Напряжение шага и прикосновения

Поражение током возможно при прикосновении к заземленному корпусу электрооборудования, на которое произошло замыкание. В этом случае, когда человек касается одновременно корпуса, оказавшегося под напряжением, и земли, на которой стоит, он может оказаться под напряжением прикосновения U .

Напряжение прикосновения – разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Потенциалы на поверхности грунта при замыкании тока на корпус любого потребителя распределяются по гиперболической кривой. Напряжение прикосновения равно разности потенциалов корпуса электрооборудования и точек почвы, на которых находятся ноги человека. Чем дальше электродвигатель находится от заземлителя, тем под большее напряжение прикосновения человек попадает, и наоборот, чем ближе к заземлителю, тем меньше напряжение прикосновения U . За пределами зоны растекания тока напряжение прикосновения равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли.

Рис. Схема прикосновения человека к заземленному оборудованию при напряжении прикосновения:

I-распределение потенциала на поверхности грунта в момент замыкания фазы на корпус; II – напряжение прикосновения U при изменении расстояния от заземлителя; 1,2,3 – корпуса электродвигателей

Напряжение прикосновения и величина тока, протекающего через организм человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки переменного тока частотой 50 Гц, не должны превышать соответственно 2 В и 0,3 мА.

Снизить напряжение прикосновения и силу тока можно за счет малого сопротивления системы защитного заземления или увеличения потенциала поверхности в зоне растекания тока на землю.

При наличии токопроводящих полов или грунта человек, находящийся недалеко от корпуса электрооборудования, на которое произошло замыкание тока, может оказаться под напряжением шага U Напряжение шага возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю.

Напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Характер распределения потенциалов на земной поверхности подчиняется гиперболическому закону.

На расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10 м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20 м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника-земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока. По мере удаления от заземлителя сечение проводника-земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока.

Человек, находясь в зоне растекания тока, даже не прикасаясь к поврежденному оборудованию, может попасть под высокое напряжение.

Это происходит потому, что различные точки земли, которых касаются ноги человека, имеют различные потенциалы.

Из равенства следует, что напряжение шага зависит от тока замыкания, ширины шага, расстояния от человека до места замыкания тока на землю, а также от удельного сопротивления грунта. По мере удаления от места замыкания напряжение шага становится меньше.

Максимальное значение будет, когда человек одной ногой стоит на участке земли в точке замыкания тока на землю, а другой – на расстоянии шага от этой точки. Минимальное значение соответствует случаю, когда человек стоит на точках с одинаковыми потенциалами, тесно сомкнув ноги. В этом случае = 0.

Напряжение шага является причиной частой гибели людей и крупных животных (коров, лошадей). При обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещается приближение к месту повреждения на расстояние ближе 4 м в помещениях и ближе 10 м – на открытых площадках.

Следует отметить, что характер зависимости напряжения шага от расстояния между человеком и заземлителем противоположен той же зависимости напряжения прикосновения, которое увеличивается с увеличением расстояния.

Без учета дополнительных сопротивлений в электрической цепи человека максимальное напряжение шага меньше напряжения прикосновения. Однако поражение людей при воздействии напряжения шага объясняется тем, что под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные органы – легкие и сердце, что приводит к параличу их деятельности.

Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю и, в частности, лежащего на земле провода.

05. Напряжение прикосновения. Напряжение шага. – ОБЖ.ру

В. Прикосновение к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением.

Указанные части электроустановок (корпуса, оболочки, кабеля) могут оказаться под напряжением лишь случайно в результате повреждения изоляции. При случайном касании этих частей человек будет находиться под воздействием напряжения прикосновения.

Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек (ГОСТ 12. 1. 009-76). При прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю проходит через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение).

Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта) с учетом коэффициентов:

a1 – учитывающего форму заземлителя и расстояния от него до точки, на которой стоит человек;

a2 – учитывающего дополнительное сопротивление цепи человека (одежда, обувь) Uпр = Uзa1a2 ,

а ток, проходящий через человека

Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

Г. Включение на напряжение шага.

Напряжением шага (шаговым напряжением) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12.

1. 009-76).

где b1 – коэффициент, учитывающий форму заземлителя;

b2 – коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление в цепи человека (обувь, одежда).

Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой – на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю.

Необходимо иметь в виду, что максимальные значения a1 и a2 больше таковых соответственно b1 и b2 , поэтому шаговое напряжение значительно меньше напряжения прикосновения. Кроме того, путь тока “нога-нога” менее опасен чем путь “рука-рука”. Однако имеется много случаев поражения людей при воздействии шагового напряжения, что объясняется тем, что при воздействии шагового напряжения в ногах возникают судороги и человек падает. После падения человека цепь тока замыкается через другие участки тела, а также человек может замкнуть точки с большими потенциалами.

Пример.

По территории завода был проложен временный гибкий кабель. Кабель лежал на пути перемещения ручной тележки, поэтому в этом месте он был прикрыт железным листом, при перемещении груженой тележки кабель был поврежден и одна из его жил была в соприкосновении с листом. В результате вокруг листа возникло шаговое напряжение.

Двое рабочих, толкавших тележку, получили электрический удар, от которого один упал, а второй с криком отскочил от тележки. Оба отделались испугом. Третий рабочий, шедший рядом и не касавшийся тележки, получил удар от шагового напряжения. Вначале он стал медленно приседать и затем, скорчившись, упал и умер.

02.05.2013 23:36

ПУЭ, глава 1.7: терминология, часть 3: y_kharechko — LiveJournal

Продолжение. Начало см. https://y-kharechko.livejournal.com/62558.html , https://y-kharechko.livejournal.com/62764.html .

ПУЭ: «1.7.22. Замыкание на землю − случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей».
Представленное определение справедливо только для наружных электроустановок, например – воздушных линий электропередачи, в которых возможно прямое замыкание на землю частей, находящихся под напряжением. В закрытых электроустановках, например – в электроустановках зданий, прямого замыкания на землю частей, находящихся под напряжением не происходит. При повреждении основной изоляции опасной части, находящейся под напряжением, электрооборудования класса I происходит её замыкание на открытую проводящую часть. Часть, находящаяся под напряжением, может также замкнуться на защитный проводник или стороннюю проводящую часть.
В главе 1.7 следует использовать определение рассматриваемого термина из п. 20.16 ГОСТ 30331.1 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/4077.html , http://y-kharechko.livejournal.com/7044.html ):
«замыкание на землю: Возникновение случайного проводящего пути между частью, находящейся под напряжением, и Землёй или открытой проводящей частью, или сторонней проводящей частью, или защитным проводником».

ПУЭ: «1.7.23. Напряжение на заземляющем устройстве − напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала».
Определение термина в п. 1.7.23 сформулировано некорректно.
Во-первых, в нём указана какая-то точка ввода тока в заземлитель, которая не определена в ПУЭ.
Во-вторых, из рассмотрения изъяты два элемента заземляющего устройства – заземляющий проводник и главная заземляющая шина. Однако практический интерес представляет напряжение на главной заземляющей шине, когда через заземляющее устройство в локальную землю протекает ток замыкания на землю.
В главе 1.7 рассматриваемый термин необходимо определить следующим образом:
напряжение на заземляющем устройстве: Напряжение между главной заземляющей шиной и эталонной землёй, возникающее при протекании электрического тока из заземлителя в землю.

ПУЭ: «1.7.24. Напряжение прикосновения − напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Ожидаемое напряжение прикосновения − напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается».
В стандарте МЭК 60050-195 определены следующие термины:
(эффективное) напряжение прикосновения: напряжение между проводящими частями, когда их одновременно касается человек или животное.
Примечание − На значение эффективного напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление человека или животного в электрическом контакте с этими проводящими частями;
ожидаемое напряжение прикосновения: напряжение между одновременно доступными проводящими частями, когда этих проводящих частей не касается человек или животное.
Определения рассматриваемых терминов в главе 1.7 следует привести в соответствие с определениями в стандарте МЭК 60050-195. При этом из названия первого термина и примечания к его определению целесообразно исключить слово «эффективное»:
напряжение прикосновения: Напряжение между проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Примечание – На значение напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление тела человека или животного, находящегося в электрическом контакте с этими проводящими частями;
ожидаемое напряжение прикосновения: Напряжение между доступными одновременному прикосновению проводящими частями, когда человек или животное к ним не прикасаются.

ПУЭ: «1.7.25. Напряжение шага − напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека».
Это определение соответствует определению термина «шаговое напряжение» в стандарте МЭК 60050-195. Его можно использовать в главе 1.7 без изменений. При этом рассматриваемый термин следует поименовать шаговым напряжением.

ПУЭ: «1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства − отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю».
В определении этого термина нет ошибок. Поэтому его можно применять главе 1.7.

ПУЭ: «1.7.27. Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой − удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.
Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление».
В названии и определении рассматриваемого термина слово «земля» целесообразно заменить словом «грунт», поскольку в нормативной и справочной документации приводят значения удельного сопротивления для различных видов грунта: песка, глины, известняка и др. Такие значения, например, указаны в п. D.2 «Удельное сопротивление грунта» ГОСТ Р 50571.5.54 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/729.html ).

ПУЭ: «1.7.28. Заземление − преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством».
Процитированное определение имеет недостатки.
Во-первых, в электрических сетях и установках, а также в электрооборудовании заземляют проводящие части, а не какие-то точки.
Во-вторых, это определение не согласовано со следующим определением термина «заземлять» в стандарте МЭК 60050‑195: выполнять электрическое соединение между данной точкой в системе или в установке, или в оборудовании и локальной землёй. В примечании к определению термина разъяснено: присоединение к локальной земле может быть: преднамеренным или непреднамеренным или случайным и может быть постоянным или временным.
В определении стандарта МЭК 60050‑195 вместо точки следует указать проводящую часть. Это также позволит исключить из определения перечисление объектов без ухудшения его качества.
В главе 1.7 следует использовать термин из п. 20.11 ГОСТ 30331.1, лишённый указанных недостатков:
«заземление: Выполнение электрического присоединения проводящих частей к локальной земле.
Примечание – Присоединение к локальной земле может быть:
– преднамеренным;
– непреднамеренным или случайным;
– постоянным или временным».

ПУЭ: «1.7.29. Защитное заземление − заземление, выполняемое в целях электробезопасности».
Этот термин определён в стандарте МЭК 60050‑195 иначе: заземление точки или точек в системе или в установке, или в оборудовании для целей безопасности. Поскольку определение имеет недостатки, указанные выше, его нельзя рекомендовать для применения в ПУЭ.
В главе 1.7 целесообразно использовать определение рассматриваемого термина, заимствованное из п. 20.20 ГОСТ 30331.1:
«защитное заземление: Заземление, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление − заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности)».
Представленное определение содержит недостатки.
Во-первых, в нём использован устаревший термин «токоведущая часть».
Во-вторых, для обеспечения нормального оперирования электрооборудования не всегда требуется заземление его частей, находящихся под напряжением. Часто заземляют проводящие части электрооборудования, которые являются экранами, предназначенными для снижения влияния электромагнитных полей на его чувствительные элементы, а также для защиты человека и животных от электромагнитного излучения. Поэтому в рассматриваемом определении вместо частного термина «токоведущая часть» следовало использовать общий термин «проводящая часть».
Во-третьих, заземляют не точки, а проводящие части.
В-четвёртых, только второе название рассматриваемого термина − «функциональное заземление» соответствует наименованию термина в стандарте МЭК 60050‑195, в котором он определён так: заземление точки или точек в системе или в установке, или в оборудовании для целей иных, чем электрическая безопасность. Однако это определение имеет недостатки, указанные выше. Поэтому его нельзя рекомендовать для применения в ПУЭ.
В главе 1.7 целесообразно использовать определение рассматриваемого термина, заимствованное из п. 20.93 ГОСТ 30331.1:
«функциональное заземление: Заземление, выполняемое по условиям функционирования не в целях электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.31. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ − преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности».
В процитированном определении допущены грубые ошибки, поскольку в нём упомянуты однофазный ток и трёхфазный ток, которых не существует.
Рассматриваемый термин не применяют в документах МЭК. В них используют термин «защитное заземление», которым обозначают соединение открытых проводящих частей с защитными проводниками, имеющими в системах TN-C, TN-S, TN-С-S электрический контакт с заземлёнными частями источников питания, находящимися под напряжением.
Термин «защитное зануление» следует исключить из ПУЭ и другой национальной нормативной документации. В главе 1.7 необходимо надлежащим образом определить типы заземления системы TN-C, TN-S, TN-С-S (см. https://y-kharechko.livejournal.com/62252.html ), посредством которых более точно идентифицируют присоединение открытых проводящих частей низковольтной электроустановки к заземлённой части источника питания, находящейся под напряжением.

ПУЭ: «1.7.32. Уравнивание потенциалов − электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.
Защитное уравнивание потенциалов − уравнивание потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.
Термин уравнивание потенциалов, используемый в главе, следует понимать как защитное уравнивание потенциалов».
В стандарте МЭК 60050‑195 термин «уравнивание потенциалов» определён иначе: обеспечение электрических соединений между проводящими частями, предназначенное достичь эквипотенциальности.
В главе 1.7 этот термин целесообразно определить так же, как в п. 3.16 ГОСТ IEC 61140:
«уравнивание потенциалов: Выполнение электрических соединений между проводящими частями, для обеспечения эквипотенциальности.
Примечание – Эффективность уравнивания потенциалов может зависеть от частоты электрического тока в соединениях».
Термин «защитное уравнивание потенциалов» целесообразно определить в главе 1.7 так же, как он определён в п. 20.21 ГОСТ 30331.1:
«защитное уравнивание потенциалов: Уравнивание потенциалов, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности».
В главу 1.7 следует включить исходный термин «эквипотенциальность» из п. 20.95 ГОСТ 30331.1:
«эквипотенциальность: Состояние, при котором проводящие части находятся под практически равными электрическими потенциалами».

ПУЭ: «1.7.33. Выравнивание потенциалов − снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли».
Выравнивание потенциалов является уравниванием потенциалов, выполняемым на поверхности, по которой перемещаться люди и животные. Поэтому рассматриваемый термин целесообразно определить в главе 1.7 кратко:
выравнивание потенциалов: Уравнивание потенциалов, выполняемое на поверхности земли или пола.

Продолжение см. https://y-kharechko.livejournal.com/63382.html , https://y-kharechko.livejournal.com/63605.html .

Напряжение шаговое – Справочник химика 21

    При расчете отдельных элементов катодной защиты необходимо предусматривать шаговые напряжения в районе анодных заземлителей до 12 В, напряжение прикосновения до 12 В. При более высоких напряжениях, необходимых исходя из расчетных токов защиты, следует принимать конструктивные меры, предотвращающие возможность прикосновения к анодным заземлителям, проникновение людей и животных на территорию с анодными заземлителями. Номинальные напряжения источников тока катодных установок не должны превы-152 [c.152]
    Ограждены ли заземлители и токоотводы, установлены ли предупреждающие плакаты в местах, доступных обслуживающему персоналу Предусмотрены ли для снижения опасности шаговых напряжений мероприятия расположение заземлителей под поверхностью земли с асфальтовым покрытием применение рассредоточенных заземлителей в виде колец и расходящихся лучей ( 1.9 СН 305-69). 

[c.358]

    Основным элементом молниезащиты является система молниеотводов в виде отдельно стоящих стержней или опор, соединенных тросами. Стержневые молниеотводы, опоры и тросы тросовых молниеотводов в подземной части заземляют. Конструкция заземлителей должна быть выполнена таким образом, чтобы сопротивление растеканию тока было не более 10 Ом. Для снижения опасности шаговых напряжений заземлители распо- [c.156]

    Метод звуковых волн применяют при повреждении типа короткого замыкания, т.е. при замкнутой электрической цепи. Возбуждаемая в кабеле звуковая волна распространяется до места повреждения. С поверхности земли ее прослушивают с помощью наземных микрофонов или зонда шагового напряжения. По исчезновению сигнала судят о прохождении над местом повреждения. Генераторы звуковых сигналов обеспечивают ручное согласование с контролируемым кабелем по максимальной передаваемой мощности, которая может достигать 500 Вт при работе прибора от сети. После отыскания повреждения и его устранения необходимо провести высоковольтные испытания. Для этого используют приборы, имеющие различное конструктивное исполнение -в виде отдельных устройств и законченных блоков, установленных на автомобильном прицепе или на шасси автомобиля.

Приборы обеспечивают испытания кабелей постоянным и переменным напряжением до 150 и 100 кВ соответственно. [c.595]

    Дополнительными называются такие защитные средства, которые са. т по себе не могут при данном напряжении обеспечить безопасность от поражения током. Они являются дополнительной к основным средствам мерой защиты, а также служат для защиты от напряжения прикосновения, шагового напряжения и дополнительным защитным средством для защиты от воздействия электрической дуги и продуктов ее горения. [c.154]

    Обеспечением условий электробезопасности вблизи контура анодного заземления напряжение шага должно быть не выше 12 в, напряжение прикосновения к контуру — не выше 18 в в противном случае площадка анодного заземления должна временно ограждаться, а шаговое напряжение на неогражденной части не должно превышать 12 в. [c.88]

    При обогреве постоянным током необходимо избежать наложения шагового напряжения на сигнал термопары. Спай термопары прижимается к поверхности трубки или пластины через тонкий слой изолятора, например слюды (рис. 8.13)., Снаружи помещается слой теплоизоляции с размещенным в нем тепломером (см. п. 8.3.5) с дифференциальными термопарами и охранным электрическим нагревателем. Мощность нагревателя регулируется, так, чтобы тепломер показывал отсутствие потерь теплоты через изоляцию. [c.410]     Существует широкий набор сменных карт, предназначенных для сбора данных в различных системах и для управления процессами, например измерение тока, напряжения и сопротивления измерение частоты цифровые входы и выходы специальные входы прерываний сканеры низкого и высокого уровней цифровые таймеры (часы) выходные реле выходы переменного тока или напряжения выходы шаговых двигателей импульсные выходы и т. д. [c.225]

    НО контакт реле РП1, размыкаясь с замедлением при снятии с катушки напряжения, создает импульс достаточной длительности на включение реле счета импульсов РСИ. При каждом таком импульсе ротор шагового искателя реле РСИ переводит щетки if], Hi, Ия с ламели на ламель, отсчитывая импульсы. [c.9]

    Действие системы автонастройки и регулирования основано на сравнении величин эталонных напряжений с напряжениями на объектах регулирования. Поступающее от источника эталонное напряжение (1-я позиция регулирования) запоминается устройством сравнения и сравнивается с поступающим затем регулируемым напряжением (2-я позиция регулирования). В случае их несоответствия включается генератор согласующих импульсов, который приводит в действие исполнительные устройства — реверсивные шаговые механизмы, воздействующие на объект регулирования (электрические потенциометры или газовые вентили) и приводящие к согласованию напряжений первой и второй позиций. [c.49]

    Стабилизация нулевого уровня усилителя постоянного тока (I канал). Эталонным напряжением служит напряжение нуля прибора ЭПП-09, регулируемой величиной—-выходной сигнал усилителя. Шаговый механизм управляет потенциометром точной регулировки нуля. [c.49]

    Если же человек не касается электрооборудования, имеющего замыкание на корпус с потенциалом и , но находится близко от него, то он подвергается воздействию шагового напряжения, т. е. разности потенциалов между точками земной поверхности, находящимися друг от друга на расстоянии шага, принимаемым равным 0,8 м (рис. 41). [c.209]

    Стабилизация интенсивности пика базового компонента (III канал). В качестве базового выбирается компонент смеси, концентрация которого в течение всего рабочего процесса остается неизменной. Эталонным напряжением служит стабильное напряжение, подаваемое от специального источника в блоке управления. Если напряжение, соответствующее интенсивности пика базового компонента, отличается от эталонного, на шаговый механизм дозирующего вентиля (регулирующего давление газа в системе напуска) поступает согласующий импульс. [c.49]

    Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается на теле через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека обусловливает большую разность потенциалов, приложенных к его телу. Иллюстрация растекания тока в грунте и возникновения напряжения шага показана м рис. 15.4. [c.253]

    На второй позиции на механизм сравнения поступает напряжение от запоминающего устройства блока управления (регулируемое). При этом на шаговый механизм блока подаются согласующие импульсы до тех пор, пока регулируемое напряжение не станет равным эталонному. [c.49]

    С этим напряжением на второй позиции сравнивается сумма напряжений, соответствующих парциальным давлениям регулируемых компонентов. При их несоответствии шаговый механизм приводит в действие дозирующий вентиль на выходе блока внешнего регулирования, а через него — задатчики системы, регулирующей технологический процесс. [c.49]

    III — рабочее напряжение — напряжение управления й, — Вв — сопротивление разряда С — конденсатор. 1 — команды управления 2 — шаговый переключатель з — реле.  [c.389]

    Применение шагового двигателя и замкнутого гидропривода с жесткой отрицательной обратной связью позволяет реализовать управляющие функции с большой точностью (рис. 82, а). Работа шагового привода с гидроусилителем мало зависит от колебаний напряжения питания системы, от внешних условий и колебаний нагрузки. Скорость вращения ротора шагового двигателя ср постоянна и определяется частотой следования управляющих импульсов f и единичным шагом Аф. [c.137]

    Когда человек не касается электрически заряжен-ного оборудования (пробитого на корпус), но стоит на земле вблизи него, он подвергается действию шагового напряжения, т. е. разности потенциалов между точками поверхности, находящимися одна от другой на расстоянии шага (рис. 30). [c.79]

    Шаговое напряжение возникает при появлении потенциалов на поверхности земли в месте растекания тока в грунте. [c. 79]

    Ток замыкания на землю возникает при замыкании токоведущих частей на заземленный корпус, а также при обрыве и падении провода на землю. Величина шагового напряжения зависит от электрических свойств и однородности грунта. [c.79]

    Кроме рассмотренных выше случаев включения человека в электрическую сеть опасность представляет так называемое шаговое напряжение. Шаговое напряжение появляется в результате образования электрических потенциалов на поверхности земли в пределах поля растекания тока замыкания /э в грунте, возникающего при падении электрического провода на землю, за- мыкании токоведущнх частей на заземленный корпус, использовании земли в качестве проводника и т. и. [c.155]

    Электрический ток, стекая с заземлителя в землю, распространяется по довольно большому ее объему. Пространство вокруг заземлителя, где наблюдается протекание тока замыкания на землю, называется полем растекания. Размер этого поля зависит от напряжения и сопротивления почвы и может быть довольно велик, причем потенциал в поле убывает по мере удаления от заземлителя. Если человек будет стоять на поверхности поля растекания, то может случиться, что между точками касания его ног окажется разность потенциалов и через человека пройдет ток, достаточный, чтобы поразить его электрическим ударом. Такое напряжением называетоя шаговым напряжением. Понятно, что размер шагового напряжения с. удалением от места заземления уменьшается, и наоборот. [c.225]

    По существу задача о деформации твердой прослойки аналогична таковой для мягкой прослойки, если зР1ачепие ах брать по абсолютному значению.A.A. Шаговым [289] сделана попытка анализа напряженного состо5(ния твердой прослойки. Однако, принятые исходные допущения оказались слишком жесткими . В частности, предполагалось. что контактные касательные напряжения распределены равномерно и равны пределу текучести мягкого ме- [c.236]

    Температуру тел с внутренними источниками теплоты измеряют с помощью термопар, спай которых укрепляют вблизи поверхности с минимальным нарушением од-пбродности тела. Для тонкостенных пластин или труб спаи укрепляют на их поверхности. Если внутренние источники обусловлены прохождением по телу электрического тока, способ крепления спаев может быть различным для постоянного и переменного тока. На показания термопары, спай которой находится в электрическом контакте с поверхностью тела, накладывается шаговое напряжение и=1АЯ, где / — сила тока  [c.410]

    Выражение (а) является уравнением гиперболц. Для других форм заземления конфигурация кривой будет” отличаться от гиперболы. Шаговым напряжением с/ш называется разность- потенциалов между двумя точками на поверхности земли в зоне расте- Кания тока, которые находятся на расстоянии шага в = 0,8 м. Как следует из рис. 36, в точке А величина Ут — макс, а в точке [c.193]

    Для этого необходимо определить взаимосвязь между изменением входных и выходных величин. Динамические свойства объектов регулирования чаще всего определяют с помощью шаговых и частотных характеристик [ 10]. Промышленные объекты регулирования можно классифицировать следующим образом 1. Объекты регулиравания без выравнивания (астатические), характерной чертой которых является постоянная скорость изменений регулируемой величины после изменения заданного пара1метра. 2. Объекты регулирования с выравниванием, среди которых различают а) безынерционные объекты регулирования, в которых выходная величина объекта регулиравания следует за входной величиной. Типичным примером такой регулировки является регулировка напряжения и силы электрического тока  [c.164]

    Шаговое напряжение имеет наибольшее значение у места замыкания тока на землю и уменьшается при удалении от него. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока на землю значение его незначительно. Нельзя приближаться к оборвавшемуся неотключенному электрическому проводу, лежащему на земле, на расстояние менее 4—5 м для линий напряжением до 1000 В и менее 8—10 м для линий напряжением выше 1000 В. [c.209]

    При замьжании токоведущих частей электрооборудования на металлические конструкции, например при пробое изоляции, корпус оборудования будет находиться под напряжением. В этих условиях человек, стоящий на земле и прикасающийся, к поврежденному электрооборудованию, подвергнется воздействию напряжения прикосновения, т. е. разности потенциалов возникающей между корпусам оборудования и поверхностью земли. Если же человек не касается электрооборудования, замкнутого на корпус с потенциалом Оз, но находится близко от него, то он подвергается воздействию шагового напряжения, т. е. разности потенциалов между точками земной поверхности, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемом равным 0,8 м (рис. 40). Шаговое напряжение имеет наибольшее значение у ме- [c.204]

    Катод-инструмент крепят на штоке каретки подачи. Скорость подачи инструмента при электрохимической обработке 1 — 10 мм/мин. Для обеспечения равномерного движения подачи при таких скоростях перемещение каретки происходит по направляющим качения. Приводом подачи является гидроцилиндр, шток которого закреплен неподвижно на станине, а цилиндр соединен с кареткой. Управление движением подачи осуществляется специальным следящим гидроприводом с жесткой единичной обратной связью от шагового двигателя ШД-4. Для питания гидравлической системы станка используется насосная установка типа 8АГ48-22Н. Электролит в зону обработки подводится через отверстие в штоке. Отрицательное напряжение от источника питания подводится к штоку, а положительное к рабочей поверхности стола, изолированной от корпуса. [c.208]

    Система автоматической стабилизации межэлектродного зазора по плотности тока представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования, работающую по принципу стабилизации выходного параметра и использующую в качестве управляющей информации отклонения стабилизируемого параметра от заданного. Обобщенный выходной параметр электрохимической ячейки —плотность тока косвенно характеризует (при стабилизации других параметров электрохимической ячейки) величину межэлектродного зазора. Для компенсации ошибки при поддержании заданного значения межэлектродного зазора, возникающей в системе при увеличении токовой нагрузки на источник питания в результате нежесткости его вольт-амперной характеристики, в систему введено специальное устройство коррекции управляющего сигнала в зависимости от напряжения на электродах. В качестве исполнительного привода регулирования МЭЗ использован гидравлический следящий привод, приводимый в движение от шагового двигателя. Преобразование непрерывного сигнала в импульсный, необходимое для управления шаговвщ [c.208]

    ШагоЁое напряжение имеет максимальное значение в месте замыкания на землю и уменьшается по мере удаления от него. На расстоянии 20 м от места замыкания считают, что шаговое напряжение равно нулю. [c.80]

---

Терминология главы 1.7 ПУЭ устарела и содержит много ошибок. Её следует изменить. Часть 5 | Yury Kharechko

Продолжим рассмотрение терминологии главы 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» ПУЭ 7-го изд., которая действует с 1 января 2003 г.

ПУЭ: «1.7.22. Замыкание на землю − случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей».

Представленное определение справедливо только для наружных электроустановок, например – воздушных линий электропередачи, в которых возможно прямое замыкание на землю частей, находящихся под напряжением. В электроустановках зданий, прямого замыкания на землю частей, находящихся под напряжением, не происходит. Они замыкаются на открытые проводящие части, защитные проводники и сторонние проводящие части.

В главе 1.7 следует использовать определение из п. 20.16 ГОСТ 30331.1:

«замыкание на землю: Возникновение случайного проводящего пути между частью, находящейся под напряжением, и Землёй или открытой проводящей частью, или сторонней проводящей частью, или защитным проводником».

ПУЭ: «1.7.23. Напряжение на заземляющем устройстве − напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала».

В этом определении указана какая-то точка ввода тока в заземлитель, которая не определена в ПУЭ. Из рассмотрения изъяты два элемента заземляющего устройства – заземляющий проводник и главная заземляющая шина. Однако практический интерес представляет напряжение на главной заземляющей шине, когда через заземляющее устройство в локальную землю протекает ток замыкания на землю.

В главе 1.7 рассматриваемый термин необходимо определить следующим образом:

напряжение на заземляющем устройстве: Напряжение между главной заземляющей шиной и эталонной землёй, возникающее при протекании электрического тока из заземлителя в землю.

ПУЭ: «1.7.24. Напряжение прикосновения − напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Ожидаемое напряжение прикосновения − напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается».

В стандарте МЭК 60050-195 определены следующие термины:

(эффективное) напряжение прикосновения: напряжение между проводящими частями, когда их одновременно касается человек или животное.

Примечание − На значение эффективного напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление человека или животного в электрическом контакте с этими проводящими частями;

ожидаемое напряжение прикосновения: напряжение между одновременно доступными проводящими частями, когда этих проводящих частей не касается человек или животное.

Определения рассматриваемых терминов в главе 1.7 следует привести в соответствие с определениями в стандарте МЭК 60050-195. При этом из названия первого термина и примечания к его определению целесообразно исключить слово «эффективное»:

напряжение прикосновения: Напряжение между проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Примечание – На значение напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление тела человека или животного, находящегося в электрическом контакте с этими проводящими частями;

ожидаемое напряжение прикосновения: Напряжение между доступными одновременному прикосновению проводящими частями, когда человек или животное к ним не прикасаются.

ПУЭ: «1.7.25. Напряжение шага − напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека».

Это определение соответствует определению термина «шаговое напряжение» в стандарте МЭК 60050-195. Его можно использовать в главе 1.7 без изменений. При этом рассматриваемый термин следует поименовать шаговым напряжением.

ПУЭ: «1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства − отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю».

В определении этого термина нет ошибок. Поэтому его можно применять главе 1.7.

ПУЭ: «1.7.27. Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой − удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление».

В названии и определении рассматриваемого термина слово «земля» целесообразно заменить словом «грунт», поскольку в нормативной и справочной документации приводят значения удельного сопротивления для различных видов грунта: песка, глины, известняка и др. Такие значения, например, указаны в п. D.2 «Удельное сопротивление грунта» ГОСТ Р 50571.5.54–2013/ МЭК 60364-5-54:2011 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов».

ПУЭ: «1.7.28. Заземление − преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством».

Процитированное определение имеет недостатки.

Во-первых, в электрических сетях и установках, а также в электрооборудовании заземляют проводящие части, а не какие-то точки.

Во-вторых, это определение не согласовано со следующим определением термина «заземлять» в стандарте МЭК 60050 195: выполнять электрическое соединение между данной точкой в системе или в установке, или в оборудовании и локальной землёй. В примечании к определению термина разъяснено: присоединение к локальной земле может быть: преднамеренным или непреднамеренным или случайным и может быть постоянным или временным.

В главе 1.7 следует использовать термин из п. 20.11 ГОСТ 30331.1:

«заземление: Выполнение электрического присоединения проводящих частей к локальной земле.

Примечание – Присоединение к локальной земле может быть:

– преднамеренным;

– непреднамеренным или случайным;

– постоянным или временным».

ПУЭ: «1.7.29. Защитное заземление − заземление, выполняемое в целях электробезопасности».

В главе 1.7 целесообразно использовать определение, заимствованное из п. 20.20 ГОСТ 30331.1:

«защитное заземление: Заземление, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление − заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности)».

Представленное определение содержит недостатки.

Во-первых, в нём использован устаревший термин «токоведущая часть».

Во-вторых, для обеспечения нормального оперирования электрооборудования часто заземляют проводящие части, которые не являются частями, находящимися под напряжением. Поэтому в рассматриваемом определении вместо частного термина «токоведущая часть» следовало использовать общий термин «проводящая часть».

Во-третьих, только второе название рассматриваемого термина − «функциональное заземление» соответствует наименованию термина в стандарте МЭК 60050 195, в котором он определён так: заземление точки или точек в системе или в установке, или в оборудовании для целей иных, чем электрическая безопасность.

В главе 1.7 целесообразно использовать определение рассматриваемого термина, заимствованное из п. 20.93 ГОСТ 30331.1:

«функциональное заземление: Заземление, выполняемое по условиям функционирования не в целях электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.31. Защитное зануление …».

См. статью Зануление следовало исключить из терминологии и требований ПУЭ в 1995 г.

Начало и продолжение статьи «Терминология главы 1.7 ПУЭ устарела и содержит много ошибок. Её следует изменить» см.: Часть 1; Часть 2; Часть 3; Часть 4; Часть 6; Часть 7; Часть 8; Часть 9.

См. также:

Требования главы 1.7 ПУЭ к системам ТN-C, ТN-S, ТN-C-S, TT и IT безнадёжно устарели и содержат много ошибок. Часть 1, Часть 2;

Как следует изменить безнадёжно устаревшие требования главы 1.7 ПУЭ к системам ТN-C, ТN-S, ТN-C-S, TT и IT.

См. также статьи об указанных выше стандартах (приведена информация о стандартах, не указанная в предыдущих частях настоящей статьи):

В ГОСТ Р 50571.5.54–2013 «… Заземляющие устройства, защитные проводники …» допущены десятки ошибок.

Зона растекания тока. Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения. Основные понятия дисциплины

зоне замыкания на землю человек может оказаться под разностью потенциалов на расстоянии шага (шаговый потенциал).

            Напряжение между двумя точками цепи тока (поверхности земли), находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8м), на которых одновременно стоит человек называется напряжением  шага.

Напряжение шага — это разность потенциалов j1 и j2 в поле растекания тока по поверхности земли между точками, расположенными на расстоянии шага (принимается » 0,8 м).

	– расстояние 1и 2й точек на поверхности земли, в которых находятся одновременно ноги человека, от заземления.  – длина шага, принимается равной 0,8 м (предполагается что человек движется по направлению к заземлению или от него).
β2         β1 – коэффициент напряжения, учитывающий закон изменения в зоне растекания;	– потенциал земли.

β₂ – коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях обуви, ног человека; 

β2 =1+ 2 Rосн /Rh, т. е. коэффициент напряжения шага β2 зависит от Rh – сопротивление тела человека, 2Rосн – сопротивление основания стоп

От чего зависит величина напряжения шага?

Величина напряжения шага зависит:

1)  От сопротивления опорной поверхности ног и сопротивления обуви.

2)  От расстояния до заземления.

3)  От расстояния между ногами () относительно источника заземления.

Значения коэффициентов  β₁ β₂ находят в справочниках для различных типов заземляющих устройств.

Напряжение между точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага  зависит от ширины шага и удалённости человека от места замыкания на землю. По мере удаления напряжение уменьшается.

Рис.1. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе 1 – распределение напряжения на поверхности земли 2 – изменение напряжения прикосновения от расстояния до заземления

            Как видно из графика  уменьшается с удалением от заземления и увеличивается с приближением. То есть  максимально, если одна нога человека стоит на источнике заземления, а другая находится на расстоянии шага (а=0,8). И шаговое напряжение равно нулю при расстоянии равному х=20м.

Как видно из формулы, если расстояние а=0, то потенциалы равны  и =0. 

Расстояние между ногами должно быть как можно меньше, человек будет находиться под потенциалом, но шаговое напряжение будет минимально. Для выхода из зоны шаговых напряжений необходимо двигаться гусиным шагом.

 Для ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ при случайном попадании в зону растекания тока НЕОБХОДИМО – соединить ноги и не спеша выходить из нее так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила за ступню другой!

            Также следует двигаться, как можно дальше от заземления, так как в близи источника заземления разность потенциалов максимальна, или следует двигаться по эквипотенциальным линиям.

Шаговое напряжение вблизи заземлителя, места замыкания на землю и т.д. может вызвать интенсивные судороги мышц, если напряжение в точке растекания составляет 100 – 150 В и более.

   Протекание тока  по пути «нога-нога» еще не является опасным (через сердце протекает сравнительно небольшой ток), но в результате судорог ног человек может упасть и за счет увеличения расстояния между точками опоры (ноги – руки) разность потенциалов возрастает до опасных значений. Петля тока меняется и ток будет уже протекать по БОЛЕЕ ОПАСНОМУ ПУТИ, проходя через жизненно важные органы.

Напряжение прикосновения — это разность потенциалов точек электрической цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног.

 – коэффициент напряжения прикосновения;

       – коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий сопротивление тела человека;

Напряжение прикосновения зависит от:

1.  Наличия связи между корпусом и землей (через заземлитель, через

БЕЗ ПОТЕРЬ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ. | Кировский районный исполнительный комитет

БЕЗ ПОТЕРЬ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ.

При подготовке животноводческих ферм к работе в зимне-стойловый период, наряду с подготовкой самих зданий  должны быть приняты профилактические меры по защите животных от поражения электрическим током.
Животноводческие помещения обладают рядом особенностей требующих надежных технических электрозащитных мероприятий. К таким особенностям  относятся условия окружающей среды (повышенная влажность, запыленность, агрессивность паров и газов) и наличие сельскохозяйственных животных, которые по сравнению с человеком более чувствительны к действию электрического тока. В связи с этим их необходимо защищать не только от возможного электропоражения, но также и от электропатологии, т.е. от снижения продуктивности под воздействием  низких напряжений прикосновения. Так, воздействие на коров напряжения, величина которого равна 3 В, приводит к снижению удоев  до 30% и более.                                                                                                                                                 В зоне размещения животных предельно допустимое шаговое напряжение и напряжение прикосновения переменного тока в нормальном эксплуатационном режиме для исключения электропатологии не должны превышать 0,2 В. Все это требует весьма надежных электрозащитных мероприятий.

Одной из важных мер, обеспечивающих электробезопасность сельскохозяйственных животных, является использование устройств выравнивания электрических потенциалов (УВЭП) которое выполняется в следующих случаях:

– в помещениях привязного содержания животных независимо от применяемого технологического оборудования, строительных материалов и конструкций;

– в помещениях беспривязного содержания животных  только в тех местах, которые находятся до 3-х метров от стационарного электрофицированного оборудования, а также зануленных металлических конструкций оборудования, трубопроводов автопоилок, ограждений и т.п., к которым возможно прикосновение животных во время кормления, поения, доения или отдыха;

– при содержании животных на открытых площадках и манежах  УВЭП следует выполнять только в случаях, когда на площадках и манежах имеется зануленное оборудование или стационарное электрофицированное оборудование, например поилки с электрообогревом, при этом УВЭП должны выполняться в виде кольцевых заземлителей.                   

Надежная электробезопасность животных и обслуживающего персонала обеспечивается так же  путем применения устройств защитного отключения.

Энергонадзор рекомендует перед началом зимне-стойлового периода провести профилактические испытания (электрофизические измерения) по всем электроустановкам животноводческих помещений. Особое внимание уделить испытаниям  по работоспособности устройств выравнивания электрических потенциалов.

 

 

                                                                                          Начальник   Кировской районной   

                                                                                          энергоинспекции  

                                                                                          Н.П. Русецкий                                                                     

 

 

Основы заземления подстанции: максимально допустимые шаговые напряжения и напряжения прикосновения

Для того чтобы заземляющая сетка выполняла свою функцию безопасности, она должна предотвращать превышение значений шагового напряжения и напряжения прикосновения, которые считаются безопасными. Таким образом, нам сначала необходимо оценить максимально допустимые цифры шагового напряжения и напряжения прикосновения.

 

Теоремы Тевенина и Нортона

Чтобы вывести математические выражения для максимально допустимых напряжений шага и прикосновения, мы будем полагаться на теоремы Тевенина и Нортона.Эти имена даны в честь французского инженера-телеграфиста Шарля Леона Тевенина (1857-1926) и американского инженера Э.Л. Нортон (1898–1983).

Теоремы Тевенина и Нортона позволяют аналитику или проектировщику схем упростить менее важные части схемы и сосредоточиться на той части, которая имеет большее отношение к рассматриваемой проблеме.

Теоремы Тевенина и Нортона разделяют любую электрическую цепь на две сети: сеть источника и сеть нагрузки, соединенные одной парой клемм, называемых клеммами нагрузки.

Теорема Тевенина заменяет сеть источников эквивалентной сетью, состоящей из идеального независимого источника напряжения, последовательно соединенного с линейным сопротивлением. Эта эквивалентная сеть подает на клеммы нагрузки то же напряжение и ток, что и исходная сеть. Источником напряжения является напряжение Тевенина Vth, а сопротивлением является сопротивление Тевенина Rth.

Теорема Нортона двойственна теореме Тевенина. Эквивалентная схема представляет собой источник тока, подключенный параллельно линейному сопротивлению.Источником тока является ток Нортона In, а сопротивлением — сопротивление Нортона Rn.

Источник Нортона — это преобразование источника Тевенина и наоборот. Также верно, что Rth = Rn.

Напряжение Тевенина эмпирически измерено или рассчитано аналитически на клеммах нагрузки при отключенной сети нагрузки: напряжение холостого хода Voc = Vth. См. рис. 1.

 

Рис. 1. Эквивалентная схема Тевенина со снятой нагрузкой

 

Ток Нортона — это ток короткого замыкания на клеммах нагрузки при отключенной сети нагрузки: In = Isc.См. рис. 2.

 

Рис. 2. Эквивалентная схема Тевенина с заменой нагрузки на короткое замыкание

 

На рис. 2 показано, что ток короткого замыкания, измеренный или рассчитанный, зависит только от Vth и Rth. Тогда

 

$$Isc = \frac{Vth}{Rth}$$

или

$$Rth = \frac{Vth}{Isc} = \frac{Vth}{In}$$

 

 

Тело как параметр цепи

В условиях неисправности Земля проводит ток, исходящий от заземляющего электрода.Этот ток создает градиенты потенциала на поверхности Земли, которые, в свою очередь, приводят к опасным шаговым и касательным напряжениям.

На рис. 3 показан человек, стоящий рядом с заземленной конструкцией. Точки на Земле, соприкасающиеся со стопами, имеют разные потенциалы, т. е. присутствует разность потенциалов (напряжение). Эта разность потенциалов создает ступенчатое напряжение Vs.

 

Рис. 3. Ступенчатое напряжение на заземленной конструкции

 

Общее сопротивление электрода относительно земли можно разделить на три части: R1, R2 и R0.

R1 – сопротивление заземления от заземляющего электрода до первой опоры; R2 — сопротивление грунта между опорами; R0 — сопротивление грунта от второго фута до бесконечности.

Другие электрические параметры:

• Rf = контактное сопротивление одной босой ступни с землей без учета сопротивления обуви и носков, Ом
• Rb = сопротивление корпуса, Ом
• Ib = ток через корпус, А
• If = источник тока, моделирующий ток замыкания через заземляющий электрод, А

 

На рис. 4 показана простая эквивалентная электрическая сеть с телом (Rb) в качестве параметра цепи.

 

Рис. 4. Эквивалентная схема для ступенчатого напряжения

 

Как будет видно позже, Vs = Vth (мы получаем это, удаляя Rb).

На рис. 5 изображен человек, стоящий на земле и касающийся металлического предмета, подсоединенного к заземляющему электроду. Разность потенциалов между рукой и ступней создает напряжение прикосновения Vt. Ноги расположены достаточно близко, чтобы считать их параллельными, таким образом, R2 = 0,

.

 

Рисунок 5.Напряжение прикосновения к заземленной конструкции

 

На рис. 6 показана эквивалентная электрическая сеть с телом (Rb) в качестве параметра цепи.

 

Рисунок 6. Эквивалентная сеть для напряжения прикосновения

 

Как и прежде, Vt = Vth (мы получаем это, удаляя Rb).

 

Расчет максимально допустимого шагового напряжения

Шаговое напряжение Vs равно напряжению Тевенина Vth.

Нагрузочной сетью на рис. 4 является сопротивление тела Rb. Применяя теорему Тевенина, Vth будет вычисляться путем разделения Rb и решения напряжения холостого хода Voc. См. рис. 7.

 

Рис. 7. Напряжение холостого хода

 

Напряжение холостого хода

$$Voc = Vth = Vs = If \cdot R2$$

Isc = In — ток короткого замыкания. См. рис. 8.

 

Рисунок 8.Ток короткого замыкания

 

Применение текущего правила делителя,

$$I_{SC} = In = If \cdot \frac{R2}{R2+2 \cdot Rf}$$

$$Rth = \frac{Voc}{Isc} = \frac{(If \cdot R2)(R2+2 \cdot Rf)}{If \cdot R2} = R2 + 2 \cdot Rf$$

При условии, что R2<<2 ∙ Rf,

$$Rth = 2 \cdot Rf$$

Это предположение является консервативным, так как падение напряжения будет выше, если в цепи есть резистор R2.

На рис. 9 показана эквивалентная схема Тевенина, где

$$Vs = Vth = Ib \cdot (Rth +Rb) = Ib \cdot (2 \cdot Rf + Rb)$$

 

Рис. 9.Эквивалентная схема Тевенина для ступенчатого напряжения

 

Типичное значение сопротивления тела — руки-ноги и ноги-ноги — составляет 1000 Ом.

Заглубленные горизонтальные круглые пластины могут моделировать стопы радиусом 8 см. Используя выражение П. Г. Лорана для этого сопротивления,

$$Rf = \frac{\varrho}{4 \cdot b} = \frac{\varrho}{4 \cdot 0,08} = 3 \cdot \varrho$$

где

ρ = удельное сопротивление грунта, Ом∙м0

b = радиус плиты, м

Максимально допустимый ток тела для человека весом 70 кг, согласно C. Исследование Ф. Далзила,

$$Ib = \frac{0,157}{\sqrt{ts}}$$

где

ts = длительность текущего воздействия, с

Максимально допустимое ступенчатое напряжение

$$Vs = \frac{0,157}{\sqrt{ts}} \cdot (2 \cdot 3 \cdot \varrho + 1000) = \frac{0,94 \cdot \varrho + 157}{\sqrt{ts}} $$

 

Расчет максимально допустимого напряжения прикосновения

Аналогично, напряжение прикосновения Vt равно напряжению Тевенина Vth.

На рисунке 6 Vth вычисляется путем разделения Rb и решения напряжения холостого хода Voc.См. рис. 10.

 

Рис. 10. Напряжение холостого хода

 

Напряжение холостого хода

$$Voc = Vth = Если \cdot R1$$

Isc = In — ток короткого замыкания. См. рис. 11.

 

Рис. 11. Ток короткого замыкания

 

Применение текущего правила делителя,

$$Isc = In = If \cdot \frac{R1}{R1 + \frac{Rf}{2}}$$

$$Rth= \frac{Voc}{Isc} = \frac{(If \cdot R1)(R1 + \frac{Rf}{2})}{If \cdot R1} = R1 + \frac{Rf} {2}$$

При условии, что R1<

$$Rth= \frac{Rf}{2}$$

На рис. 12 показана эквивалентная схема Тевенина, где

$$Vt=Vth=Ib \cdot (Rth+Rb) = Ib \cdot (\frac{Rf}{2} +Rb)$$

 

Рис. 12.Эквивалентная схема Тевенина для напряжения прикосновения

 

Тогда максимально допустимое напряжение прикосновения равно

.

$$Vt = \frac{0,157}{\sqrt{ts}} \cdot (\frac{3}{2} \cdot \varrho + 1000) = \frac{0,24 + \varrho + 157}{\sqrt{ тс}} $$

 

Ключевое разъяснение

Фундаментальная концепция заключается в том, что разность потенциалов, вызывающая шаговое напряжение и напряжение прикосновения, является той же, что и на Земле, когда человека нет рядом. Эквивалентные схемы Тевенина моделируют этот факт.

Однако, сравнивая рис. 9 с рис. 4 и рис. 12 с рис. 6, мы заключаем, что, если предположить, что R2 намного меньше, чем 2 ∙ Rf, а R1 намного меньше, чем Rf2, шаговое напряжение равно падению напряжения на R2, а напряжение прикосновения — это падение напряжения на резисторе R1 даже при наличии сопротивления тела в цепи.

 

Обзор максимально допустимого напряжения шага и касания

Авария или ток молнии, протекающий через заземляющий электрод подстанции, создает градиенты потенциала на Земле.Эти потенциальные градиенты могут повлиять на людей вокруг подстанции.

Особого внимания заслуживают шаговое напряжение и напряжение прикосновения.

Две стопы на земле в точках с разными потенциалами подвергаются шаговому напряжению. Точно так же действие прикосновения к заземленному металлическому объекту, когда ноги находятся на Земле, у другого потенциального человека подвергается напряжению прикосновения.

Напряжения шага и прикосновения такие же, как и на Земле в отсутствие человека.Эквивалентные схемы Thevenin моделируют это состояние.

Заземляющий электрод подстанции должен обеспечивать соответствующее напряжение шага и прикосновения, обеспечивая безопасность людей.

В этой статье описана элементарная методика оценки максимально допустимого напряжения шага и прикосновения.

Основы заземления подстанции: ступенчатое, касание и передаваемое напряжение

Проведение больших токов на землю на подстанциях из-за атмосферных возмущений или отказов оборудования создает градиенты потенциала на поверхности Земли, которые представляют угрозу для безопасности людей и животных в окружающей среде.

 

Критерии проектирования сетки заземления

Характеристики заземляющей сетки на подстанции включают критерии, связанные с электрическим откликом одного или нескольких электродов, погруженных в землю.

Токи порядка тысяч ампер создают высокие градиенты потенциала вблизи точек контакта сети подстанции с Землей. Если люди или животные прикоснутся к местам с разным потенциалом, они могут получить удар током.

 

Наиболее важными критериями проектирования заземляющих сетей являются:

• Избегайте опасных градиентов потенциала вблизи заземленных электрических конструкций во время неисправности
• Получите сопротивление заземления ниже заданного значения. Важно понимать, что низкое значение сопротивления заземления не обеспечивает безопасность людей, стоящих на земле над заземляющей сеткой или в близлежащей зоне

Проект заземляющей сетки требует расчета максимальных шаговых, касательных и переходных напряжений, которые может выдержать человек.

 

Электрический потенциал

Заряженная частица внутри электрического поля обладает потенциальной энергией из-за взаимодействия с полем.Электрический потенциал в месте – это потенциальная энергия на единицу заряда, размещенного в этом месте. Единицей электрического потенциала является вольт, обозначенный V в честь итальянского ученого Алессандро Вольта (1745–1827).

Если заряд перемещается из одной точки (P1) в другую точку (P2) по любому пути, электрическое поле испытывает разность электрических потенциалов — или напряжение — между P1 и P2.

Чтобы установить количество работы, необходимой для перемещения заряда из P1 в P2, мы должны иметь исходный уровень, от которого мы можем начать находить затраченную энергию. Обычно это реперное положение находится на значительном расстоянии от всех зарядов, и электрический потенциал на этом расстоянии для удобства равен 0 В.

Любая точка может быть эталонной позицией, а величина эталонного потенциала может быть любым значением. Часто при анализе цепей Земля является эталоном потенциала со значением 0 В.

 

Градиенты потенциала Земли

Общее значение сопротивления заземления электрода может быть описано путем сложения сопротивлений последовательно от электрода до точки на бесконечном расстоянии от электрода.Величина этих сопротивлений обратно пропорциональна расстоянию от электрода. Большие сопротивления находятся вблизи заземляющего электрода; скорость роста общего сопротивления уменьшается по мере удаления от электрода.

Когда ток (I) от замыкания на землю или атмосферного разряда проходит через заземляющий электрод, он течет через все резисторы до бесконечности. Согласно закону Ома, этот ток создает падение напряжения на величину V = IR на каждом сопротивлении.

Потенциал в любой точке Земли можно рассчитать, сложив падение напряжения на электроде до бесконечности, приняв заземляющий электрод в качестве эталонного положения с эталонным потенциалом 0 В.

На практике потенциал измеряется на поверхности Земли с использованием таких методов, как метод падения потенциала.

На рис. 1 показано, как потенциал Земли относительно заземляющего электрода увеличивается по мере того, как мы удаляемся от электрода.

 

Рис.1 Профиль потенциала с заземляющим электродом в качестве исходного положения. GPR означает повышение потенциала земли. Изображение предоставлено проф. JH Briceño

 

Скорость нарастания потенциала высока в точках, близких к электроду, но уменьшается по мере удаления, как и сопротивление, что разумно, поскольку закон Ома представляет собой линейное уравнение. Поэтому большая часть потенциала, возникающего в результате тока I, возникает на поверхности Земли вблизи заземляющего электрода.

Как видно на рисунке 1, потенциал начинается с 0 В и достигает максимального значения на бесконечности.

При анализе заземления обычной практикой является использование бесконечности в качестве точки отсчета для потенциала Земли, а не заземляющего электрода. Тогда потенциал будет иметь максимальное значение на электроде и будет уменьшаться по мере удаления от него, достигая значения 0 В на бесконечности.

Повышение потенциала земли (GPR) — это максимальный электрический потенциал, которого может достичь заземляющий электрод. Численно это произведение тока I на сопротивление электрода относительно земли Rg.

На рис. 2 показана типичная конструкция подстанции, заземленная только в основании, и кривая зависимости потенциала Земли от радиального расстояния. Обратите внимание, что потенциал на поверхности Земли максимален на объекте, уменьшаясь по мере увеличения расстояния.

Рис. 2. Потенциальный профиль с бесконечностью в качестве исходного положения

 

Кривая потенциала на рисунке 2 является зеркальным отражением кривой на рисунке 1. Это вызвано обменом эталонными позициями.

На практике с одним стержнем потенциал будет пренебрежимо мал на расстоянии около 20 м, показывая, что бесконечность ближе, чем мы могли бы подумать.

Кривая потенциала проходит вокруг заземляющего электрода, образуя «потенциальную воронку», окружающую электрод.

В некоторых публикациях значения потенциала представлены в нижней части оси ординат, как показано на рис. 3. Это может вызвать путаницу, поскольку обычно положительные значения отображаются в верхней части оси ординат.

 

Рис. 3. Другой способ отображения потенциального профиля с бесконечностью в качестве исходного положения

 

На Рисунке 4 показан потенциальный контур, основанный на Рисунке 3. Этот потенциальный контур является проекцией «потенциальной воронки» на поверхность Земли. Окружности являются эквипотенциальными линиями, потому что они соединяют все точки с одинаковым потенциалом.

 

Рис. 4.Эквипотенциальные линии на поверхности Земли

 

При симметричном электроде и постоянном удельном сопротивлении почвы эквипотенциальные точки на поверхности Земли образуют набор концентрических окружностей. На практике контуры никогда не бывают идеальными кругами; их форма варьируется в зависимости от нескольких факторов, и они показаны только для иллюстрации.

Вычитание потенциалов двух соседних кругов дает разность потенциалов — или напряжение — между ними.

 

Шаговое, сенсорное и передаваемое напряжения

На Рисунке 5 показаны три типичных ударных ситуации, проанализированные при проектировании заземляющих сетей на электрических подстанциях.Напомним, что профиль потенциала проявляется при подаче тока I в заземляющий электрод.

 

Рис. 5. Шаговое, сенсорное и передаваемое напряжения. Изображение предоставлено проф. JH Briceño

 

Ситуация 1 — ступенчатое напряжение. Когда люди идут к заземляющему электроду, их ноги «видят» разные потенциалы. Разность потенциалов – это шаговое напряжение. Стандартная длина шага составляет 1 м для людей и 1.5 м для животных.

Ступенчатое напряжение может быть опасным при определенных обстоятельствах. Тем не менее, несколько исследований показывают, что хотя это и болезненно, но менее опасно, чем другие виды контактов, потому что ток, циркулирующий от одной ноги к другой, не проходит через жизненно важные органы тела, такие как сердце. Однако ступенчатое напряжение может привести к падению человека, вызывая протекание тока через грудную клетку и подвергая риску жизненно важные органы. Это может также повлиять на человека, работающего или лежащего на полу.

У животных большее расстояние между конечностями вызывает более высокое напряжение, и, благодаря их анатомическому строению, сердце находится на пути тока.

На рис. 6 показан человек, идущий по кривой, показанной на рис. 3, к заземляющему электроду. Понятно, что шаговое напряжение увеличивается по мере приближения человека к электроду, в худшем случае — при прикосновении. Это связано с более крутым наклоном кривой на Земле вблизи электрода.

 

Рис. 6.Ступенчатое напряжение при приближении человека к заземляющему электроду

 

В ситуации 2 человек касается заземленной конструкции, ступни которого имеют потенциал, отличный от потенциала земли конструкции. Эта ситуация является напряжением прикосновения. Как видно на рисунке 5, потенциал в сборке представляет собой георадар. Максимальное расстояние, на которое может подняться человек, составляет 1 м, таково расстояние между контактами рук и ног.

Ситуация 2 более опасна, так как ток циркулирует по жизненно важным органам, включая сердце.

Ситуация 3 — передаваемое напряжение. Эта ситуация является частным случаем напряжения прикосновения, когда человек находится далеко от заземляющего электрода и касается металлического элемента, находящегося в контакте с электродом. Здесь человек «видит» разность потенциалов, равную или превышающую ГПР подстанции. Разность потенциалов более значительна в ситуации 3, чем в двух других.

Важным критерием безопасности является наличие величины шагового напряжения и напряжения прикосновения ниже порога, при котором может произойти травма.

 

Обзор сенсорного, шагового и передаваемого напряжения

Сильные токи в сети подстанции создают градиенты потенциала на поверхности Земли, которые могут угрожать жизни людей и животных поблизости.

Заземляющая сетка должна контролировать градиенты потенциала и создавать адекватное сопротивление заземления.

Повышение потенциала земли (GPR) — это максимальный электрический потенциал, которого может достичь заземляющий электрод. В практике заземления эталоном электрического потенциала является бесконечность.Потенциал на электроде представляет собой ГПР, и он уменьшается в радиальном направлении, достигая 0 В на бесконечности.

При проектировании заземляющих сеток анализируются три типичных ударных ситуации: шаг, прикосновение и перенос напряжения. Напряжение прикосновения является наиболее опасным, поскольку ток проходит через жизненно важные органы в организме. Передаваемое напряжение является частным случаем напряжения прикосновения, при котором тело может подвергаться полному георадарному воздействию.

Конструкция заземляющей сетки должна обеспечивать безопасные значения шагового, касательного и передаваемого напряжения.

6 Напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции

Опасные напряжения на подстанции

На рисунках 1 и 2 показаны напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции. Есть много определений, связанных с этими напряжениями, но следующие шесть являются наиболее важными.

5 напряжений, которым может подвергаться человек на подстанции (фото предоставлено Терри Ф. Люманн через Flickr)

Эти определения:

Ступенчатое напряжение

Напряжение прикосновения

Напряжение передачи красного цвета

1.Повышение потенциала земли (GPR)

Максимальный электрический потенциал, которого может достичь заземляющая сетка подстанции относительно удаленной точки заземления, принимаемой за при потенциале удаленной земли . Повышение потенциала земли является произведением величины тока сети, части тока замыкания, проводимой на землю системой заземления, и сопротивления сети заземления.

Рисунок 1. Основные ситуации поражения электрическим токомНапряжение сетки

Максимальное напряжение прикосновения в пределах сетки наземной сетки .

Фактическое напряжение сетки , E _м (максимальное напряжение прикосновения) , является произведением удельного сопротивления грунта, ρ ; геометрический фактор, основанный на конфигурации сетки, K _м ; поправочный коэффициент, K _i , который учитывает некоторые ошибки, вызванные предположениями, сделанными при получении K _m ; и средний ток на единицу эффективной длины заглубленного проводника, составляющего систему заземления ( I _G/ L _M ):

3.

Напряжение прикосновения металла к металлу

Разность потенциалов между металлическими объектами или конструкциями на территории подстанции, которую можно шунтировать прямым контактом рук или ног .

Рисунок 2 – Типичная ситуация внешнего передаваемого потенциала

Важное примечание //

Предполагается, что напряжение прикосновения металл-металл между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с заземляющей сетью, на обычных подстанциях пренебрежимо мало.

Однако напряжение прикосновения металла к металлу между металлическими предметами или конструкциями, соединенными с заземляющей сетью, и металлическими предметами внутри территории подстанции, но не соединенными с заземляющей сетью, например изолированным забором, может быть значительным.

В случае подстанций с элегазовой изоляцией, , напряжение прикосновения металл-металл между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с заземляющей сетью, может быть значительным из-за внутренних неисправностей или наведенных токов в корпусах.

Вернуться к разделу «Опасные напряжения» ↑

4. Ступенчатое напряжение

Ступенчатое напряжение фактически представляет собой разность поверхностных потенциалов , испытываемую человеком, преодолевающим расстояние 1 м ногами, не касаясь какого-либо другого заземленного объекта.

Вернуться к разделу «Опасные напряжения» ↑

5. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения — это разность потенциалов между повышением потенциала земли и поверхностным потенциалом в точке, где человек стоит и в то же время держит руку в контакте с заземленной конструкцией.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

6.

Передача красного напряжения

Особый случай напряжения прикосновения , когда напряжение передается на удаленную подстанцию ​​или с нее точка вне площадки подстанции.Максимальное напряжение любого случайного замыкания не должно превышать предела, при котором через тело может протекать ток, способный вызвать фибрилляцию.

Предполагая более консервативную массу тела 50 кг для определения допустимого тока тела и сопротивления тела 1000 В , t допустимое напряжение прикосновения составляет:

:

Откуда //

• E _Step – Steptage, V
• E _Touch – Сенсорное напряжение, V
• R _S – Удельное сопротивление поверхностного материала, Vm
• t _s  – Продолжительность ударного тока, в секундах

Поскольку единственным сопротивлением для напряжения прикосновения металла к металлу является сопротивление тела, предел напряжения составляет:

5

5 продолжительность удара обычно принимают равной длительности неисправности. Если планируется повторное замыкание цепи, время продолжительности неисправности должно быть суммой отдельных неисправностей и использоваться в качестве времени продолжительности удара t _с .

Вернуться к опасным напряжениям ↑

Справочник: Справочник по электроэнергетике – L.L. Grigsby (приобретите книгу в твердом переплете на Amazon)

Step & Touch Potential Monitor – Arnett Industries, LLC

Прибор «Шаг и касание» (SNT) отслеживает потенциал «шага и касания», вызванный повышением потенциала земли, и подает сигнал тревоги.При правильном использовании SNT может повысить безопасность бригад ЛЭП.

 

ПОЛЕЗНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ПРОВЕРКА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

Инновация инженеров Bonneville Power Administration, SNT Instrument помогает обеспечивать безопасность линейных бригад BPA с 2003 года.

Начиная с 2011 года SNT доступен для других клиентов от давнего производителя инструмента SNT, Delta Computer Systems, Inc.

 

ОБЗОР ВИДЕО

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Напряжение полной шкалы от 50 до 60 Гц	999 В среднеквадратичного значения синусоидального сигнала с общим гармоническим искажением < 5%
Абсолютное максимальное напряжение датчика	5000 Вскз
Реакция на ступенчатое напряжение	Время нарастания 95 % < 1 секунды. Во время проверки зонда переходная характеристика может составлять до 4,5 секунд.
Точность	1 % типично для 500 В (3,5 % от -30°C до +50°C)
Полное сопротивление датчика	20 МОм
Отображаемые напряжения	от 10 до 999 Вэфф.
Стандартные диапазоны напряжения сигнализации (другие могут быть запрограммированы на заводе как опция)	от 0 до 100 — медленно мигают зеленые светодиоды от 101 до 499 — мигают желтые светодиоды, подается звуковой сигнал каждую секунду 500 плюс — быстро мигают красные светодиоды, подается быстрый звуковой сигнал
Звуковой сигнал	90 дБ на расстоянии 2 футов
Дисплеи	Индикатор напряжения 3-разрядный индикатор напряжения с использованием ярких семисегментных дисплеев Предупреждение о пороге Три зеленых светодиода высокой интенсивности Пять желтых светодиодов высокой интенсивности Восемь красных светодиодов высокой интенсивности Проверка датчика и низкого заряда батареи Синий светодиод
Проверка подключения датчика	Выполняется каждые 60 секунд. Продолжительность составляет 3,5 секунды, в течение которых напряжение зонда не измеряется.
Срок службы батареи	60 часов типично. Низкий заряд батареи отображается светодиодом, очень низкий заряд батареи активирует режим неисправности (мигание светодиодов и звуковой сигнал).
Тип батареи	Ni-MH, 500 циклов зарядки, тип.
Пылевлагозащита	Разработан для IP64
Масса инструмента	907 грамм (2 фунта)
Вес комплекта	10 000 граммов (22 фунта), включая прибор и футляр
Размер корпуса (В × Ш × Д)	19.1 см × 39,6 см × 50,2 см (7,5 дюйма × 15,6 дюйма × 19,75 дюйма)

 

Осведомленность о ступенчатом и сенсорном потенциале, вызванном повышением потенциала земли, важна для всех, кто работает с высоковольтными системами передачи электроэнергии. В типичном приложении SNT линия передачи обесточена и соединена с опорой для обеспечения безопасности работы. Однако сама линия передачи действует как очень большая антенна и может улавливать большое количество энергии, которую необходимо шунтировать на землю.И если заземление башни неисправно, потенциал земли может возрасти, что может привести к опасным последствиям.

Шаговый потенциал: напряжение между ногами человека

Когда ток течет от опоры к земле, потенциал земли на опоре повышается, и возникает градиент напряжения, основанный на удельном сопротивлении почвы, что приводит к разности потенциалов между двумя точками на земле. Это называется ступенчатым потенциалом, так как может вызвать напряжение между ногами человека.

Потенциал прикосновения: Напряжение между предметом под напряжением и ногами человека

Если заземляющее соединение между мачтой и почвой имеет высокое сопротивление (что характерно для некоторых грунтов), сама мачта (и любой токопроводящий предмет, касающийся мачты) может находиться под напряжением. Потенциал прикосновения — это напряжение между объектом, находящимся под напряжением, и ногами человека, соприкасающегося с объектом.

МОНИТОРИНГ ПОТЕНЦИАЛА ШАГА И прикосновения С помощью SNT

По мере того как системы электропередачи становятся все более сложными, а энергетические коридоры переполненными, становится все более распространенным явлением, когда параллельные линии под напряжением передают энергию (через электромагнитную индукцию) обесточенным линиям.Кроме того, благодаря сложному контролю мощности, необходимому для управления «зеленой» энергией, уровни мощности на различных линиях могут сильно различаться в течение рабочей смены.

Комплект SNT-02 представляет собой простой в использовании метод непрерывного мониторинга и сигнализации потенциала шага и прикосновения. Просто вставьте специальный заземляющий стержень на расстоянии около 15 футов от мачты, установите прибор и подключите датчик к мачте с помощью стандартного горячего стержня.

Общая практика	Лучшая практика
Перед началом работы измерьте шаг и потенциал прикосновения.	Измерение шагового потенциала и потенциала прикосновения до и непрерывно во время работы .
Используйте вольтметр для измерения потенциала.	Используйте SNT для мониторинга и предупреждения потенциала.

 

СНТ КОМПЛЕКТ

Набор SNT содержит все необходимое для мониторинга шагового и тактильного потенциалов, в том числе:

• Прибор СНТ
• руководство пользователя
• кейс для переноски
• адаптеры для зарядки аккумуляторов
• заземляющий стержень
• магнитный и зажимной конец зонда

 

Скачиваний:

Прочтите «Технический документ» Step & Touch

Прочтите руководство пользователя

Прочитайте информационный лист Step & Touch

Примечание: для этого контента требуется JavaScript.В настоящее время эта форма проходит техническое обслуживание. Пожалуйста, повторите попытку позже.

Разница между потенциалом шага и касания, почему она возникает

Привет, ребята, добро пожаловать обратно в мой блог. В этой статье я расскажу о разнице между шаговым и сенсорным потенциалом, почему это происходит, что такое шаговый потенциал, что такое сенсорный потенциал и т. д.

Если у вас есть какие-либо сомнения, связанные с электрикой, электроникой и информатикой, задайте вопрос. Вы также можете поймать меня в Instagram — Четан Шидлинг.

Также читайте:

Разница между шагом и потенциалом касания

Шаговый и сенсорный потенциалы считаются опасными во многих ситуациях при использовании источников питания. Они широко известны как шаговое напряжение и напряжение прикосновения. Эти напряжения опасны, так как линии электропередачи всегда находятся под напряжением из-за электромагнитной связи, что может повлиять на ежедневных рабочих на линии. Номинальные напряжения очень высоки, поэтому в зависимости от ситуации принимаются меры предосторожности, такие как инструкции по тревоге при передаче высокого напряжения. Напряжения могут присутствовать как на земле, так и на воздушных линиях, поэтому это считается угрозой безопасности для работников линий электропередачи, чтобы защитить себя от опасности.

Ступенчатый потенциал

На шаге потенциальное электричество распространяется в виде ряби или колец по поверхности земли вдали от точки контакта, каждое кольцо несет разное напряжение, если вы войдете в одно кольцо, в то время как ваши ноги находятся в другом, электричество компенсирует разницу в напряжении. через ваше тело.Напряжение может передаваться через грунт, когда между линией и землей возникает короткое замыкание. Мощность будет передаваться на виток там уровень напряжения в земле повышается и из-за избыточного напряжения он начинает искать низкоомный путь через грунт, если это возможно то напряжение будет пропускать через землю.

Эта утечка электричества может привести к смерти работников линии электропередачи в рабочее время. Комплект СНТ-02 будет использоваться для сигнализации и других видов инструкций при передаче опасного напряжения. Это поможет линейным рабочим безопасно работать вблизи высоковольтных линий электропередач.

Сенсорный потенциал

При потенциале прикосновения, если кто-то на земле коснется того, что находится в контакте с линией электропередач, электричество пройдет через тело этого человека, чтобы пройти сквозь землю. Его легко описать как физический контакт между человеком и заряженным объектом. Потенциалы прикосновения могут возникать и в обесточенном состоянии. Обесточенная линия попадает в электромагнитную индукцию из-за параллельной линии, проходящей рядом с находящейся под напряжением.

Это вызывает протекание тока в обесточенной линии, и рабочий, ремонтирующий линию, получит удар высокого потенциала из-за индуктивного эффекта. Эти типы неисправностей в основном возникают в местах скопления линий электропередач и крупных ветряных электростанций, расположенных далеко. Линейные рабочие должны принять некоторые меры безопасности при работе с переполненными линиями электропередач из-за потенциальной опасности прикосновения.

Комплект СНТ-02 также используется при работе с сенсорным потенциалом. Они подадут сигнал тревоги, когда напряжение в обесточенном кабеле будет высоким, это заставит работников линии защитить себя от этого вида опасного напряжения.

Разница между шагом и потенциалом касания

Основное различие между потенциалом шага и потенциалом прикосновения заключается в том, что напряжение, вызванное заземлением между ногами человека, называется потенциалом шага, а напряжение, вызванное физическим контактом с электрическим элементом, называется потенциалом прикосновения. Они похожи друг на друга, так как оба произошли из-за ошибок. Разница лишь в том, как они вызывают в разных ситуациях.

Потенциалы шага и прикосновения объединены, и для этой защиты также предусмотрен единый комплект.Питание не имеет значения для этих типов потенциалов, так как в основных условиях эти опасные напряжения возникают на обесточенном оборудовании. Потенциалы шага и прикосновения возникают на опорах электропередач, поскольку они несут высокое напряжение, а замыкания на землю в основном возникают на линиях электропередачи, и вероятность этих типов напряжения выше в переполненных линиях электропередач.

Возьмем в качестве примера, что потенциал в точке касания из-за неисправности составляет 10 киловольт, поэтому другие круги будут равны 9 кВ, 8 кВ, 7 кВ и так далее, пока мы не выберемся из поврежденной области, что примерно 10 или более метров от центра разлома, теперь, если кто-то попытается переместиться в зону разлома, он окажется в очень серьезной ситуации. электроны пройдут через его тело, и он будет подвергнут удару электрическим током.

Теперь предположим, что произошло разрушение изоляции силовых трансформаторов, корпус соприкасается с фазами, теперь корпус трансформатора будет находиться под напряжением, прикосновение к корпусу трансформатора вызовет разность потенциалов между рукой и ногой, которая вызовет ток путешествовать по телу, это явление называется сенсорным потенциалом. Речь идет о шаговом и сенсорном потенциалах.

Я надеюсь, что эта статья поможет вам всем. Спасибо, что прочитали эту статью.

Также читайте:

• 10 советов по уходу за батареей на долгий срок службы
• 10 советов, как сэкономить на счетах за электроэнергию и сэкономить деньги за счет экономии электроэнергии
• 200+ проектов электромобилей для инженеров, MTech, Ph. D., диплом
• 50 советов по экономии электроэнергии дома, в магазине, на производстве, в офисе
• 50+ вопросов и ответов по подстанции, электрический вопрос
• 500+ Matlab Simulink Projects Ideas For Engineers, MTech, Diploma
• Активная балансировка ячеек с использованием моделирования обратноходового преобразователя в Matlab Simulink
• Основы электротехники, термины, определения, единица СИ, формула

Шаговое напряжение и напряжение прикосновения и повышение потенциала заземления (IEEE и IEC): Книга по науке и технике Глава

Резюме

Эта глава содержит критерии безопасности в соответствии со стандартами IEEE, критерии шагового напряжения и напряжения прикосновения, коэффициент уменьшения, упрощенные уравнения для сетки и шага напряжение, применение ступенчатого и сетчатого потенциала в конструкции системы безопасного заземления, критерии безопасности, стандарт IEC 479-1 STD, допустимое напряжение прикосновения и ступенчатое напряжение в соответствии с IEC 479-1, оптимальный коэффициент сжатия (OCR), испытание и проверка, приблизительный анализ для расчета профиль напряжения с использованием кажущегося удельного сопротивления грунта, масштабного коэффициента, протестировать и проверить приближенный метод — повышение потенциала земли (GPR) неисправных подстанций, имеющих равные и неравные расстояния между проводниками заземляющих решеток. В этой главе также обращается внимание на следующие моменты: Выражения потенциала бесконечной серии (I.S.M.) в трех измерениях и расчеты повышения потенциала в трех измерениях. Top

Введение

С первых дней существования электроэнергетики безопасность персонала на электроэнергетических установках и рядом с ними была главной заботой.

За годы и после многих исследований воздействия электрического тока на человека были установлены безопасные пределы и разработаны стандарты, которые обеспечивают допустимые значения токов тела во избежание поражения электрическим током.Двумя такими стандартами являются IEEE 80 (1961 г.) и IEC60 479-1 (1984 г.). Целью обоих стандартов является установление безопасных (допустимых) токов тела.

После публикации Стандарта IEEE 80 в 1961 году «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока» было благосклонно воспринято отраслью и получило широкое признание во всем мире, в этой главе представлены усовершенствования в более широком контексте разработки Руководства на сегодняшний день.

Эта глава организована следующим образом: сначала подробно описаны критерии безопасности, изложенные в двух документах, стандартах IEEE (2000 г.) и IEC 60479-1 (1984 г.), а также эволюция стандарта IEEE.Общая основа для сравнения разработана с точки зрения допустимого напряжения прикосновения и шагового напряжения.

Проведен детальный анализ потенциального профиля на поверхности над находящейся под напряжением неравномерно расположенной заземляющей сеткой для многослойных грунтов. Точные и приближенные алгоритмы используются для получения профиля напряжения, а затем для расчета шагового напряжения и напряжения прикосновения.

Повышение потенциала заземления, потенциал шага и прикосновения – возмущение напряжения

Повышение потенциала земли [GPR]

Повышение потенциала земли (GPR) в соответствии со стандартом IEEE Std 80 определяется как ” Максимальный электрический потенциал, которого может достичь заземляющая сетка подстанции относительно удаленной точки заземления , предполагаемой при потенциале удаленной земли. Это напряжение, известное как GPR, равно максимальному току сети, умноженному на сопротивление сети» .

Рисунок 1: Пример графика повышения потенциала земли

В нормальных условиях потенциал заземленного объекта будет таким же, как и потенциал удаленной земли (0 В). Когда ток короткого замыкания течет в землю или течет от земли к объекту, локальный потенциал земли повышается. Это связано с тем, что местная земля (или земля) имеет конечное сопротивление. Поток тока заземления в это сопротивление создает повышение потенциала относительно удаленной точки на земле .График имитации повышения потенциала земли показан на рисунке 1. В этом примере видно, что локальный потенциал земли повышается до 75 В относительно удаленной земли.

Георадарные исследования

часто проводятся для определения градиентов потенциала напряжения вокруг пострадавшего оборудования. Этим оборудованием могут быть вышки сотовой связи, электрические подстанции, опоры ЛЭП и т. д. Во время неисправности энергосистемы, связанной с заземлением, локальный потенциал земли относительно удаленной земли может значительно возрасти (тысячи вольт).Все заземленное оборудование в этом месте (металлические объекты, площадки связи и т. д.) также будет повышено до этого высокого напряжения. Кабель связи, который проходит от этой точки к удаленному местоположению (при 0 В), может испытывать значительный ток из-за этой разности потенциалов и часто повреждается, если не будут приняты меры предосторожности.

Рассмотрим случай заземляющего электрода (заземляющего стержня), вбитого в землю на глубину 10 футов с удельным сопротивлением грунта 25,25 Ом·м.

Рисунок 2: Заземляющий электрод

Используя Калькулятор сопротивления заземления, мы можем рассчитать, что ожидаемое сопротивление заземления для этой установки равно 8.16 Ом. Предположим, что ток силой 100 А подается на землю через заземляющий электрод. Ожидаемый GPR в этом случае будет 100A*8.16Ω=816V.

Калькулятор сопротивления заземления

Рисунок 3: Повышение потенциала земли

На рисунке выше пунктирная красная линия указывает профиль георадара от заземляющего электрода до удаленной «удаленной земли», которая, как предполагается, находится при нулевом напряжении. Обратите внимание, что профиль георадара очень крутой вблизи электрода и постепенно «выравнивается» по мере того, как он достигает удаленной земли.

Два термина, связанные с георадаром, — это шаговой потенциал и сенсорный потенциал. Обратите внимание, что и ступенчатый потенциал, и потенциал прикосновения являются прямым результатом повышения потенциала земли .

Ступенчатый потенциал

Ступенчатый потенциал определяется как « Разность поверхностных потенциалов, испытываемых человеком, преодолевающим расстояние в 1 м ногами без контакта с каким-либо заземленным объектом » в соответствии со стандартом IEEE-Std 80 .

Рисунок 4: Ступенчатый градиент потенциала

Обратите внимание на две воображаемые точки, обозначенные на рис. 3 выше как P1 и P2.Напряжение P1 относительно удаленной земли равно V1, а напряжение P2 равно V2. Если расстояние между P1 и P2 составляет 1 м, и человек ставит одну ногу на P1, а другую на P2, то он испытает шаговое напряжение (V2-V1).

В качестве примера заземляющего электрода (заземляющего стержня), вбитого в землю на 10 футов с удельным сопротивлением почвы 25,25 Ом·м, можно построить ступенчатый потенциал, как показано на рис. 4. Обратите внимание, что, когда человек переходит из одной зоны в другую, он испытывает разность потенциалов и, следовательно, удар. Ступенчатый потенциал приведет к переходу тока от опоры к опоре . В центре рисунка находится заземляющий электрод. Видно, что шаговое напряжение не является постоянным и будет меняться в зависимости от расстояния от центра электрода. Чем ближе человек к электроду, тем круче или хуже ступенчатый потенциал будет .

Рисунок 5: Гранитный камень № 57

Ступенчатые потенциалы необходимо контролировать на подстанции для обеспечения безопасности персонала. Как правило, это делается путем проведения инженерного анализа грунта.Обычная практика заключается в том, чтобы «заставить» ток заземления течь под поверхностью либо путем закапывания глубоких заземляющих проводников, либо путем нанесения на поверхность слоя щебня с высоким удельным сопротивлением класса подстанции (гранит № 57 или аналогичный).

Прочтите: Роль щебня в заземлении подстанции

Сенсорный потенциал

Потенциал прикосновения определяется как ” Разность потенциалов между повышением потенциала земли [GPR] и потенциалом поверхности в точке, где человек стоит, в то же время имея руку в контакте с заземленной конструкцией .” согласно IEEE-Std 80 .

При возникновении неисправности на подстанции и протекании тока заземления в заглубленную заземляющую сеть, потенциал заземляющей сети на подстанции повышается до значения, равного GPR. Поскольку все металлические объекты на подстанции подключены к одной и той же заземляющей сети, все металлические объекты (стальные балки, корпуса трансформаторов и т. д.) также получают напряжение георадара. Теперь поверхностный потенциал (потенциал там, где стоит человек) может иметь другой потенциал в зависимости от профиля георадара (форма кривой георадара от точки разлома до удаленного участка земли). В зависимости от профиля георадара может быть разница в потенциале (напряжении) между металлическим объектом, к которому прикасается человек, и потенциалом поверхности, на которой он стоит. Эта разница напряжений известна как потенциал прикосновения или напряжение прикосновения.

Рисунок 6: Иллюстрированный потенциал шага и касания

Потенциал прикосновения приведет к переходу тока от руки к ноге . Необходимо свести к минимуму потенциал прикосновения на подстанции для безопасности персонала. Это достигается за счет того, что поверхностные потенциалы внутри подстанции остаются одинаковыми.Было показано, что добавление слоя измельченной породы с высоким удельным сопротивлением минимизирует потенциалы прикосновения.

Как уменьшить величину повышения потенциала грунта (GPR)?

GPR можно минимизировать, управляя следующими переменными:

* Уменьшение сопротивления заземляющей сетки : Наиболее эффективным способом уменьшения сопротивления заземляющей сетки является увеличение площади сетки, введение глубоких заземляющих стержней, химическая обработка или любые другие подходящие методы.

* Путь управления током короткого замыкания : Если значительное количество тока короткого замыкания может быть отведено от затронутого заземляющего стержня, тогда можно управлять GPR.Примером этого может служить многозаземленная распределительная система, в которой нейтраль заземлена на каждом отдельном полюсе. Таким образом, GPR любого отдельного полюса уменьшается, поскольку ток короткого замыкания может иметь несколько параллельных путей.

* Управление величиной тока неисправности : Контролируя величину тока неисправности, GPR можно удерживать ниже требуемых пределов. Примером этого может быть вставка сопротивления или реактивного сопротивления в соединение нейтрали с землей распределительных трансформаторов.Ток замыкания на землю обычно ограничивается менее 400 А (обычно), что сводит к минимуму GPR на распределительных участках для замыкания фазы на землю.

Сведение к минимуму повреждения оборудования из-за повышения потенциала грунта (GPR)

Некоторые идеи по предотвращению повреждения дорогостоящего оборудования связи на подстанции из-за георадара представлены ниже:

*Используйте оптический изолятор или преобразователь меди в оптоволокно, чтобы разорвать заземляющее соединение между точкой A и точкой B.