Напряжением

Для человека, стоящего на грунте и касающегося заземленного корпуса, оказавшегося под напряжением (рис.7.15), напряжение прикосновения можно определить по выражению

, (7.20)

где φ_р и φ_н – соответственно величины потенциалов руки и ног.

Так как человек касается корпуса, то потенциал руки есть потенциал корпуса или напряжение относительно земли:

. (7.21)

Ноги человека находятся в точке А и потенциал ног из (7.15)

.

На рис. 7.15 показаны корпуса электродвигателей, присоединённых к заземлителю R_з. Потенциалы на поверхности грунта при замыкании на корпус любого потребителя распределяются по кривой (гипербола). Потенциалы всех корпусов одинаковы, так как корпуса электрически связаны между собой заземляющим проводником, падением напряжения в котором можно пренебречь и считать, что U_к = U_з, т.е. напряжение корпуса и заземлителя относительно земли равны между собой.

Чтобы получить величины напряжения прикосновения к корпусам, надо, согласно выражению (7.20), из напряжения относительно земли U_з вычесть потенциал точки грунта, на которой стоит человек.

Рис. 7.15. Напряжение прикосновения между

проводящей частью (корпусом) и землей

Как видно на рис.7.15, потенциалы ног человека зависят от его местоположения относительно заземлителя. По мере удаления от заземлителя потенциалы ног человека уменьшаются (φ₁ > φ₂). Если человек стоит непосредственно над заземлителем и касается корпуса, оказавшегося под напряжением, то потенциалы рук и ног одинаковы и напряжение прикосновения равно нулю

.

По мере удаления от заземлителя напряжение прикосновения в соответствии с выражением (7.20) возрастает (U _{пр 2} > U _{пр 1}) и достигает значения потенциала заземлителя U_з в случае, когда человек находится вне зоны растекания тока, где потенциал ног равен нулю, и касается корпуса, оказавшегося под напряжением. В общем случае напряжение прикосновения составляет часть напряжения на заземлителе относительно земли и может быть определено из выражения

, (7.22)

где α ₁ – коэффициент напряжение прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой (зависимость от формы и конфигурации заземлителя и положения точки, в которой он определяется относительно заземлителя), α₁ = 0,1…0,75;

α ₂ – коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи человека (сопротивление обуви и сопротивление опорной поверхности ног растеканию тока или сопротивление пола),

α ₂ = R_ч / R_цч,

где R_ч – сопротивление тела человека;

R_цч – сопротивление цепи человека с учётом дополнительных сопротивлений.

Ток через человека при прикосновении к заземлённым проводящим частям, оказавшимся под напряжением, определяется из выражения (7.22). Если учесть, что

I_ч = U_пр/R_ч и U_з = I_з R_{з, ,}

получим

I_ч = I_з(R_з/R_ч) α₁ α₂ (7.23)

Выражение (7.23) и есть зависимость I_ч = f (I_з)предварительно установленная в (7.10).

Согласно ГОСТ 12.1.038-82 (с изм от 01.07.88) напряжения прикосновения для человека и токи, протекающие через его организм, не должны превышать в нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок значений, представленных в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Род тока	U, В	I, мА
	не более
Переменный, 50 Гц	2,0	0,3
Переменный, 400 Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Предельно-допустимые уровни напряжений прикосновения и

токов в аварийном режиме электроустановок

Род тока

Норми­руемая величина

Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности воздействия тока t, с

0,01–0,08

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Св. 1,0

Переменный

U, B

50 Гц

I, мА

Переменный

U, B

400 Гц

I, мА

Постоянный

U, B

I, мА

Выпрямлен­ный

Uампл, B

–

двухполу­периодный

Iампл, мА

Выпрямлен­ный

Uампл, B

–

однополу­периодный

Iампл, мА

Примечание - Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл. 7.3., соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

Приведённые в табл. 7.3 предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов являются критериями безопасности для проектирования технических мер защиты от поражения электрическим током.