Небезпека напруг дотику та кроку.

Внаслідок замкнення фази на землю (обрив і падіння фазного проводу на землю, замикання фази на корпус заземленого обладнання тощо ) виникає розтікання струму в землі (ґрунті). На поверхні землі з’являється електричний потенціал (jx), величина якого залежить від величини струму замикання на землю, питомого опору ґрунту (r) в зоні розтікання струму, відстані (х) від точки замикання А (рис. 5.11):

Iз r

jx = .

2 p x

Як видно з мал. 5.10, на відстані 1 м від заземлювача падіння напруги складає 68%, на відстані 10м – 92%, а на відстані 20м потенціали так малі, що практично можуть бути прийняті рівними нулю. Ці точки поверхні землі можна вважати такими, що знаходяться поза зоною розтікання струму і називати “землею” в електротехнічному розумінні цього слова.

· Напруга дотику

Напруга між двома точками електричного кола, яких одночасно торкається людина, називають напругою дотику.

Уявлення про напругу дотику можна отримати зі схеми, зображеній на рисунку 5.12, де показані три корпуси споживачів (А, Б, В ), приєднаних до одиночного заземлювача (Rз). Крива j = f(x) характеризує зміну потенціалу на поверхні землі (відповідно до рисунку 5.13). Якщо людина торкається до будь-якого корпусу електроспоживача А, Б чи В, то її рука отримує потенціал корпусу. Для випадків А, Б, В потенціал руки (j_р) буде однаковим і рівним потенціалу корпусу (j_К), тобто j_р = j_К.

Ноги, торкаючись землі, отримують потенціал точок землі (j_нА, j_нБ, j_нВ). Внаслідок людина опиниться під дією різниці потенціалів. Ця величина і буде напругою дотику :

U_дА = j_р - j_нА; UдБ = j_{р -} j_{н ;} = j_{р -} j_нВ.

Для людини, яка знаходиться безпосередньо над заземлювачем (т. А), напруга дотику UдА = 0, так як потенціали руки і ніг тут однакові (j_р = j_нА). З віддаленням від заземлювача напруга дотику зростає: UдА < UдБ < UдВ. Для людини, яка доторкається до корпусу електроспоживача В, потенціал ніг (j_нВ) наближається до нуля і напруга дотику практично дорівнює фазній:

UдВ = Uф.

Усі вищенаведені висновки базуються на тому, що опір основи, на який стоїть людина, розтіканню струму дорівнює нулю. Насправді цей опір має певні значення, а напруга дотику (Uд) в полі розтікання струму з заземлювача визначається за формулою:

Uд = Uф a₁a₂ ,

де, a₁ – коефіцієнт напруги дотику;

a₂ – коефіцієнт, який враховує падіння напруги в додаткових опорах: людина - взуття – підлога.

Коефіцієнт a₁ залежить від відстані між точкою землі, на якій стоїть людина, і заземлювачем. Якщо людина знаходиться над заземлювачем, то a₁ = 0, якщо в положенні В (на відстані понад 20м від заземлювача), то a₁ = 1.

Коефіцієнт a₂ визначається за формулою:

Rл

a₂ = ,

Rл + Rв + Rп

де, Rв та Rп - опори взуття і підлоги відповідно.

Напруга дотику залежить від величини потенціалу на заземлювачі та відстані від місця замикання на землю до місця, де знаходиться людина – з віддаленням від місця замикання небезпека напруги дотику зростає збільшується і досягає максимуму поза зоною розтікання струму.