Коэффициент использования проводимости заземлителя, или просто коэффициент использования, есть отношение действительной проводимости группового заземлителя к наибольшей возможной его проводимости, т. е. при бесконечно больших расстояниях между его электродами

Величина h может быть выражена отношением соответствующих потенциалов группового заземлителя:

(2.31)

или с учетом (2.19):

(2.32)

Для частного случая, когда групповой заземлитель состоит из одинаковых электродов, размещенных по вершинам правильною многоугольника, выражение 2.32 (см. 2.23) имеет вид:

(2.33)

Значение коэффициента использования зависит от формы, размеров и размещения электродов, составляющих групповой заземлитель, а также от их числа п и расстояния s между соседними электродами. Так, с увеличением s уменьшается взаимодействие полей единичных заземлителей, в результате чего h возрастает; при s > 40 м проводимость заземлителсй используется полностью и h = 1. С увеличением числа заземляющих электродов (при неизменном s) повышается взаимодействие полей и, следовательно, снижается h .

Для защитного заземления часто применяют электроды двух типов - стержневые, забиваемые в землю вертикально, и полосовые, укладываемые в грунт горизонтально, с помощью которых соединяют вертикальные электроды. В отдельных случаях горизонтальные электроды используют как самостоятельные заземлители, т. е. без вертикальных электродов. При использовании вертикальных и горизонтальных заземлителей возникает взаимодействие полей растекания тока вертикальных электродов не только между собой, но и с полями горизонтальных электродов. Однако степень этого взаимодействия различна и учитывается двумя коэффициентами использования - вертикальных и горизонтальных электродов h _в и h _г.

В этом случае сопротивление группового заземлителя, Ом, определяется из равенства:

(2.34)

Напряжение прикосновения и шага

При работе в действующих электроустановках всегда существует определенная вероятность попадания человека под действие электрического тока. Эта вероятность может быть меньше или больше в зависимости от разных факторов. Но в любом случае при оценке действия тока на человека определяются значения:

• напряжения прикосновения;
• напряжения шага.

Напряжение прикосновения

Согласно нормативным документам напряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Другими словами напряжением прикосновения (для человека) U_пр называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или падение напряжения в сопротивлении тела человека, В:

U_пр = I_h R_h, (2.35)

где I_h — ток, проходящий через человека по пути "рука - ноги", A; R_h — сопротивление тела человека, Ом.

В области защитных заземлений, занулений и т. п. одна из этих точек имеет потенциал заземлителя j_з, а другая — потенциал основания в том месте, где стоит человек, j_осн. При этом напряжение прикосновения:

U_пр = j _з - j _осн. (2.36)

Если принять во внимание характер изменения потенциала по поверхности грунта и пренебречь сопротивлением растеканию тока основания, то U_пр = j _зa₁,

где a₁ — коэффициент, называемый коэффициентом напряжения прикосновения или просто коэффициентом прикосновения, учитывающим форму потенциальной кривой:

(2.37)

Поскольку напряжение прикосновения зависит от значения потенциала заземлителя и от характера его потенциальной кривой, опасность для человека будет различной при использовании различных типов одиночных заземлителей и групповых заземлителей:

· Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе;

· Напряжение прикосновения при групповом заземлителе.

Напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек. Ток, стекающий в землю через человека, стоящего на земле, полу или другом основании, преодолевает сопротивление не только тела человека, но и этого основания, вернее, тех его участков, с которыми имеют контакт подошвы ног человека (сопротивление обуви в данном случае во внимание не принимается).

Сопротивление основания, на котором стоит человек, правильнее называть (аналогично сопротивлению заземлителя) сопротивлением растеканию тока основания ног; нередко это сопротивление именуют также сопротивлением растеканию тока основания или сопротивлением растеканию тока ног человека.

Все положения, рассмотренные выше, справедливы для случаев, когда сопротивление растеканию основания, на котором стоит человек, равно нулю. В действительных условиях это сопротивление не равно нулю и в ряде случаев бывает довольно велико.

Следовательно, разность потенциалов (jз - jосн) = jзa1, В, оказывается приложенной не только к сопротивлению тела человека Rh, Ом, но и к последовательно соединенному с ним сопротивлению основания Rосн, Ом, на котором стоит человек (рис. 2.14): jзa1= Ih (Rh +Rосн).

Рис. 2.14. К определению напряжения прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию тока основания, на котором стоит человек:

1 — потенциальная кривая;

2 — кривая, характеризующая изменение Uпр с изменением расстояния от заземлителя

Заменив в этом выражении ток Ih, А, проходящий через человека, его значением из (2.35), получим:

откуда напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию основания, В:

или

где a2 — коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:

        (2.41)