Известно, что если поля растекания токов электродов группового заземлителя накладываются одно на другое, то все точки поверхности земли на участке между электродами имеют потенциалы, отличные от нуля. Поэтому в любом месте этого участка U пр < j з и a 1 < 1.
Как и в случае одиночного заземлителя, U пр = 0 и a 1 = 0 тогда, когда человек, касаясь заземленного предмета, стоит непосредственно на электроде, входящем в состав группового заземлителя.
Наибольшие значения U пр и a 1, будут иметь на определенном расстоянии от электродов, зависящем от их формы и взаимного расположения.
Рассмотрим эти вопросы применительно к заземлителю, состоящему из двух одинаковых полушаровых электродов радиусом r, м, с расстоянием между ними S, м.
Зная уравнение потенциальной кривой такого заземлителя, выраженное через j гр, запишем:
.
Тогда:
Как видно из этих выражений, U пр и a 1, будут иметь наименьшие значения в двух случаях —при х = r и х = (s — r), т. е. когда человек стоит на одном из электродов. В этом случае U пр = 0 и a 1 = 0.
Наибольшие значения U пр и a 1будут при х = 0,5 s, когда человек стоит точно посередине между электродами. Тогда:
При уменьшении s, т. е. при более частом расположении электродов U пр и a1 снижаются — происходит выравнивание потенциалов на поверхности земли.
Напряжение шага
Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, н а которых одновременно стоит человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека,В:
U ш = Ih Rh, (1)
где Ih — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, A; Rh — сопротивление тела человека, Ом.
Таким образом, напряжение шага, В, будет:
U ш =j х - j х+а. (2)
Поскольку j х, и j х+а являются частями потенциала заземлителя j з, то разность их также есть часть этого потенциала. Поэтому выражение (2.43) мы вправе записать в виде:
U ш =j зb1, (3)
где b1— коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой:
(4)
Наибольшие значения U ш и b1будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него. Объясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутым кривым и, следовательно, наибольший перепад оказывается, как правило, в начале кривой.
Наименьшие значения U ш и b1, будут при бесконечно большом удалении от заземлителя, т. е. за пределами поля растекания тока (практически дальше 20 м). В этом месте U ш » 0 и b1 » 0.
Напряжение шага при групповом заземлителе:В пределах площади, на которой размещены электроды группового заземлителя, напряжение шага меньше, чем при одиночном заземлителе, но также изменяется от некоторого максимального значения до нуля при удалении от электродов
Уравнение для U ш:
Анализ уравнения показывает, что максимальным U ш будет при х = r и х = s - (r + а):
Наименьшее значение U ш = 0 будет при х = (s /2 - а /2). С уменьшением s снижается и U ш.