Способ обеспечения электробезопасности подвижного объекта Советский патент 1982 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к обеспечению элек тробезопасности.как самих подвижных объектов, преимущественно на пневматическом ходу, работающих в зоне опа ногЬ влияния электрического поля, например, от воздушных линий сверхвысокого напряжения, так и обслуживающего объект персонала при его со прикосновении с указанным объектом. Известно обеспечение безопасности подвижного объекта путем оснащения его шинами повышенной проводимости tl. Однако это требует разработки но вых типов шин для разных подвижных объектов и является дорогостоящим. Наиболее близким к предлагаемому является спсэсоб обеспечения электро безопасности подвижного объекта, преимущественно на пневматическом ходу, находящегося в зоне влияния электрического поля, осуществляемый путем заземления объекта. Наиболее универсальными эазегдлителями являются либо дисковый,либо стержневой. Они могут применяться дл заземления как при стоянке подвижного объекта, так. и при его движении. Размеры заземлителей определяются габаритами объекта, номинальным -напряжением и габаритом воздушной линии и электрическими характеристиками грунта. Поэтому при расчете размеров заземлителей исходят из величины максимальных значений токов корпусного замыкания объекта и удельного сопротивления грунта. Так, например,при удельном сопротивлении грунта 10000 ОММ и тока корпусного замыкания объекта 15 мА диаметр дискового заземлителя должен быть около 70 см, при этом предполагается,что он должен быть углублен в грунт на глубину радиуса. В частности стержневой заземлитель, например, при удельном сопротивлении грунта р 5000 при той же величине тока корпусного замыкания объекта должен быть углублен в грунт на глубину 35 см 2. Таким -образом, при данном способе обеспечения электробезопасности определение размеров заземлителя активной его части - это расчетная задача . В связи с этим,если расчитать глубину Зс1земления заземлителей, а затем и установить исходя из максимально возможных значений тока корпусного замыкания, который в свою очередь зависит от габаритов объекта, места его нахождения в зоне влияния воздушной линии, и электрических харак теристик грунта, то указанный заземлитель не будет эффективно испол зоваться в других случаях, когда объект находится на том или ином расстоянии от. оси воздушной линии . или когда удельное сопротивление грунта в месте нахождения Объекта изменяется. Цель изобретения - эффективное использование заземлителя подвижног объекта путем регулирования глубины его заземления при обеспечении допу тимого уровня электробезопасности как самого объекта, так и обслуживающего его персонала. Указанная-цель достигается тем, что согласно способу обеспечения электробезопасности подвижного объе та, преимущественно на пневматическом ходу, находящегося в зоне-влияния электрического поля, осуществля мому путем заземления объекта, измеряют отклонение напряженности эле трического поля от заданной величи ны, определяемой для каждого объект из уровня обеспечения допустимого уровня электробезопасности, и удель ное сопротивление грунта в месте на хождения объекта и регулируют велич ну заглубления в грунт заземлителя прямо пропррционально пр оизведению измеряемых величин,причем коэффициен пропорциональности выбирают из усло вия обеспечения допустимого уровня электробезопасности при максимально возможных значениях удельного со противления грунта и напряженности электрического поля. Заземлитель предназначен: снизить величину индуктированмого на объекте потенциала до безопас ной величины (300 В), чтобы при разряде емкости объекта на .землю искра была бы неспособна поджечь легковоспламеняющиеся вещества и смеси; изменить распределение индуктиро ванного тока между объектом и челов ком так, чтобы ток через тело челов ка не достигал опасной величины ( 4глЛ) . Таким образом, допустимый уровен электробезопасности для каждого объ i;a определяется либо первым, либо . Е1торым условием. На практике требов ния по этим условиям практически со падают . Рассмотрим случай защиты персона ла при применении стержневых заземл ний . Размеры заземления определяются из уравнения Кя ,, ЧЕ 3ч U4+ gpS, Ь5р ) .. 3 - Зч де К - коэффициент соприкосновения заземлителя с грунтом, равный дяя стержневого заземлителя 1,05;р - удельное сопротивление грун. та; Е - длина стержневого заземлителя) d - диаметр стержневого заземлителя;. ч ток, проходящий через тело . человека при его соприкосновении с объектом ; 3 - ток корпусного замыкания объекта на землю ; ц сопротивление тела человека; R g- сопротивление обуви челоЕсли ограничить TOKtlv, безопасной величиной и при постоянстве диаметра заземлителя d сопротивлений (Кц + Rg то величина углубления заземлителя пропорциональна току корпусного замыкания D и удельному сопротивлению грунта f . В свою очередь ток корпусного за-, мыкания объекта .на землю в общем случае зависит от габаритов объекта ; и напряженности электрического поля Е. Для каждого объекта кривая 3 Е функции расстояния от оси воздушной линии сверхвысокого напряжения конгруэнтна кривой Е в функции того же расстояния. Это позволяет в уравнение (1).подставить D .и.использовать тот же коэффициент пропорциональности K между заданным значением напряженности поля и допустимым током, проходящим через тело человека Зц . Исходя из. этого, уравнение (1) можно переписать в виде JS Рп AL ЕзаДКч+ Rti&+l,5p ) d -Е - Это трансцендентное уравнение.Для выяснения характера зависимости глубины заземления Ё в функции отклонения напряженности электрического поля Е-EJJJ.строится зависимость E-Ej fi(F) при различных постоянных значениях удельного сопротивления грунта р и зависимость f 2 при различных постоянных значениях Е-ЕЗ«А) . На фиг. 1 и 2 графически представлены зависимости, по которым.осуществляется предлагаемый спос6б(на фиг.1 от р ив; на фиг. 2 - от Е-Е;;дИ РГ. Из фиг. 1 и 2 видно, что практически во всем диапазоне возможных /значений Е, f нр указанные зависи;мости прямолинейные, т.е. В прямо пропорционально (.) прир соп51 и Р прямо пропорционально р при (Е-ЕЗИД const. Этд обстоятельство позволяет ут верждать, что глубину заземления R необходимо регулировать прямо пропорционально произведению отклонени напряженности электрического поля в месте нахождения объекта на -удельно сопротивление грунта. В этом случае будет обеспечена как электробезопас ность обслуживающего объект. персонала, так и эффективное использование заземлителя. Таким образом, глубина заземления должна регулироваться по выражению -Ча) Это выражение справедливо и для дискового заземления. Коэффициент пропорциональности К и Ei .для каждого объекта величины достоянные.К определяется из усло рия обеспечения допустимого уровня рлектробезопасности при максимально возможных значениях напряженности электрического поля и удельного сопротивления грунта тс« aoAPwaii ,. Эффективное использование заземл ния на практике приобретает особо важное значение тогда, когда объект движется в зоне сильных электрических полей и на грунтах с высоким удельным сопротивлением. В этом слу чае от глубины заземления зависит величина мощности, затрачиваемой дв жущимся объектом на осуществление заземления, которая может достигнуть значительной величины. .; Формула изобретения Способ обеспечения электробезопасности подвижного объекта, преимущественно на пневматическом ходу, находящегося в зоне влияния электрич ского поля, осуществляемый путем его заземления, отл,ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования заземления, измеряют отклонение напряженности электрического поля от заданной величины , определяемой для каждого объекта из условия обеспечения допустимого уровня электробезопасности, и удельное сопротивление грунта в месте нахождения объекта и регулируют величину заглубления в грунт заземлителя прямо пропорционально произведению измеренных величин,причем коэффициент пропорциональности выбирают из условиях обеспечения допустимого уровня электробезопасностй при максимально возможных значениях удельного сопротивления грунта и напряженности электрического поля Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рожявский с.М.,Ильченко Б.М. Защита от электрических полей в электроустановках. Обзорная информация Энергетика и электрификация. М., Информэнерго, вкп.2, 1980. 2.Известия АН СССР Энергетика и транспорт, 1975, . 2, с. 70-76.

/J

/г // /о

9

f

7

6

J

4

S

2

/

f-SOOO

10

го

25

л 3f ffcffj

Фий.1