Напряжение прикосновения и шаговое напряжение. Методы защиты от них

При замыкании на землю потенциалы точек земной поверхности будут распределяться по гиперболе. При падении провода ЛЭП на землю или замыкании на корпус или при заземлении вокруг точки стекания тока на землю устанавливается разность потенциалов:

j = (I _з * r) / (2 * p * х) = (j _з * r) / х; - формула гиперболы.

где, r - удельное сопротивление грунта (при расчётах принимается одинаковым в любой точке земли); х - расстояние от точки стекания тока; (r - максимальное значение х; j _з - максимальный потенциал при х = r); (I _з - ток заземления).

Шаговое напряжение - разность потенциалов точек земли на расстоянии шага человека.

Напряжение прикосновения - разность потенциалов межу точкой земли, где находится человек и металлической частью, к которой он прикоснулся.

При приближении к точке стекания тока на землю U _шаг - возрастает, а U _прик - падает.

При групповом заземлителе шаговое напряжение и напряжение прикосновения в пределах зоны близко расположенных заземлителей будет меньше, чем при одиночном заземлителе, однако при подходе к зоне группового заземления оно будет значительное и опасное. Для уменьшения шагового напряжения при подходе к зоне группового заземлителя в почве укладываются не связанные друг с другом проводники, что способствует выравниванию потенциалов.

Методы защиты:

1. Защита от прикосновения к токоведущим частям. Обеспечение недоступности токоведущих частей высотой, ограждением, изоляцией, блокировкой или сигнализацией.

2. Контроль и профилактика повреждения изоляции.

3. Защита от опасности переходе напряжения на трансформаторе с высшей стороны на низшую.

4. Электрическое разделение сети на отдельные участки трансформаторами.

5. Применение малых напряжений при работе с переносными электроинструментами и светильниками.

6. Использование двойной изоляции.

7. Защитное заземление и зануление нетоковедущих металлических частей.

8. Защитное отключение.

9. Организация безопасной эксплуатации электроустановок.

10. Применение защитных средств в электроустановках.

Для защиты от перехода высокого напряжения применяют заземленный экран или экранную обмотку между обмотками трансформатора, заземление нейтрали (или одной из фаз) на низкой стороне или ее соединение через пробивной предохранитель (если высшее напряжение более 3 кВ).

Разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции фаз относительно земли. Ток замыкания на землю может достигать значительной величины, делая, безусловно, опасным однофазное прикосновение даже при изолированной нейтрали.

Разделение сети на отдельные небольшие участки с помощью разделительных трансформаторов позволяет на каждом участке добиться малой емкости и высокого сопротивления изоляции, а также безопасного однофазного прикосновения при изолированной нейтрали.

В высоковольтных установках применяют специальные компенсирующие индуктивные катушки, уменьшающие ёмкостные токи (в противофазе) и величину тока замыкания на землю.