g. Điện trở ngườ
1.2.7. Hiện tượng dòng điện rò trong đất
Khi cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng điện chạm đất, dòng điện này đi vào đất trực tiếp hay qua một cấu trúc nào đó.
Về phương diện an toàn mà nói thì dòng điện chạm đất thay đổi cơ bản trạng thái của mạng điện (điện áp giữa dây dẫn và đất thay đổi, xuất hiện các điện thế hiệu khác nhau giữa các điểm trên mặt đất gần chổ chạm đất). Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên ở điểm chạm đất một vùng dòng điện rò trong đất và điện áp trong vùng này phân bố theo một quy luật nhất định.
Để đơn giản nghiên cứu hiện tượng này ta giải thích dòng điện chạm đất đi vào đất qua một cực kim loại hình bán cầu. Đất thì thuần nhất và có điện trở suất là (tính bằng .cm). Như thế có thể xem như dòng điện đi từ tâm hình bán kính cầu tỏa ra theo đường elip.
Xét hai trường hợp:
Dây pha bị đứt rơi xuống đất.
Thiết bị điện bị chạm vỏ do hư hỏng cách điện, vỏ thiết bị được nối qua điện trở tiếp đất Rđ.
39 Khi đó sẽ có dòng điện sự cố chạy giữa vị trí chạm đất hoặc điện cực nối đất tỏa ra môi trường xung quanh. Giữa vị trí chạm đất và đất bao xung quanh sẽ có sự phân bố điện thế trong và trên mặt đất.
Ở ngay chỗ chạm đất, điện trở của đất sẽ lớn do dòng chạy qua diện tích nhỏ. Càng xa vị trí này, điện trở của đất sẽ giảm theo khoảng cách, sự sụt áp sẽ nhỏ.
Có thể biểu diễn sự phân bố điện thế xung quanh chỗ chạm đất qua vật nối đất hình bán cầu: ρ πx ñ ñ I K U = = x 2 (1.1) Trong đó:
Uđ: Điện thế tại điểm đang xét cách vị trí chạm đất khoảng cách x. K: Điện áp tại vị trí chạm đất.
đ: điện trở của đất. Iđ: Dòng đi vào trong đất.
x: Khoảng cách đến điểm chạm đất
Uđ: điện áp đất có dạng hyperboloid tròn xoay.
40 Các khảo sát cho thấy cách chỗ chạm đất 1m, điện áp đất có giá trị từ (0.5÷0.8) lần giá trị điện áp tại chỗ chạm đất. Đứng càng gần chỗ chạm đất càng nguy hiểm.
Các vị trí có cùng khoảng cách đối với điểm chạm đất sẽ có cùng một điện thế, gọi là đường đẳng thế. Đường đẳng thế là một vòng tròn có tâm là điểm chạm đất.