CCF20110310018

Rys. 6.3. Zależność rezystancji uziomu kulowego R_e o promieniu 0,1 m od głębokości t umieszczenia O 0,4    0,8    1,0    1,4    1,8 m 2,0    jego w gruncie o rezystywność

-*. t    100 Qm

2. Wartość rezystancji uziemienia R_E wraz z ze wzrostem głębokości jego umieszczenia w ziemi początkowo maleje w sposób istotny a następnie zmienia się nieznacznie. Istnieje więc optymalna, ze względu na wartość Re, głębokość umieszczenia uziomu o niewielkich rozmiarach w gruncie jednorodnym. W gruncie niejednorodnym głębokość taka będzie zależna od budowy geoelektrycznej gruntu.

W praktyce uziomy (ich górne końce) umieszcza się na głębokości od około 0,6 do 1,0 m. Głębokość ta pozwala uniknąć znacznego wpływu na wartość Re zjawiska wysychania (wzrostu p) przypowierzchniowych warstw gruntu oraz ograniczyć koszty wykonania uziomu, które rosną wraz ze wzrostem głębokości umieszczenia uziomu. Jeżeli grunt jest niejednorodny a głębsze warstwy mają mniejsze rezystywności może okazać się, że ze względu na chęć uzyskania małej wartości R_e opłacalne jest wykonanie uziomu pionowego (np. prętowego), którego górny koniec będzie pogrążony w gruncie na ww. głębokość a dolny będzie sięgał warstw gruntu o mniejszej rezystywności (np. warstwy, w której występuje woda gruntowa). Uziom taki jest jednak trudniej wykonać od uziomu poziomego.

Gdy w gruncie umieszczony zostanie uziom złożony z wielu uziomów prostych rezystancja takiego uziemienia zależy nie tylko od rezystywność p powierzchni S i głębokości t, ale i od konfiguracji układu uziemiającego. Zbytnie zbliżenie uziomów prostych wchodzących w skład układu uziomowego powoduje zmniejszenie rezystancji uziemienia na skutek wzajemnego oddziaływania prądów spływających z poszczególnych uziomów prostych (patrz rysunek 4.4).

W praktyce projektowej obliczanie rezystancji uziemienia R_E przeprowadza się stosując wzory uproszczone, w których min. pomija się głębokość ułożenia uziomu t, tj. zakładając, że styka się on z powierzchnią ziemi. Uproszczenie to ułatwia obliczenia i jest dopuszczalne, gdyż tak obliczona wartość rezystancji jest większa od obliczonej z uwzględnieniem głębokości t.

34

Podręcznik irspe

Drugim, często wyznaczanym parametrem elektrycznym uziomu jest napięcie uziomowe U_E. Jest to napięcie występujące przy przepływie prądu uziomo-wego I_E między uziomem a ziemią odniesienia (patrz rysunek 6.1). Oblicza się je mnożąc wartość prądu I_E przez rezystancję uziemienia R_E

(6.3)

U_E = Ie • Re

Wielkością ściśle związaną z napięciem uziomowym jest napięcie dotykowe U_St (napięcie dotykowe spodziewane). Napięcie dotykowe to napięcie, które pojawia się między częściami przewodzącymi a stanowiskiem, na którym może stanąć człowiek w odległości 1 m od ww. części przewodzących. Dlatego na rysunku 6.1 a) człowiek jest oznaczony linię przerywaną. Jeżeli część przewodząca, która może być dotknięta, jest uziemiona to potencjał części przewodzącej względem ziemi odniesienia jest równy napięciu uziomowemu a potencjał stanowiska, na którym może stać człowiek, jest równy potencjałowi wynikającemu z rozkładu pola elektrycznego wokół uziomu. Napięcie dotykowe jest więc częścią napięcia uziomowego jak to przedstawiono na rysunku 6. Ib).

Podobnie można zdefiniować napięcie krokowe U_Ss- Napięcie to jest napięciem występującym między dwoma punktami stanowiska oddalonymi od siebie o 1 m, na którym może stanąć w rozkroku człowiek.

Napięcia dotykowe i krokowe mają największe wartości, gdy przez uziom płynie największy spodziewany prąd uziomowy. Napięcia dotykowe mogą występować również wtedy, gdy części przewodzące nie są uziemione (np. są izolowane od ziemi) a stanowisko ma potencjał ziemi odniesienia. Napięcia dotykowe a szczególnie krokowe mogące się pojawić w obiektach elektroenergetycznych niskiego napięcia mają zwykle niewielkie wartości. Częściej stwarzają one zagrożenie porażeniowe w obiektach wysokiego napięcia (o U_n > 1 kV).

W takich przypadkach częściej wyznacza się wartości napięć dotykowych rażeniowych U_T (podawane są dopuszczalne napięcia dotykowe rażeniowe), rzadziej - napięć krokowych rażeniowych U_s.

Napięcia te oznaczono na rysunku 6.2. Napięcie rażeniowe dotykowe jest częścią napięcia dotykowego spodziewanego, które może pojawić się na oporze człowieka przy przepływie prądu rażeniowego I_B na drodze ręka (ręce) - stopy. Ogólnie można zapisać:

(6.4)

U_E ^ Ust ^ Ut

Napięcie dotykowe rażeniowe będzie równe napięciu dotykowemu spodziewanemu, gdy R_r = 0 i R„ = 0.

Napięcie dotykowe rażeniowe to spadek napięcia na ciele człowieka. Jego wartość wyraża się więc zależnością:

(6.5)

U_T 1^..j. Ig

w której:    R_T - opór ciała człowieka na drodze ręka (ręce) - stopy,

I_B - prąd rażeniowy płynący w obwodzie rażeniowym.

35

Zeszyt 12