При замыкании на землю через грунт начинает протекать аварийный ток IЗ, который коренным образом изменяет состояние электроустановок с точки зрения ее безопасности. При этом появляются напряжения между корпусами электрооборудования и землей, а также между отдельными точками поверхности земли, где могут находиться люди.
Рис. 11.2. Растекание тока в земле через полусферический заземлитель
При протекании тока на элементарном участке dx (рис. 11.2) создается падение напряжения dv (принят полусферический заземлитель).
| dv = I3 * dr; | dr = |  * dl | = | * dx | ; | dv = | I3 * | * dx, |
| S | 2 x2 | 2x2 |
где – удельное сопротивление грунта;
Возможно вы искали - Контрольная работа: Гидравлический расчет конденсатной системы трубопровода
S = 2х2 – сечение полусферы.
Определим разность потенциалов между точкой А с координатой Х и точкой, где потенциал 
т.е. 
:
 | ||
 | Тогда |  |
Это уравнение гиперболы (см. рис. 11.2).
Максимальное падение напряжения будет у заземлителя, а более удаленные точки грунта, имея большое поперечное сечение, оказывают меньшее сопротивление току IЗ . Если поместить точку А на поверхность электрода на расстоянии ХЗ от центра, то ее потенциал будет равен
= U3 = I3 * / 2X3 = I3 R3 ,
Похожий материал - Реферат: Гидростатика: понятие и сущность
где R3 – сопротивление растеканию тока.
Это есть напряжение электрода относительно земли. Материал заземления – металл. Он имеет малое удельное сопротивление, поэтому падение напряжения на заземлителе ничтожно мало. Корпус электроустановки, заземленной через этот заземлитель, будет иметь тот же потенциал, если пренебречь падением напряжения в сопротивлении соединительных проводов. Из экспериментов выяснено, что на расстоянии 20 метров от заземлителя потенциал практически равен нулю.
Напряжение шага Uш (В) – есть напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. При этом длина шага а принимается равной 0,8 м.
где 
– коэффициент шага.
Очень интересно - Курсовая работа: Принципы работы парового двигателя
Таким образом, если человек удален на расстояние более 20 м от заземлителя, коэффициент b практически равен нулю, шаговое напряжение UШ = 0, т.е. с удалением от заземлителя UШ уменьшается.
Напряжение прикосновения Uпр(В) есть напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или разность потенциалов рук и ног.
UПР =Р -Н ,
где Р , Н – потенциалы рук и ног относительно земли.
Вам будет интересно - Курсовая работа: Проект подстанции 500/110/10 киловольт в Ростовской области
Рис. 11.2. Схема напряжения прикосновения к заземленным токоведущим частям
При пробое на корпус заземлитель и связанные с ним элементы оборудования получают напряжение относительно земли UЗ =IЗ RЗ , следовательно, руки человека, касаясь корпусов в любом месте, получают этот потенциал:
| Р = U3 = I3 R3 = | I3 | . |
| 2 * x3 |
Потенциал ног определяется формой потенциальной кривой при растекании тока и удалением от заземлителя:
| Н = | I3 | , |
| 2 * x |
следовательно,
Похожий материал - Курсовая работа: Проектирование автоматизации водогрейного котла
где 
– коэффициент прикосновения для полусферических заземлителей.
При расстоянии Х = 
(практически Х = 20 м) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение (точка А, рис. 11.2) UПР =З , при этом 
=1. Это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно на заземлителе, UПР = 0; = 0. Это безопасный случай. При других значениях х в пределах 0–20 м Uпр плавно возрастает от 0 до З , а от 0 до 1.
Анализ условий опасности в трехфазных сетях
Анализ условий опасности трехфазных электрических сетей практически сводится к определению величины тока, протекающего через человека, и к оценке влияния различных факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, изоляции токоведущих частей от земли и т.п.