Электрическое влияние.
Рассмотрим систему из двух параллельно идущих проводников (рис. 101) — влияющего провода 1, находящегося по отношению к земле под переменным напряжением U, и подверженного влиянию провода А, изолированного от земли. Переменное напряжение создает вокруг провода 1 переменное электрическое поле, силовые линии которого будут пересекать провод А.
По закону электрической индукции в проводе А по отношению к земле будет индуцироваться опасный потенциал
где U — линейное напряжение во влияющем проводе. В;
С1А - электрическая емкость между проводами 1 и А, Ф/км;
СА0 — то же между проводом А и землей, Ф/км.
Если за провод, находящийся под потенциалом условно примем человека, стоящего на земле, то через тело человека пройдет ток
где ω 2nf — круговая частота влияющего тока;
I—длина провода, подверженного влиянию, км.
Анализируя кривые зависимости потенциала в изолированном от земли проводе, подверженном влиянию (рис. 102), от ширины сближения его с однопутной 1 и двухпутной 2 железной дорогой, электрифицированной на переменном токе с напряжением в контактном проводе 27,5 кВ, получаем, что потенциал в проводе, подверженном влиянию, при небольшой ширине сближения может достигать больших значений, но резко уменьшается с увеличением ширины сближения. Исходя из установленных норм с опасным электрическим влиянием обычно можно не считаться, если на однопутных железных дорогах ширина сближения больше 90 м, а на двухпутных — больше 120 м.
Гальваническое влияние.
Однопроводные цепи, использующие землю в качестве обратного провода, испытывают гальваническое влияние, которое обусловлено токами, возникающими в земле от различных источников. Одним из источников этих токов являются железные дороги постоянного и переменного тока, у которых обратный ток возвращается частично по рельсам и частично по земле. Блуждающие токи, протекающие в земле, создают в различных точках земли разные потенциалы. Если рабочие заземления однопроводных цепей находятся в зоне блуждающих токов, то под действием разности потенциалов в этих цепях возникнут токи гальванического влияния.
Напряжение опасного гальванического влияния в однопроводной цепи (рис. 103), рабочие заземления которой 1 и 2 расположены в зоне блуждающих токов железной дороги,
Ur=Ur1 — Ur2,
где U1— потенциал земли в точке 1 с координатами х1, у1 относительно заземления тяговой подстанции ТП, В;
U2 — то же в точке 2 с координатами х2, у2, В.
Вычисление потенциалов Ur1 и Ur2 процесс очень трудоемкий и на практике для этого пользуются диаграммами, составленными по расчетным формулам для нагрузочного тока, равного 1000 А, для различных координат х и у с учетом проводимости земли.
Диаграмма (рис. 104) построена для нагрузочного тока 1000 А и проводимости земли 1 · 10_3 См'м.
Пример. Определить разность потенциалов U в однопроводной цепи, одно из заземлений которой имеет координаты по отношению к заземлению тяговой подстанции х, = 250 м и y1 —- 10 м, а другое — координаты х2 — 2500 м и у2 - 500 м. По кривым (см. рис. 104) находим потенциал земли с координатами х1-
250 м и уг — 10 м: Un = 130 В; потенциал земли в точке с координатами х2 -
2500 м и у2 = 500 м UΓ2 — 38 В. Следовательно, Ur - (UГ1 — Ur2 — 130 — -38= 92 В.