Напряжение прикосновения. 
Выравнивание потенциалов

Как уже говорилось, при возникновении напряжения на хорошо соединенной с землей машине, оборудовании земля (основание) вокруг заземлителя получает определенный потенциал. На заземлителе в точке «а» (рис. 16.6) он наибольший и равен потенциалу на корпусе установки, а на земле убывает по мере удаления от заземлителя.

Если человек, стоя на земле, касается поврежденной электроустановки, то он попадает под напряжение прикосновения U_lip, приложенное к рукам и ногам и образованное разностью потенциалов на корпусе ф_к и земле ф₃. При нахождении человека непосредственно на заземлителе потенциалы ср_к и (рз равны, следовательно, напряжение прикосновения U_np = (р_к — (р₃ = 0. Это безопасный случай, так как человек не подвержен воздействию напряжения прикосновения, хотя и находится под потенциалом ф_к. При удалении человека от заземлителя (например, точка «б») потенциал земли убывает, и при неизменном потенциале на корпусе растет напряжение прикосновения. В точке «в» (далее 20 м от заземлителя) потенциал земли равен нулю, следовательно, напряжение прикосновения будет максимальным (наиболее опасный случай прикосновения). Однако не следует считать, что в данном случае заземление будет ненадежно защищать человека. В электроустановках напряжением до 1000 В в таких ситуациях напряжение прикосновения, как правило, не превышает допустимых норм.

Рис. 16.6. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:

а, б ив — точки расположения людей; 1 — кривая убывания потенциала земли;

2 — кривая возрастания напряжения прикосновения Если установить не один, а несколько заземлителей, равномерно распределив их по всей рабочей зоне (контурное заземление), то потенциал земли в любой точке будет достаточно высоким (рис. 16.7), а напряжение прикосновения минимальным. Этот прием называют выравниванием потенциалов. Он позволяет не только повысить потенциал земли, но и выровнять его по всей зоне обслуживания, что уменьшает опасность поражения шаговым напряжением U_m. Итак, выравнивание потенциалов — эго снижение разности потенциалов между заземляющим устройством и рабочей площадкой пола, земли; между отдельными участками рабочей площадки.

Выравнивания потенциалов достигают также горизонтальной укладкой в земле протяженных металлических предметов 1 (полосовой стали, швеллеров, уголков, стальных решеток, сеток и т. п.).

Рис. 16.7. Измерение потенциала земли, напряжения прикосновения и шага при групповом заземлителе и выравнивающих проводниках:

1 — выравнивающие проводники; 2 — изменение потенциала земли при наличии выравнивающих проводников; 3 — изменение потенциала земли без выравнивающих проводников Ввиду незначительного сопротивления металла по сравнению с грунтом в зоне каждого отдельного металлического предмета будет постоянный потенциал, величина которого соответствует удалению от заземлителя или соседнего металлического предмета. При нахождении над этими предметами потенциалы, приложенные к ногам, будут одинаковыми, следовательно, шаговое напряжение будет равно нулю.

Выравнивание потенциалов широко применяют для защиты не только людей, но и животных. Для этой цели в животноводческих помещениях в каждом ряду размещения животных, бетонном полу, под деревянным настилом вдоль передних и задних ног, но всей длине помещения укладывают металлические выравнивающие проводники (рис. 16.8), соединенные между собой, а также с нулевым защитным проводником и металлоконструкциями, которых могут касаться животные (кормушки, автопоилки, привязное устройство и т. п.). При этом в опасной ситуации обеспечивается снижение до минимума напряжения прикосновения и шагового напряжения.

Кроме выравнивания потенциалов, применяют также уравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению человеком корпусов электроустановок и стороннего оборудования, имеющего контакт с землей, путем подсоединения оборудования к электроустановкам и системе зануления, заземления защитными проводниками. В случае попадания напряжения на корпус какой-либо электроустановки потенциалы на ней и на любом соединенном с ней оборудовании будут одинаковыми, следовательно напряжение прикосновения, приложенное к человеку при его одновременном касании к тому и другому оборудованию, будет равно нулю (безопасная ситуация).

С целью уравнивания потенциалов согласно ПУЭ в тех помещениях и наружных установках, где применяют заземление или зануление, все строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования, систему центрального отопления, вентиляции, молниезащиты и т. п. присоединяют к сети заземления или зануления.

Рис. 16.8. Укладка выравнивающих проводников в животноводческих

помещениях:

• 1 — выравнивающие проводники; 2 — деревянный настил; 3 — бетонный иол;
• 4 — нулевой защитный проводник

При работе в электроустановках под напряжением при невозможности использовать другие средства защиты применяют изолирующие площадки. Изолирующая площадка за счет применения, например, фарфоровых ножек-изоляторов имеет надежную изоляцию от земли. Находясь на ней, человек может касаться частей электроустановок под напряжением. При ремонте воздушной линии с телескопической вышки изолирующую площадку с металлическим полом иногда подсоединяют к ремонтируемой сети с целью уравнивания потенциалов. В этом случае можно будет работать с проводами под напряжением голыми руками, ток через тело человека не пойдет. Но здесь важно выполнить одно условие: находясь на изолирующей площадке, касаться каких-либо частей вышки недопустимо, так как в этом случае пойдет ток от проводов через тело человека и вышку на землю. Для безопасного входа на такую площадку используют изолирующее звено лестницы.