Поняття «Крокова напруга»

Крокова напруга - напруга, обумовлене електричним струмом, що протікає в землі або струмопровідному підлозі, і рівне різниці потенціалів між двома точками поверхні землі (підлоги), що знаходяться на відстані одного кроку людини. Крокові напругу залежить від довжини кроку, питомого опору грунту і сили протікає через нього струму. Небезпечне крокові напругу може виникнути, наприклад, близько що впав на землю проводу під напругою або поблизу заземлювачів електроустановок при аварійному короткому замиканні на землю (допустимі значення опору заземлювачів і питомий опір грунту нормуються для того, щоб уникнути подібної ситуації).

При попаданні під крокові напругу виникають мимовільні судорожні скорочення м'язів ніг і, як наслідок, падіння людини на землю. Струм починає проходити між новими точками опори - наприклад, від рук до ніг, що загрожує смертельним поразкою. При підозрі на крокові напругу треба залишити небезпечну зону мінімальними кроками («гусячим кроком») або стрибками.

Особливо небезпечно крокові напругу для великої рогатої худоби, так як відстань між передніми і задніми ногами у цих тварин дуже велике і, відповідно, велике напруження, під яке вони потрапляють. Нерідкі випадки загибелі худоби від крокової напруги.

Напругою кроку називається напруга між двома точками ланцюга струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, прийнятою рівним 1 м, на яких одночасно стоїть людина, або, інакше кажучи, падіння напруги в опорі тіла людини, В:

Uш = Ih Rh, (2.42)

де Ih - струм, що проходить через людину по шляху нога - нога, A; Rh - опір тіла людини, Ом.

В області захисних пристроїв від ураження струмом - заземлення, занулення та ін - інтерес представляють в першу чергу напруги між точками на поверхні землі (або іншого підстави, на якому стоїть людина) в зоні розтікання струму з заземлювача. Без урахування опору розтікання струму підстави напругою кроку буде різниця потенціалів j х, В, і j х + а, В, двох точок на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані х і (х + а) від заземлювача і на відстані кроку а одна від іншої і на яких стоїть людина (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Напруга кроку при одиночному заземлювачі

Таким чином, напруга кроку, В, буде:

Uш = j х - j х + а. (2.43)

Оскільки j х, і j х + а є частинами потенціалу заземлювача j з, то різниця їх також є частина цього потенціалу. Тому вираз (2.43) ми маємо право записати у вигляді:

Uш = j з b1, (2.44)

де b1 - коефіцієнт напруги кроку або просто коефіцієнт кроку, враховує форму потенціальної кривої:

,(2.45)

Напруга кроку визначається відрізком АВ (рис. 2.15), довжина якого залежить від форми потенційної кривої, тобто від типу заземлювача, і змінюється від максимального значення до нуля зі зміною відстані від заземлювача:

-напруга кроку при одиночному заземлителе;

-напруга кроку при груповому заземлителе.

Напруга кроку з урахуванням падіння напруги в опорі підстави, на якому стоїть людина.

Як і у випадку напруги дотику, різниця потенціалів між двома точками, на яких стоїть людина, тобто:

Uш = φ х - φ х + а = φз b1

ділиться між опором тіла людини і послідовно сполученим з ним опором розтіканню підстави, на якому він стоїть, Rocн, Ом.

У даному випадку опір підстави складається з двох послідовно з'єднаних опорів розтіканню ніг людини: Rocн = 2 Rн (рис. 2.17).

Рис. 2.17. До визначення напруги кроку з урахуванням падіння напруги в опорі розтіканню ніг людини

1 - потенційна крива; 2 - крива, що характеризує зміну Uш зі зміною відстані від заземлювача

отже,

звідки напруга кроку, В:                          

,  (2.46)

або

(2.47)

де b2 - коефіцієнт напруги кроку, що враховує падіння напруги в опорі розтіканню підстави, на якому стоїть людина:

  ,(2.48)