НАПРЯЖЕНИЕ ШАГА

 

Разность потенциалов между двумя точками, находящимися на поверхности земли на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, называется напряжением шага – U _ш.

Рассмотрим поставленный вопрос на примере полусферического заземлителя, приведенного на рис. 7.8.

Напряжение шага U _ш, В в общем виде с учетом формулы (7.3) можно выразить так:

где а – расстояние шага человека, м, принимаемое в расчетах равным 0, 8 м; r – радиус заземлителя, м; х – расстояние ступни до заземлителя, м.

 

 

 

Рис. 7.8. Напряжение шага от полусферического заземлителя

 

Преобразуя предыдущее выражение, получим:

 

 

Коэффициент шага b будет

(7.6)

Следовательно, напряжение шага можно выразить формулой

 

U _ш = φ з*b (7.7)

 

Проведем анализ формул (7.6) и (7.7).

Если принять х = r (человек находится в положении 1 на рис. 7.8), то параметры b и U _ш принимают свои максимальные значения

(7.8)

 

(7.9)

 

При этом опасность поражения человека в положении, при котором одна ступня находится непосредственно на заземлителе, а другая на расстоянии шага, становится максимальной.

Если принять х > 20 м, при котором значение потенциала заземлителя φ _з становится равным (или близким) к нулю, (рис. 7.6 и 7.8), то напряжение шага на ступнях человека отсутствует, т.е. U _ш = 0.

Если принять а = 0 – ступни ног человек держит вместе, то параметры b и U _ш также обращаются в нуль, следовательно, опасность поражения отсутствует.

Человек стоит на эквипотенциальной кривой – на линии равного потенциала, например, на линии с потенциалом  2, как на рис. 7.9.

В этом положении ввиду равенства между собой потенциалов φ _2’ и φ _2’’ напряжение шага равно нулю, несмотря на то, что величина шага а > 0.

Человек находится в зоне действия протяженного заземления (участка электрического проводника, металлического стержня или трубопровода и под напряжением), расположенного на поверхности земли (рис. 7.10).

Наиболее резко потенциал падает вдоль оси заземлителя в сечении Б-Б, а наиболее плавно – перпендикулярно оси по линии, проведенной через его середину в сечении А-А.

Отсюда следует, что человек, находящийся в положении 1, подвергается меньшей опасности от напряжения шага по отношению к человеку, находящемуся в положении 2 относительно заземлителя, (рис. 7.10).

 

Рис. 7.10. Изменение потенциала вокруг протяженного заземления:

П1 – менее опасное положение человека; П2 – более опасное положение человека;

а – расстояние шага; 1 – заземлитель; 2 – эквипотенциальные кривые

 

Напряжение шага при наличии стержневого вертикального заземлителя определяется аналогичным образом, как и в рассмотренном случае с полусферическим заземлителем. При этом максимальное значение напряжения шага определяется формулой

 

(7.10)

 

 

Меры защиты от напряжения шага

 

- Максимальная опасность от напряжения шага возникает тогда, когда одна ступня человека находится на самом заземлителе, а другая на расстоянии а.

- Повышенная опасность сохраняется при нахождении человека вблизи заземлителя на расстоянии х £ 10 м.

- Опасность отсутствует при нахождении человека от заземлителя на расстоянии х > 20 м.

- В зоне действия напряжения шага ступни ног необходимо держать вместе. Удаляться из зоны следует «гусиным» шагом, т.е. перемещать ступни ног, не отрывая друг от друга.

- По отношению к заземлителю необходимо располагаться «фронтом» (грудью или спиной), держа обе ступни на эквипотенциальной кривой.

- В случае протяженного заземлителя находиться в середине длины, а не на его концах.