Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает заземление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию. Оно имеет три слагаемых: сопротивление самого заземлителя, переходное сопротивление между заземлителем и грунтом (т. е. контактное сопротивление между поверхностью заземлителя и прилегающими к ней частицами земли) и сопротивлением грунта.
Расчет защитного заземления проводится с целью определения основных параметров заземления: число заземлителей и их размеры.
Величина сопротивления защитного заземления согласно ПУЭ [5] не должна превышать 4 Ом. Удельное сопротивление грунта (суглинок) на участке предполагаемого сооружения заземлителя ρ = 40 Омּм. Их число определяется по формуле:
где R0 — сопротивление растекания тока, одиночного трубчатого заземления, Ом;
η — коэффициент использования заземления (η = 1).
а — коэффициент прикосновения (а = 0,75).
Сопротивление растеканию тока единичного заземлителя:
где Rв — сопротивление растеканию тока единичного заземлителя;
ρ — удельное сопротивление грунта;
t — глубина заложения грунта ( ;
l — длина заземляющего проводника;
d — диаметр заземляющего проводника.
Число заземлителей:
3.3. Обоснование мер защиты, направленных на уменьшение вероятности появления разрядов статического электричества.
На веществах и материалах, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление более 105 Ом • м (диэлектрик), при трении, дроблении, интенсивном перемешивании происходит перераспределение электронов с образованием на поверхностях соприкосновения двойного электрического тока, что является непосредственным источником возникновения статического электричества.
Искровые разряды статического электричества могут вызвать взрыв и пожар.
В данной установке используется порошок нитрида кремния, с удельным объемным электрическим сопротивлением 1014 Oм·м, следовательно существует вероятность накопления зарядов статического электричества.
Заряды статического электричества могут накапливаться и на людях, особенно если подошва обуви не проводит электрический ток, одежде и белье из шерсти, шелка или искусственного волокна, а также при движении по нетокопроводящему полу или выполнении ручных операций с диэлектриком. Потенциал изолированного от земли тела человека может превышать 7 кВ и достигать 45 кВ. Соприкосновение человека с заземленным предметом вызывает искровой разряд.
Энергия разряда этой искры может составлять 2,5 ... 7,5 мДж. Кроме того, статическое электричество оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, подобное мгновенному удару электрическим током. Величина тока при этом незначительна и непосредственной опасности для человека не представляет. Однако искра, проскакивающая между телом человека и металлическим объектом, может явиться причиной производственного травматизма и при определенных условиях даже создать аварийную ситуацию.
В производствах, где существует опасность воспламенения взрывоопасных смесей разрядом с человека, необходимо обеспечить работающих электропроводящей (антистатической) обувью. Обувь считается электропроводящей, если электрическое сопротивление между электродом в форме стельки, находящимся внутри обуви, и наружным электродом меньше 107 Ом.
Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона, пенобетона, считается электропроводящим.
Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности получаемых и перерабатываемых веществ, используемых в производстве диэлектрических материалов, оборудования, а также тела человека необходимо предусматривать меры защиты от разрядов статического электричества.
Основными способами устранения опасности от статического электричества являются:
- отвод зарядов путем заземления оборудования и коммуникаций;
- увеличение относительной влажности воздуха (общей или только в местах образования зарядов статического электричества) до 70 ... 75 %;
- применение антистатических веществ; наиболее важным свойством антистатических веществ является их способность увеличивать ионную проводимость и тем самым снижать электрическое сопротивление материалов;
- ионизация воздуха, заключающаяся в образовании положительных и отрицательных ионов воздуха, которые нейтрализуют заряды статического электричества.