Расчет влияния на человека электрического поля контактной сети электрифицированных железных дорог. Задача 4

Для железной дороги, электрифицированной на переменном (постоянном) токе, определить напряженность электрического поля и потенциал в точках:
А) человек стоит на земле под контактным проводом;
Б) человек стоит на платформе под контактным проводом;
В) на крыше вагона электропоезда.
Во всех случаях точки А, Б, В изолированы от земли.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Напряжение контактной сети (Uкс);
Марка контактного провода (МФ-85, МФ-100, МФ-120, МФ-150);
Высота подвеса контактного провода (hкп);
Высота платформы (hпл);
Рост человека (hчел);
Высота вагона (hв).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
По методу зеркальных изображений поле между контактным проводом и землей является частью поля двухпроводной линии. Радиус провода рассчитывается по формуле (1):
(1)
Напряженность поля и потенциал в каждой точке определяются по формулам (2) и (3):
(2)
(3)

ЗАДАЧА-ПРИМЕР
Для железной дороги, электрифицированной на постоянном токе (напряжение между контактным проводом и землей Uкс=3300 В), определить напряженность электрического поля и потенциал в точках:
А) человек стоит на земле под контактным проводом. Высота подвеса контактного провода hкп=6,5 м, рост человека примем 1,8 м;
Б) человек стоит на платформе под контактным проводом, высота платформы hпл=1,2 м;
В) на крыше вагона электропоезда (hв=4,1 м).

РЕШЕНИЕ
Определим величину линейного заряда τ исходя из формулы (3):
отсюда
Радиус провода рассчитывается по формуле (1):

1. Человек стоит (или идет) на земле под контактным проводом

2. Человек стоит на платформе под контактным проводом