Расчет тока через человека при включении под напряжение шага

При эксплуатации электрических сетей и электроустановок возможно слу­чайное электрическое соединение токовёдущёй части непосредственно с землей токоведущими проводящими конструкциями или предметами, не изолирован­ными от земли, называемое электрическим замыканием сопровождается проте­канием через нее тока. Земля становится участком электрической цепи, в зоне растекания тока, на которой из-за сопротивления земли падает напряжение и появляется разность потенциалов между отдельными точками ее поверхности.

Характер растекания тока в зоне из-за разных электрических свойств грун­та описывается сложной зависимостью.

В однородном грунте от одиночного полусферического заземлителя (рис. 8.6) падение напряжения на поверхности земли в зоне растекания тока гипербо­лическому закону. При этом падение напряжения на расстоянии 1 м от заземли­теля составляет 68 %, на расстоянии 10 м - 92 %, а на расстоянии 20 м потен­циалы точек практически могут быть приняты равными нулю.

Шаговое напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками в зоне растекания тока, находящимися на расстоянии шага 0,8 м [16].

Рис. 8.6. Распределение потенциала на поверхности земли

Попав в зону растекания, человек может оказаться под разностью потен­циалов с напряжением шага (В)

И

^ш

Л- U

(8.6)

где I3 -ток замыкания на землю (стекающий через заземлитель), А; р - удельное сопротивление грунта» Ом м (табл. 8.2); х - расстояние от центра заземлителя до человека, м; а - расстояние шага, м.

Анализ формулы (8.6) показывает, что чем шире шаг, тем больше напря­жение шага.

Ток, протекающий через человека, попавшего под шаговое напряжение (А), можно рассчитать по формуле

U

U

Ш

(8.7)

Таблица 8.2 - Удельное сопротивление фунта р

Пример 8.4. Произошел обрыв на землю высоковольтного провода, ток замыкания равен 6А. Человек находится в поле растекания потенциалов на рас-

стоянии 1 м от упавшего провода. Ширина шага 0,8 м, грунт - супесь. Найти напряжение шага и оценить опасность поражения.

Решение. Шаговое напряжение определяется как разность потенциалов между одной и второй ногой человека. Для нашего случая напряжение шага можно определить по формуле (8.6)

Чтобы оценить опасность поражения шаговым напряжением, надо рассчи­тать ток через человека по формуле (8.7)

= U/R = 52/1000 =

Вывод: Ток 52 мА вызывает фибрилляцию и может привести к смерти при протекании более 20 с.