на заземленном оборудовании (при стека-нии тока в землю) возникает и неблаго­приятный эффект — появление потен­циального поля на поверхности земли вокруг заземлителя. Это обусловливает опасность поражения человека электро­током в силу воздействия на него так называемого «шагового напряжения» в зоне действия потенциального поля.

В объеме земли, по которому про­ходит ток, возникает так называемое по­ле растекания тока. Теоретически оно распространяется до бесконечности, но на практике уже на расстоянии 20 м от заземлителя сечение слоя земли.

Напряжения прикосновения и шага.

Напряжение прикосновения Unp — это разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых од­новременно касается человек, т. е. U_np есть разность потенциалов точек при­косновения руки и ног:

U пр ⁼ I чел∙ R чел

где I чел — ток, проходящий через чело­века по пути «рука — ноги».

Напряжение шага возникает при нахождении человека в зоне потен­циального поля. Напряжение шага (или шагового напряжения) есть разность потенциалов двух точек земли, которых человек касается ногами. Максимальное шаговое напряжение наблюдается при нахождении человека вблизи заземления и зависит от формы потенциальной кривой и размера шага. Расчетная длина шага — 0,8 м.