Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Шаговое напряжение — это разность потенциалов между двумя точками на поверхности земли, расположенными на расстоянии шага человека (принимается равным 1 м), в зоне растекания тока. По ПУЭ-7 п. 1.7.25 термин «напряжение шага» определён именно так. Возникает в аварийных режимах: при замыкании на землю, обрыве провода ЛЭП, ударе молнии, при работе заземлителя подстанции.
Шаговое напряжение появляется там, где электрический ток уходит в грунт через какую-либо точку — заземлитель, упавший провод, поражённое молнией дерево или опору ЛЭП. Земля имеет конечное удельное сопротивление, поэтому ток растекается радиально, создавая на поверхности неравномерное распределение потенциала.
Чем ближе точка к месту входа тока в землю, тем выше её потенциал. На расстоянии 1 м между ногами человека возникает разность этих потенциалов, под которой и оказывается тело. По телу проходит ток по пути «нога — нога», что и составляет физическую основу опасности.
В международной практике используется термин step voltage. Связанное понятие — напряжение прикосновения (по ПУЭ-7 п. 1.7.24) — относится к контакту человека с проводящей частью под напряжением. Шаговое напряжение и напряжение прикосновения вместе нормируются как параметры электробезопасности заземляющих устройств.
В основе явления лежит закон Ома и геометрия растекания тока в полупроводящей среде.
Когда ток стекает с заземлителя в грунт, он распространяется в первом приближении радиально. Плотность тока убывает с увеличением расстояния от точки растекания. Потенциал поверхности земли спадает быстро вблизи точки заземления и медленно — на удалении.
По терминологии ПУЭ участок, на котором потенциал отличен от нуля, называется зоной растекания. За её пределами начинается зона нулевого потенциала. Для одиночного заземлителя в типовых грунтах потенциал поверхности земли спадает до пренебрежимо малых значений на расстоянии порядка 15–20 м от точки растекания.
Для одиночного полусферического заземлителя потенциал в точке на поверхности земли определяется как φ(r) = Iз × ρ / (2πr), где Iз — ток замыкания, ρ — удельное сопротивление грунта, r — расстояние от центра заземлителя. Шаговое напряжение Uш равно разности φ в двух точках, отстоящих на 1 м. Максимальное Uш возникает у самого заземлителя; на удалении более 15–20 м оно практически равно нулю.
При шаге человека по поверхности земли в зоне растекания через тело по пути «нога — нога» проходит ток. Опасность определяется величиной разности потенциалов, длительностью воздействия и сопротивлением цепи «человек — обувь — грунт».
Даже относительно небольшое напряжение шага при низком сопротивлении обуви, мокром грунте или отсутствии диэлектрических средств защиты способно вызвать опасные для жизни токи. Особенно опасны участки после дождя, талый снег, торфяные и глинистые почвы с высокой влажностью.
Шаговое напряжение и зона растекания возникают в нескольких типовых ситуациях.
Если человек обнаружил себя в зоне предполагаемого растекания тока — рядом с упавшим проводом, повреждённой опорой, поражённым молнией объектом — первоочередная задача удалиться, не допуская разности потенциалов между ногами.
Способ передвижения, при котором ступни смыкаются вплотную после каждого шага: пятка одной ноги касается носка другой. Длина шага сводится к минимуму, разность потенциалов между ногами почти нулевая. Применяется только в обуви, движение медленное, без отрыва обеих ног от земли одновременно.
Альтернативный способ при коротких расстояниях. Обе ноги отрываются от земли одновременно, ток по пути «нога — нога» не возникает. Однако падение в зоне растекания может оказаться опаснее самого напряжения шага, поэтому метод применим только на ровной поверхности.
По действующим инструкциям по охране труда при эксплуатации электроустановок безопасным считается удаление не менее 8 м от упавшего провода ЛЭП напряжением до 1 кВ и не менее 20 м для линий выше 1 кВ. После выхода из опасной зоны необходимо обозначить место и вызвать аварийную службу.
В проектных решениях для подстанций, ТП, опор ЛЭП применяются инженерные меры, ограничивающие напряжение шага до безопасных значений.
Шаговое напряжение нормируется через параметры заземляющих устройств в соответствии с ПУЭ и государственными стандартами.
Шаговое напряжение — это одна из ключевых опасностей при авариях в электроустановках и при контакте с упавшими проводами. Понимание физики зоны растекания позволяет правильно проектировать заземляющие устройства подстанций и корректно действовать при обнаружении опасной зоны. Главные правила безопасности: немедленно покинуть зону гусиным шагом, не приближаться к упавшему проводу ближе 8–20 м в зависимости от класса напряжения линии, обозначить место аварии и вызвать аварийную службу. Знание этих принципов спасает жизни.
Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Автор не несёт ответственности за решения, принятые на основании изложенных сведений. Проектирование, монтаж и эксплуатация заземляющих устройств электроустановок, а также действия персонала в аварийных ситуациях должны соответствовать действующим нормативным документам, инструкциям по охране труда и конкретным условиям объекта.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.