Реконструкция контактной сети участка электрифицированной железной дороги Азей - Шуба (стр. 19 из 21)
На чертеже показаны два трансформатора, корпуса которых присоединены к заземлителю с сопротивлением растеканию r3. Заземлитель и металлически связанные с ним корпуса трансформаторов 1 и 2 при нарушении изоляции и стекания тока I3 в землю приобретут напряжение относительно земли UВ.
Распределение потенциалов вблизи заземлителя представлено кривой I. Если в этом аварийном режиме человек прикоснётся к корпусу трансформатора 1, то его руки приобретут потенциал корпуса U3. Ноги, касаясь земли, приобретут потенциал точек земли UH. В результате человек окажется под воздействием разности потенциалов U3—UH. Эту разность потенциалов называют напряжением прикосновения
(10.1)или
(10.2)где
Коэффициент прикосновения, потенциальной кривойх1–расстояние от человека до заземлителя.
Коэффициент
зависит от расстояния между опорной поверхностью ног человека и заземлителем. Если человек стоит на заземлителе 
, то , а следовательно, и напряжения прикосновения равно нулю. В точках почвы с нулевым потенциалом (х > 20 м) человек попадает под полное напряжение на заземлителе Uпр=U3 (если не учитывать сопротивление обуви и опорной поверхности ног).Для заземлителей других форм и сложных заземлителей
определяется опытным путём.Полное сопротивление цепи человека с учётом дополнительных сопротивлений обуви Rоб и опорной поверхности ног RH равно
(10.3)Напряжение прикосновение с учётом дополнительных сопротивлений в цепи человека определяется
, или 
(10.4)где
коэффициент, учитывающий падение напряжения в сопротивлениях Rоб и RН.Сопротивление обуви колеблется в широких пределах от нескольких сотен Ом до нескольких мегом. Сопротивление опорной поверхности ног можно определить, если принять ноги человека как два полушаровых заземлителя с радиусом хН, включённых параллельно
, (10.5)где
удельное сопротивление поверхностного слоя грунта; 
эквивалентный радиус опорной поверхности ног (хН ≈ 7 см).Равенство (9.5) показывает, что увеличение удельного сопротивления поверхностного слоя поля
увеличивает сопротивление опорной поверхности ног, а следовательно, уменьшает величину тока, протекающего через тело человека. Этой защитной мерой часто пользуются на практике. Территорию тяговой подстанции покрывают слоем гравия, полы в местах размещения электроустановок асфальтируют и т. д.Если в рассматриваемом выше примере человек не будет касаться корпуса трансформатора, то и в этом случае он будет подвергаться воздействию разности потенциалов. Это происходит потому, что различные точки земли, которых одновременно касаются ноги человека, имеют различные потенциалы. Например, левая нога, отстоящая от заземления на расстоянии х (смотреть на чертеже), приобретает потенциал
(10.6)а правая нога соответственно
(10.7)где
а—ширина шага; обычно принимается, а= 0,8 м.
Разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, называют шаговым напряжением UШ
(10.8)где
коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой.Для заземлителей другой формы и более сложных выражение для определения
сложнее.Выражение (106) позволяет определить напряжение шага без учёта сопротивлений обуви и опорной поверхности ног. Влияние этих сопротивлений учитывается коэффициентом
: 
(10.9)Напряжение шага с учетом дополнительных сопротивлений определиться из выражения
(10.10)Из равенства (10) следует, что напряжение шага зависит от ширины шага а и расстояния от человека до места замыкания на землю; формы и конфигурации заземлителя; удельного сопротивления поверхностного слоя грунта. При х = 0 шаговое напряжения будет максимальным. По мере удаления от места стекания тока в землю напряжение шага становится всё меньше, т. е.
.При больших токах замыкания на землю напряжение прикосновения и шага могут достигнуть значений, опасных для жизни человека. Ряд стержней, соединенных полосой, не даёт желаемого результата даже при весьма малых величинах сопротивления заземляющего устройства r3.
Уменьшить опасность поражения током можно выравниванием потенциалов, применением электрической обуви и увеличением удельного сопротивления поверхностного слоя грунта.
Для снижения напряжений прикосновения и шагового способом выравнивая потенциалов в пределах установки, устраивают контурное заземление. Для достижения наилучшего эффекта, выравнивая потенциалов заземлителей в контурном заземлении располагают как по контуру, так и внутри защищаемой зоны.
При достаточно близких расстояниях между заземлителями контура участки земли внутри контура приобретают потенциалы, близкие к потенциалу заземлителей, разность потенциалов между отдельными точками земли выравнивается, а, следовательно, снижается напряжение прикосновения и шаговое напряжение.
За пределами защищаемой зоны остается крутой спад потенциалов. В этих местах возможно поражение человека шаговым напряжением. Избежать опаянных шаговых напряжений за пределами контур в местах проходов и проездов в защищаемой зоне можно созданием более пологой кривой спада потенциала. Для этого вне контура вдоль проходов и проездов закладываются стальные шины.
11. Применение компенсатора блочно-полиспастного типа КБП-3-30 при строительстве новых участков
Проектная документация «Анкеровки проводов контактной подвески с блочно-полиспастным компенсатором КБП-3-30» разработана для применения при электрификации новых участков и замены при модернизации и капитальном ремонте компенсированных анкеровок с компенсаторами блочного типа.
Проект разработан в соответствии с «Нормами проектирования контактной сети» ВСН141-90, «Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог» ЦЭ-197 (ПУТЭКС) с учетом технических указаний № К-19/97 ЦЭТ-2 от 05.03.1997 г. «О повышении надежности узла средней анкеровки контактной сети» и № К- 11/95 ЦЭТ- 2 от 08.06.1995 г. «О повышении уровня анкеровки контактного провода на железобетонных опорах».
Компенсаторы изготавливаются по техническим условиям «Компенсатор контактной сети блочно-полиспастный » (ТУ 5264331 - 752 - 013393674 - 2000).
Компенсаторы блочного типа имеют следующие недостатки:
- блоки КС 041-76 имеют недостаточный диаметр 200 мм. При тросе диаметром 11 мм соотношение диаметра каната к диаметру блока составляет 1:18 вместо рекомендуемого 1:20;
- при работе компенсатора грузовой трос, проходя через подвижный и неподвижные блоки, изгибается в противоположные направления, что ухудшает условия работы троса и снижает его срок службы;
- срок службы стального оцинкованного троса не превышает 10-15 лет;
- блоки с подшипниками качения имеют недостаточную допустимую нагрузку, требуют периодической замены смазки, чувствительны к попаданию влаги и абразива. Блоки с подшипниками скольжения требуют периодической замены смазки, имеют повышенное трение в подшипниковом узле.
Трехблочные анкеровки с коэффициентом передачи 1:4 имеют ход грузов в 1,3З раза больше, чем анкеровки с коэффициентом передачи 1:3. Допустимый диапазон температур при расстоянии от средней анкеровки 800м составляет 78°С без учёта нагрева проводов от солнечной радиации.
При диапазоне температур от -40°С до +40°С с учётом требований « Норм проектирования контактной сети» ВСН 141-90 по температуре нагрева проводов от солнечной радиации 14°С трехблочные анкеровки с коэффициентом передачи 1:4 возможно применить при расстоянии от средней анкеровки не более 650м.
При низких температурах компенсирующие устройства требуют проверки их состояния. Отказы в работе блоков вызывают обрывы проводов контактной сети в местах местных дефектов в первую очередь в пролетах, близких к средней анкеровки. В целом компенсирующие устройства блочного типа имеют низкую надежность и недостаточный ресурс.