Напряжение шага.

Напряжение шага возникает в береговых условиях в сетях с заземленной нейтралью при замыкании фазы на корпус потребителя электроэнергии, при обрыве проводов и замыкании их на землю, при замыкании проводов на заземленные металлические конструкции (например, на опоры линий передачи электроэнергии). Замыкания на корпуса потребителей электроэнергии непосредственной опасности для работающих не представляют, так как безопасность обеспечивается штатными защитными техническими мероприятиями (контурным заземлением в высоковольтных системах, занулением в сетях 380/220 В). Поэтому кратко рассмотрим опасности, связанные с замыканиями проводов на землю (или на заземленные металлические конструкции). В случае обрыва провода (рис. ) образуется контур тока замыкания на землю по цепи: источник электроэнергии (например, фаза ) – фазный провод – зона растекания электрического тока в земле в месте обрыва провода, имеющая сопротивление - зона растекания электрического тока в земле в месте заземления нейтрали источника электроэнергии с сопротивлением - заземляющий проводник ЗП – нейтраль источника электроэнергии 0. Так как сопротивление проводов несоизмеримо мало по сравнению с сопротивлением грунта, то фазное напряжение источника в контуре тока замыкания распределяется на сопротивлениях зон растекания и . нормировано: в сетях 380/220 В его значение не превышает 4 Ом, в высоковольтных сетях – не выше 0,5 Ом. – величина случайная. Считают, что при контакте провода с асфальтом его значение составляет сотни Ом, при контакте с сырой землей – не превышает 30 Ом. Эти значения существенно больше . Поэтому в контуре тока замыкания напряжение в основном сосредотачивается в зоне растекания тока в земле вблизи места обрыва провода, т.е. электрические потенциалы находятся в соотношении . Сопротивление току замыкания в зоне растеканий тока в земле убывает по мере удаления от места замыкания, так как увеличивается поперечное сечение зоны растекания. В соответствии с этим изменяется и падение напряжения в грунте. Считают, что на расстоянии 20 м от места замыкания электрический потенциал грунта снижается до нуля. Таким образом, вблизи места обрыва провода возникает следующий процесс изменения электрического потенциала на поверхности земли: в месте контакта провода с землей потенциал равен , затем по мере удаления от места контакта он убывает по гиперболе и на расстоянии 20 м от места замыкания достигает нулевого значения.

Когда человек оказывается в такой зоне растекания тока (например, на расстоянии x от места замыкания), его ноги оказываются под электрическими потенциалами разных значений. Напряжением шага и называется разность потенциалов и двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся одна от другой на расстоянии а=0,8 м (длина шага человека) и на которых одновременно стоит человек. увеличивается по мере приближения к месту замыкания. Его значение также зависит от напряжения сети. Так, в сети с вазовым напряжением 3 кВ напряжение шага может превышать 300 В. В соответствии с § 1.1 под таким напряжением в теле человека возникает опасный для его жизни человеческий ток. Если при судорожной реакции ног человек падает, то значение приложенного к нему напряжения возрастает. (Так как части тела касаются более удаленных точек поверхности земли, размер а увеличивается.)

Рис. 9. Схема замещения и графики распределения электрического потенциала.

ГОСТ 12. 1. 009 – 76 напряжением шага называет напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Поэтому следует считать, что напряжение шага может возникнуть не только в зонах растекания тока. Известны случай поражения людей электрическим током в троллейбусе, когда незаземленный корпус троллейбуса находился под напряжением вследствие повреждения кабеля питания.