101. Явления при стекании тока в землю. Напряжение прикосновения и шага.

Стекание тока в землю ― это явление, при котором происходит резкое снижение потенциала, оказавшихся под напряжением металлических частей оборудования (корпуса, станины и т.д.), до потенциала заземлителя φ₃ : φ₃= I₃R₃, , где  ― величина тока, стекающего в землю; ― сопротивление, которое равно сопротивлению заземляющего устройства.  Создается между корпусом и землей соединение большой проводимости благодаря чему ток, проходящий через тело человека, становиться не опасным для жизни. Так как, при возникновении аварийной ситуации, например, при замыкании фазы на корпус, прикосновение работника к корпусу равнозначно прикосновению к фазе и через тело его может протекать ток опасной величины. Опасность напряжения, при наличии защитного заземления снижается, так как для тока   создается электрическая цепь, имеющая малое сопротивление  = 4 Ом или 10 Ом, вследствие чего и происходит стекание тока по пути наименьшего сопротивления. Сопротивление тела человека может иметь значения: 104…106 Ом. Для обеспечения большей надежности средств защиты, обеспечивающих электробезопасность, применяется расчетное значение сопротивления человека, равное 1000 Ом. Напряжение шага (шаговым напряжением) называется напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места, потенциал поверхности грунта уменьшается, так как сечение проводника (почвы) увеличивается пропорционально квадрату радиуса, и на расстоянии 20 м может приниматься равным нулю. Поражение при шаговом напряжении усугубляются тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног, человек может упасть, после этого электрическая цепь замыкается на теле через жизненно важные органы. Напряжение между двумя точками цепи электрического тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, или напряжением прикосновения и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схема самой сети, режима ее нейтрали (заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.п.

102. Сопротивления заземлителя растеканию тока

Сопротивление заземлителя растеканию тока. Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растекания. 

Оно имеет три слагаемых:

• сопротивление самого заземлителя;

• переходное сопротивление между заземлителем и грунтом (т. е. контактное сопротивление между поверхностью заземлителя и прилегающими к ней частицами земли);

• сопротивление грунта.

Два первых слагаемых по сравнению с третьим малы, поэтому под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопротивление грунта растеканию тока.

Поскольку плотность тока в земле на расстоянии больше 20 м от заземлителя практически равна нулю, можно считать, что сопротивление стекающему току оказывает лишь соответствующий объем земли; для одиночного заземлителя это - полусфера радиусом 20 м. Однако при разных формах и размерах заземлителя сопротивление этого объема земли различно.

До сих пор, рассматривая явления стекания тока в землю, мы считали, что земля во всем своем объеме однородна, т. е. в любой точке обладает одинаковым удельным сопротивлением r , Ом*м.. В действительности земля имеет слоистое строение и реально необходимо определять  сопротивления заземлителей растеканию тока в многослойных грунтах.

Сопротивление группового заземлителя растеканию тока зависит от количества электродов, входящих в состав группового, их собственных сопротивлений растеканию тока и расстояния между электродами.