Физические основы протекания тока в земле

АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ШАГА

В случае замыкания фазы на землю (обрыв и падение фазного провода на землю, замыкание фазы на корпус заземленного оборудования и т.д.) (рис.1) происходит растекание тока в земле (грунте).

 

 

Рис. 1. Схема включения человека под напряжением шага

 

На поверхности земли появляется электрический потенциал φ(х) величина которого зависит от величины тока замыкания на землю I3, удельного сопротивления грунта ρ3 в зоне растекания тока и расстояния от точки замыкания х.

В зоне растекания тока человек может оказаться под разностью потенциалов, например на расстоянии шага.

Напряжение шага – это напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

 

Uш = φ (х) – φ (х + 1)

 

Остановимся подробней на этом явлении – растекания тока в земле.

 

Физические основы протекания тока в земле

 

Стекание тока в землю происходит через проводник, находящийся с ней в непосредственном контакте.

При замыкании одной фазы электроустановки на землю происходит резкое снижение потенциала (напряжение относительно земли U3, В) заземлившейся токоведущей части до значения, равного произведению тока, стекающего в землю (I3, А) на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т.е. сопротивление заземлителя растеканию тока. (R3, Ом) U3 = I3R3.

Однако наряду с понижением потенциала, что хорошо, происходит появление напряжения на заземлителе и находящихся в контакте с ним металлических частях, а также на поверхности грунта вокруг места стекания тока в землю.

Разности потенциалов отдельных точек при этом могут достигать больших значений и представлять опасность для человека

Для комплексного рассмотрения физических основ протекания тока в земле принимаются следующие допущения:

1. Земля по всей толще предполагается однородной, т.е. обладающей одним и тем же удельным электрическим сопротивлением ρ3 = const.

Среднее значение удельного сопротивления земли принимается ρ3 =

= 100 Ом·м.

2. Предполагается, что плотность j в любой точке земли постоянная во времени по величине и направлению, j = const.

Плотность тока прямо пропорциональна напряженности электричес-кого поля j = Е3; Е = jρ3, т.к. линии тока j совпадают с линиями напряженности электрического поля Е. Следовательно, в любой точке земли напряженность электрического поля также постоянна во времени и направлению, Е = const.

Вследствие постоянства плотности тока величина магнитного истока, пронизывающего любой контур в земле, постоянная во времени /dt = 0. Из постоянства магнитного потока для любого контура следует, что интеграл напряженности электрического поля между точками А и В не зависит от пути интегрирования:

 

,

откуда

 

= UАВ,

где х – путь интегрирования от А к В.

Отсюда следует, что напряженность электрического поля в земле при протекании по ней постоянных токов равна градиенту электрического потенциала Е = dU/.

При стекании тока с заземлителя в землю необходимо учитывать граничные условия на поверхности раздела электрод – земля.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Конструкции мешалок | Сдвиг и кручение. Закон Гука при сдвиге.

Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 1682;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.