Напряжение прикосновения и шаговое напряжение

Некоторые части электроустановок (корпуса, оболочки, кабеля) могут оказаться под напряжением лишь случайно в результате повреждения изоляции. При случайном касании этих частей человек будет находиться под воздействием напряжения прикосновения.

Напряжение прикосновения - это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. При прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю проходит через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение). Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта).

Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

Напряжением шага (шаговым напряжением) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой - на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю.

Шаговое напряжение значительно меньше напряжения прикосновения.

Напряжением шага называется разность потенциалов между двумя точками земли, обусловленная растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека. , где а - расстояние, равное шагу человека, обычно принимаемое 0,8м; - коэффициент напряжения шага в случае полусферического заземлителя. Напряжение шага также зависит от сопротивления опорной поверхности ног (R_н) и сопротивления обуви (R_об). Влияние этих сопротивлений учитывается коэффициентом

, где R _ч – сопротивление тела человека; R_h – полное электрическое сопротивление в цепи человека, попавшего под шаговое напряжение.

Тогда напряжение шага равно .

При замыкании на землю оборудования его корпус окажется под напряжением заземлителя. Если человек прикоснется к этому корпусу, то он окажется под напряжением прикосновения, представляющим собой напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека.

Для человека, стоящего на грунте и касающегося заземленного корпуса, оказавшегося под напряжением, напряжение прикосновения может быть определено по выражению , где - потенциал руки и корпуса, - потенциал грунта в точке, где стоит человек. Подставив значения потенциалов в формулу получим , где - коэффициент напряжения прикосновения для полусферического заземлителя. Это выражение позволяет вычислить напряжение прикосновения без учета сопротивления опорной поверхности ног (Rн) и сопротивления обуви (Rоб). Влияние этих сопротивлений определяют при помощи коэффициента а₂, который учитывает падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи человека . Для напряжения прикосновения окончательно имеем формулу .

Т. к. в случае шагового напряжения и напряжения прикосновения опасной является величина разности потенциалов, то естественно предположить, что безопасность человека, попавшего в зону растекания тока, можно повысить уменьшив эту разность по одному из основных принципов обеспечения безопасности – принципу снижения (ликвидации) опасности. Можно применить контурное заземление.