Коэффициент прикосновения сложного контурного за­землителя равен 0,3 — 0,2, а коэффициент шага — 0,3 — 0,1 и ниже. Чем меньше значения коэффициентов αпр и αш, тем ниже будут напряжения прикосновения и шага.

Поскольку кривая распределения потенциалов пред­ставляет собой гиперболу, то максимальный потенциал относительно точки нулевого потенциала будет иметь сам заземлитель; около 70% от полного потенциала на нем будут падать на расстоянии около 1 м от заземлителя; 25% — между 1-м и 10-м; 5% — между 10-м и 20-м метра­ми. Точки земли, отстоящие от одиночного простого заземлителя на расстоянии 20 м и более, принято считать имею­щими нулевой потенциал.

Выносное заземление делают на некотором расстоянии от заземляемых объектов. При этом производственные помещения с находящимися в них заземленными электро­установками оказываются вне зоны растекания тока в зем­ле. Если выносное заземление удалено от заземляемых объектов на расстояние 20 м и более, то можно считать, что пол в производственном помещении имеет нулевой потен­циал. Поэтому человек, стоящий на нем и касающийся металлического заземленного корпуса электроустановки, когда по заземляющему устройству проходит ток замыка­ния на землю, оказывается относительно нее под полным напряжением. Последнее равно полному напряжению на заземляющем устройстве, которое можно рассчитать по уравнению

где Uз – напряжение на заземляющем устройстве, В; Iз – ток замыкания на землю, проходящий через заземлитель, А; Rз – электрическое сопротивление заземляющего устройства, Ом; Uч – напряжение, под которым оказывается человек, В.

Следовательно, при выполнении заземляющего устройства, когда производственное помещение находится вне зоны растекания электрического тока в земле, величина поражающего напряжения будет зависеть от сопротивле­ния растеканию тока заземляющего устройства Rз и вели­чины тока замыкания на землюIз. Более эффективным и надежным по сравнению с выносным заземляющим ус­тройством является контурное. В этом случае заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого электрооборудования. При этом про­изводственное помещение с электроустановками оказыва­ется размещенным внутри контура заземления. Благодаря близкому расположению заземлителей относительно друг друга (обычно на расстоянии 3 — 6 м) и наложению элек­трического поля одного заземлителя на поле другого по­тенциалы точек пола (или земли) внутри контура заземле­ния значительно повышаются. При этом напряжение меж­ду заземленными металлическими частями и полом становится существенно ниже. Иногда для лучшего вырав­нивания потенциалов внутри контура заземления дополни­тельно прокладывают горизонтальные полосы.

Напряжением относительно земли Uз при замыкании на землю называется напряжение между за­земленной частью электроустановки и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов (не ближе 20 м). Напряжение прикосновения Uпp — напряже­ние между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек. Напряжение шага Uш — напряжение между двумя точками цепи тока, на которых одновременно стоит человек. Свойство земли как проводника тока характеризуется величиной удель­ного электрического сопротивления, под которым понимается сопротивление кубика грунта с ребра­ми в 1 м. Эта величина может быть определена по формуле

,

где R – электрическое сопротивление некоторого объема грунта, Ом, сечением S, м2, и длиной l, м.

Величина удельного электрического сопротивления зем­ля зависит от характера и температуры грунта, а также от содержания солей, кислот или щелочи. Удельное электри­ческое сопротивление уменьшается с увеличением содер­жания в грунте растворимых веществ, уплотнением его час­тиц и повышением общей влажности и температуры. Оно возрастает при пропитывании маслом, нефтью или при промерзании и высыхании грунта. Напряжение шага зави­сит от величины тока замыкания на землю Iз, сопротивле­ния заземляющего устройства R и от характера распреде­ления потенциала и длины шага. Среднее значение шага человека можно принять равным 0,8 м. Шаг сельскохозяй­ственных животных (крупного рогатого скота) принимает­ся 1,6 м (расстояние между передними и задними ногами). Очевидно, что при более пологой кривой распределения потенциала, меньшем напряжении на заземляющем ус­тройстве и коротком шаге снижается и шаговое напряже­ние, приложенное к человеку или сельскохозяйственному животному.

Зоной растекания тока замыканияназемлю является поверхность, за пределами которой элек­трический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю. Ради­ус зоны составляет около 20 м. Это значит, что на расстоя­нии 20 м от одиночного заземлителя потенциалы точек земли близки к нулю.

Если заземляющее устройство содержит один верти­кальный заземлитель, то, зная удельное электрическое со­противление земли и ток замыкания на землю, легко опре­делить напряжение шага по формуле

где ρ — удельное электрическое сопротивление земли в месте расположе­ния заземляющего устройства,; l1—расстояние по поверхности земли от заземляющего устройства до ближайшей ноги человека или сельскохозяйственного животного, м; Iз — расстояние от заземляющего устройства до второй ноги человека или сельскохозяйственного животно­го, м.

При сложных контурных заземлителях потенциална поверхности земли или пола помещения на расстоянии х от центра контурного заземлителя определяется из вы­ражения

где r – радиус круга, площадь которого равна площади, занимаемой контурным заземлителем, м.

При использовании сложного контурного заземляюще­го устройства потенциалы точек пола или земли, располо­женные внутри контура, повышаются, а напряжение шага снижается. Иногда для уменьшения напряжения за конту­ром заземляющего устройства в землю укладывают допол­нительные стальные полосы на постепенно увеличивающу­юся глубину. Кривая спада потенциала в этом случае становится более пологой.

Различают естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных используются проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за ис­ключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и их смесей); обсадные трубы сква­жин; металлические и железобетонные конструкции зда­ний и сооружений, находящиеся в соприкосновении с зем­лей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

нулевые провода воздушных линий электропередач напря­жением до 1000 В с повторными заземлениями (при количестве отходящих от подстанции линий не менее двух); рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных дорог и подъездные пути (при наличии предна­меренно устроенных металлических перемычек между рельсами), металлические шпунты гидротехнических соо­ружений и ряд других устройств. Если свинцовые оболочки кабелей являются единственными заземлителями, то в рас­чете заземляющих устройств они должны учитываться только при количестве кабелей не менее двух. Алюминие­вые оболочки в качестве естественных заземлителей ис­пользовать запрещено. Последние должны иметь электри­ческую связь с заземляющим устройством (с магистралью заземления электроустановок) посредством не менее чем двух проводников или шин, присоединенных к заземляю­щему устройству в разных местах. В качестве материала для искусственных заземлителей рекомендуется использо­вать сталь. Допускается применение для этих целей и электропроводящего бетона. Заземлители, расположенные в земле, окраске не подлежат.