Обслуговуючий технічний персонал електричних підстанцій може наразитися на небезпеку в разі пошкодження захисної ізоляції, при цьому виникає коротке замикання, струм якого (Iкз), проходить через заземлюючих пристроїв. На Рис. 11 у вигляді схеми показаний масляний вимикач з металевим баком, приєднаний до заземлювального пристрою (опір заземлювача дорівнює Ra).
Мал. 11. Розрахунок напруги дотику і крокової напруги:
1 - крива розподілу різниці потенціалів; 2 - крива розподілу значень напруги дотику.
При пробої ізоляції масляного вимикача через елементи заземлювального пристрою піде струм Iз. В радіусі 20 м від заземлювального пристрою кожна точка буде мати різниця потенціалів. Крива 1 наочно демонструє розподіл різниці потенціалів на поверхні землі. На корпусі бака вимикача і на заземлювальному пристрої буде потенціал:
Якщо людина доторкнеться до корпусу бака то на його руках буде потенціал бака і заземлювача, а ноги людини піддадуться впливу потенціалу UH, величину якого можна визначити по кривій 1. Тому, на тіло людини буде впливати різниця потенціалів UB-UH (напруга дотику U пр) , яке розраховується за формулою:
Крива 2 (Рис. 11) наочно демонструє зміну величини напруги дотику: з наближенням до небезпечної ділянки зменшується напруга дотику. Якщо людина не доторкається до поверхні бака, а просто підходить до нього ближче, то його ліва і права нога мають власний потенціал - різниця значень цих потенціалів іменується кроковим напругою. Велике напруга кроку і дотику представляють серйозну небезпеку для здоров'я і життя технічного персоналу електричних підстанцій. Якщо опір заземлювального пристрою зменшується, то це призводить до зниження до безпечного рівня напружень кроку і дотику, що в свою чергу зменшує ймовірність ураження людини електричним струмом.
З метою забезпечення для персоналу підстанцій безпечних умов передбачено нормування граничних значень стаціонарного заземлення енергооб'єктів:
· Для обладнання з робочою напругою понад 1 000 В (заземлена нейтраль, струм однофазного КЗ більше 0,5 кА) опір заземлювального пристрою не повинно перевищувати 0,5 Ом.
· Для обладнання з робочою напругою менше 1 000 В (заземлена нейтраль, потужність генераторів і трансформаторів перевищує 100 кВ * А) опір заземлювального пристрою повинен бути менше 4 Ом.
· Для обладнання з робочою напругою менше 1 000 В (заземлена нейтраль, потужність генераторів і трансформаторів не перевищує 100 кВ * А) опір заземлювального пристрою повинен бути не більше 10 Ом.
Для енергооб'єктів з робочою напругою до 1 000 В, що мають заземлену нейтраль, розрахунок величини опору заземлення здійснюється за формулою:
Для енергооб'єктів з робочою напругою понад 1 000 В (незаземлена нейтраль) значення опору заземлення розраховується за формулою:
де R - максимальне значення опору заземлення, Ом;
I - сумарний струм замикання на землю, А.
На енергооб'єктах з ізольованою нейтраллю, в яких відсутня компенсація ємнісного струму КЗ, значення ємнісного струму досягає декількох сотень ампер і може тривати протягом тривалого часу. Величина повного опору заземлювального пристрою не повинна перевищувати 10 Ом.