Выравнивание потенциалов

При пробое изоляции на корпус, присоединенный к заземлителю, обрыве и падении провода на землю потенциалы точек земной поверхности (токопроводящего пола) вблизи от заземлителя приобретают повышенное значение. (рис). Наибольший потенциал, равный потенциалу заземлителя имеет точка земли, расположенная точно над заземлителем. При удалении от заземлителя в любую сторону потенциалы точек земли уменьшаются. На расстоянии 15-20 м от заземлителя зона растекания заканчивается, потенциалы точек земли имеют нулевые значения.

Область земли вокруг заземлителя радиусом 15-20 м - зона растекания.

Человек, находящийся в зоне растекания, может попасть под напряжение шага.

Напряжение шага – это разность потенциалов между двумя точками земли, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м), на которых одновременно стоит человек.

Напряжение шага зависит от ширины шага, расстояния от человека до заземлителя, от величины потенциала заземлителя.

Чем больше шаг, тем больше напряжение шага, при удалении от заземлителя напряжение шаг уменьшается, чем больше потенциал заземлителя, тем больше напряжение шага.

Опасность напряжения шага состоит в том, что проходя по петле нога-нога, вызывает судороги мышц ног и может привести к падению человека на землю. При этом возникает более опасная петля тока, а также увеличивается расстояние между точками касания земли человека, соответственно увеличивается напряжение, под которое попадает человек.

Напряжение прикосновения – это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек. Напряжение прикосновения возникает в случае, когда человек стоящий на земле касается заземленного корпуса, оказавшегося под напряжением. Практически это разность потенциалов руки и ноги человека. В отличие от напряжения шага напряжение прикосновения увеличивается при удалении от заземлителя и имеет свое максимальное значение в зоне нулевого потенциала. Когда человек стоит точно над заземлителем, его рука и нога находятся под одним потенциалом и человек не подвергается опасности.

В качестве средства защиты от напряжения шага и напряжения прикосновения применяется выравнивание потенциалов (коллективное средство защиты).

Выравнивание потенциалов – снижение разности потенциалов напряжения шага на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или применение специальных покрытий земли.

Заземляющее устройство выполняется не в виде одного заземлителя, а состоит из совокупности вертикальных и горизонтальных металлических электродов, соединенных между собой и рассредоточенных по все площади (или по контуру) пола рабочей зоны. При небольших расстояниях между элементами контура заземления потенциалы внутри него между отдельными точками выравниваются. Однако по краям контура за пределами заземляющего устройства может иметь место крутой спад потенциальной кривой и опасные значения напряжения шага и прикосновения. Поэтому все заземляемое (зануляемое) оборудование устанавливается внутри контура, в пределах пространства ограниченного крайними электродами. По краям контура, за его пределами (особенно в местах проходов и проездов) укладываются в землю на различной глубине дополнительные стальные полосы, для уменьшения крутизны спадания потенциала, а значит, напряжение шага и прикосновения.

Выравнивание потенциала как самостоятельный вид защиты не применяется, оно является дополнением к защитному заземлению (занулению).