2.10.2.7. Напруга кроку та дотику

У разі обриву проводів повітряних ліній електропередач і їх контакту з землею, пробою кабельних ліній на землю, замикання на неструмовідні елементи електроустановок, що мають контакт із землею, доторкання людини, яка стоїть на землі, до струмовідних частин, що перебувають під напругою тощо, земля стає елементом електричної мережі замикання на землю. Струм короткого замикання на землю ( ) визначається:

А (2.10.2.7.1)

де z_д – повний опір дротів (Ом);

r_з.тр. – опір заземлення трансформатора (Ом):

z_тр – повний опір трансформатора (Ом).

Для умов симетричного опору фаз, струм замкнення на землю можливо визначати:

А, (2.10.2.7.2)

де – фазна напруга (В).

Земля є специфічним провідником електричного струму (неоднорідним і нелінійним) зі змінною площею поперечного перерізу. Тому, при проходженні струму в землі, на її поверхні виникає специфічне поле потенціалів, характер якого визначається конструкцією заземлювача, параметрами електричної мережі, питомою електропровідністю ґрунту (ρ) тощо.

На поверхні землі в зоні розтікання струму між рівновіддаленими в радіальному напрямку точками потенціал електричного поля буде тим більшим, чим ближче ці точки (х) будуть до місця замикання на землю. Із цієї причини, відповідно до наведеного, на поверхні землі в зоні розтікання струму виникає локальне поле підвищених потенціалів радіусом близько 20 м.

При переміщенні людини в зоні розтікання струму в землі її ноги будуть торкатися ділянок землі з різними потенціалами, а на людину буде діяти напруга, яка визначається різницею цих потенціалів і відома під назвою напруга кроку (U_к) – різниця потенціалів між двома точками на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані кроку а (0,8 м) одна від одної.

В (2.10.2.7.3)

З наближенням до місця замикання на землю величина напруги кроку буде зростати, і може досягти небезпечних для людини значень вже при напрузі електроустановок 0,4 кВ, а в сиру погоду та за зволоженого ґрунту і при меншій напрузі. Тому, Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачами забороняють, за наявності замикання на землю, наближатися до місця замикання ближче 8 м поза приміщенням і 4 м в приміщенні без застосування засобів захисту – діелектричні боти, галоші, суха дошка, сухе гумове взуття тощо.

У цілому, заходи захисту людини від дії напруги кроку зводяться до розірвання мережі струму через людину по петлі "нога-нога" або різкого збільшення опору в цій петлі за рахунок використання різних підручних засобів. За необхідності невідкладного входу в зону небезпечних напруг кроку для надання допомоги потерпілим і т. ін. та відсутності під рукою засобів захисту, доцільно переміщуватися в цій зоні обережно, пересуваючи ступні по землі так, щоб вони постійно торкались одна одної.

При пошкодженні в установці ізоляції фазного проводу (рис. 2.10.2.6.2) корпус електроустановки може опинитися під напругою. Якщо людина доторкнеться у цьому випадку до корпуса установки, то це буде майже рівноцінним доторканню до неізольованого проводу. Напруга на корпус приладу відносно землі – напруга дотику Uд складає:

(2.10.2.7.4)

де, _з — опір заземлення пристрою (Ом).