Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, на которых одновременно стоит человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека,В:
U ш = Ih Rh, (2.42)
где Ih — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, A; Rh — сопротивление тела человека, Ом.
В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др.— интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя. Без учета сопротивления растеканию тока основания напряжением шага будет являться разность потенциалов j х, В, и j х+а , В, двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся на расстоянии х и (х + а) от заземлителя и на расстоянии шага а одна от другой и на которых стоит человек (рис. 2.15).
Рис. 2.15. Напряжение шага при одиночном заземлителе
Таким образом, напряжение шага, В, будет:
U ш =j х - j х+а. (2.43)
Поскольку j х, и j х+а являются частями потенциала заземлителя j з, то разность их также есть часть этого потенциала. Поэтому выражение (2.43) мы вправе записать в виде:
U ш =j зb1, (2.44)
где b1— коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой:
(2.45)
Напряжение шага определяется отрезком АВ (рис. 2.15), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т. е. от типа заземлителя, и изменяется от максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя:
Напряжение шага с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек.
Как и в случае напряжения прикосновения, разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек, т. е.
U ш =j х - j х+ а = j з b 1
делится между сопротивлением тела человека и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит, R ocн, Ом.
В данном случае сопротивление основания складывается из двух последовательно соединенных сопротивлений растеканию ног человека: R ocн= 2 R н (рис. 2.17).
Рис. 2.17. К определению напряжения шага с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию ног человека:
1 — потенциальная кривая; 2 — кривая, характеризующая изменение U ш с изменением расстояния от заземлителя
Следовательно,
откуда напряжение шага, В:
(2.46)
или
(2.47)
где b 2— коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:
Виды электрических сетей.
Питающие сети различаются по типам:
систем токоведущих проводников;
систем заземления.
Существуют следующие т ипы систем токоведущих проводников переменного тока:
однофазные двухпроводные;
однофазные трехпроводные;
двухфазные трехпроводные;
двухфазные пятипроводные;
трехфазные четырехпроводные;
трехфазные пятипроводные.
Системы заземления могут быть следующих типов: TN-S, TN-C, TN-C-S, IT, TT.
Система TN – система, в которой нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали (занулены) при помощи нулевых защитных проводников.
В приведенном определении использовался ряд терминов.
Нейтраль – общая точка обмоток генераторов или трансформаторов, питающих сеть; напряжения на выходных зажимах источника электроэнергии, измеренные относительно нейтрали, равны.
Глухозаземленная нейтраль источника электроэнергии – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.
Изолированная нейтраль – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.
Проводящие части – части, которые могут проводить электрический ток.
Токоведущие части – проводники или проводящие части, предназначенные для работы под напряжением в нормальном режиме, включая нулевой рабочий проводник.
Открытые проводящие части – доступные прикосновению проводящие части электроустановки, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.
Нулевой проводник – это проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью, предназначенный либо для питания потребителей электроэнергии, либо для присоединения к открытым проводящим частям.
Нулевой рабочий проводник (N – проводник) – нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников.
Нулевой защитный проводник (PE – проводник) – нулевой проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для присоединения к открытым проводящим частям с целью обеспечения электробезопасности.
