Напряжение шага

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, на которых одновременно стоит человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека, В:

U_ш = I_h R_h, (2.42)

где I_h — ток, проходящий через человека по пути нога — нога, A; R_h — сопротивление тела человека, Ом.

В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др.— интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя. Без учета сопротивления растеканию тока основания напряжением шага будет являться разность потенциалов j _х, В, и j _х+а , В, двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся на расстоянии х и (х + а) от заземлителя и на расстоянии шага а одна от другой и на которых стоит человек (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Напряжение шага при одиночном заземлителе

Таким образом, напряжение шага, В, будет:

U_ш = j _х - j _х+а. (2.43)

Поскольку j _х, и j _х+а являются частями потенциала заземлителя j _з, то разность их также есть часть этого потенциала. Поэтому выражение (2.43) мы вправе записать в виде:

U_ш = j _з b₁, (2.44)

где b₁ — коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой:

_(2.45)

Напряжение шага определяется отрезком АВ (рис. 2.15), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т. е. от типа заземлителя, и изменяется от максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя:

• напряжение шага при одиночном заземлителе;
• напряжение шага при групповом заземлителе.

Напряжение шага с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек.

Как и в случае напряжения прикосновения, разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек, т. е.

Uш = j х - j х+ а = jз b1

делится между сопротивлением тела человека и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит, Rocн, Ом.

В данном случае сопротивление основания складывается из двух последовательно соединенных сопротивлений растеканию ног человека: Rocн = 2 Rн (рис. 2.17).

Рис. 2.17. К определению напряжения шага с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию ног человека:

1 — потенциальная кривая; 2 — кривая, характеризующая изменение Uш с изменением расстояния от заземлителя

Следовательно,

откуда напряжение шага, В:

(2.46)

или

(2.47)

где b2 — коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:

(2.48)