Расчет шагового напряжения.

Задание №1: Рассчитать шаговое напряжение при обрыве высоковольтного провода и опасность поражения человека (животного).

Исходные данные: 

№ в	Объект поражения	U, кВ	I, А	, Ом/м	OA, м	Ш, м
3	корова	6	10	80	0,5	1,3

1. Определяем сопротивление грунта в точке А для ноги, которая находится на расстоянии 0,5 м от точки касания провода:

R = 80 ∙ 0,5 = 40 Ом

Определяем сопротивление грунта в точке В для ноги, которая находится на расстоянии 0,5+1,3=1,8 м от точки касания провода:

R = 80 ∙ 1,8 = 144 Ом

2. Определяем падение напряжения в точках А и Б:

U = I ∙ R = 10 ∙ 40 = 400 B

U = I ∙ R = 10 ∙ 144 = 1440 B

3. Определяем потенциалы в точках А и Б:

V = 6000 – 400 = 5600 В

V = 6000 – 1440 = 4560 В

4. Определяем шаговое напряжение:

V = V – V  

V = 5600 – 4560 = 1040 В

Опасное напряжение для животного!

Задание №2:    Напряжение шага.  Если человек окажется в зоне растекания тока и будет стоять на поверхности земли, имеющей разные электрические потенциалы в местах, где расположены ступни ног, то на длине шага возникнет напряжение, соответствующее разности этих потенциалов (длина шага равная 0,8 м).

 Напряжение между двумя точками цепи тока, находящими­ся на расстоянии шага, на которых одновременно может стоять человек, называется напряжением шага.

Задание №3: Напряжение прикосновения. В сетях с изолированной ней­тралью ток однофазного замыкания недостаточен для на­дежного отключения аварийного участка. Поэтому применяют защитное заземление, которое предназначено для снижения на­пряжений прикосновения и шага.

При замыкании тока на корпус нормально изолированные части электрооборудования окажутся под напряжением. При­коснувшийся к ним человек попадает под напряжение прикос­новения. Оно будет равно разности между полным напряже­нием U  на корпусе, к которому прикасается человек рукой, и потенциалом   поверхности земли, пола, где он стоит:

U_пр = U -                             

Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек, называется напряже­нием прикосновения.

Через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения, проходит ток

где  - сопротивление растеканию тока в земле в месте опоры ступней обеих ног при их параллельном включении в цепь тока. Сопротивление (Ом) зависит от удельного со­противления поверхности земли (Ом∙м), эквивалентного диаметра d =0.16 м ступни  = 1,5  2 .

Чтобы уменьшить этот ток, необходимо уменьшить напря­жение прикосновения, а следовательно, напряжение на корпусе U₃. Для этого корпус соединяют с заземлителем, находящимся в земле. При этом напря­жение на корпусе понизится до:

где  - сопротивление заземлителя,  - ток однофазного за­мыкания.

Напряжение прикосновения обычно определяется как доля

от напряжения :

где  — коэффициент напряжения прикосновения, 1. Подставив выражение в уравнение , получим

Так, если ток замыкания  = 4 А, сопротивление заземления =10 Ом, коэффициент напряжения прикосновения =0,2, то ток, проходящий через тело человека, попавшего под напря­жение прикосновения (без учета сопротивления ),   

Этот ток не превышает значения отпускающего (10 мА). Одна­ко в электроустановках напряжением выше 1000 В или в поме­щениях с повышенной опасностью независимо от напряжения установки указанный ток может значительно превышать отпускающий.

В случае, когда отсутствует заземляющее устройство,  ток, проходящий через человека возрастает на порядки, что может привести  к очень серьезной электротравме или смерти.