Напряжение прикосновения в эксплуатационных условиях определяется по методу амперметра-вольтметра. Напряжение прикосновения по этому метолу измеряется как разность потенциалов между доступными прикосновению заземленными металлическими частями оборудования или конструкций и потенциальным электродом, представляющим собой металлическую квадратную пластину размером 25*25 см2, имитирующую подошвы человека, стоящего в контрольной точке на земле или на полу.
Сопротивление тела человека имитируется эквивалентным сопротивлением параллельно включенных вольтметра U и резистора R. В качестве источника питания схемы обычно используют трансформатор собственных нужд, включаемый через электронный короткозамыкатель (ЭКЗ) (рис. 2, а). При отсутствии ЭКЗ используют метод амперметра-вольтметра с длительным приложением напряжения к испытываемому заземлителю. Значение напряжения при этом выбирают доходя из длительно допускаемого тока, проходящего по токовой цепи.
В случаях, если вторичная обмотка трансформатора собственных нужд имеет изолированную от земли нейтраль или соединение по схеме треугольник применяют разделяющий трансформатор со вторичным напряжением — до 500 В (рис. 2, б).
Рис. 1. Схема измерения напряжения прикосновения по методу амперметра - вольтметра: Rз - заземляющее устройство; ЗО заземленное оборудование; R - резистор, имитирующий сопротивление тела человека; Rп -потенциальный электрод (зонд); Rв - вспомогательный электрод
Рис. 2. Схемы токовых цепей при измерениях напряжений прикосновения по методу амперметра-вольтметра: а с непосредственным использованием трансформатора собственных нужд (ТСН); б с использованием трансформатора собственных нужд (ТСН), включенного через разделяющий трансформатор
Измеренные значения напряжений прикосновения должны быть приведены к расчетному току замыкания на землю и к сезонным условиям, при которых напряжения прикосновения имеют наибольшее значение.
Uп = (Uизм х Iз)(1000 + Rп)/Iизм(1000 +Rп2),
где Uизм - измеренное значение напряжения прикосновения при токе в измерительной цепи, равном Iизм; 1% расчетный для заземляющего устройства, Iз - ток замыкания на землю (стекающий с испытуемого заземлителя в землю); Rп сопротивление потенциального электрода, измеренное по схеме, приведенной на рис. 3, и условиях, в которых проводилось измерение Uп (сухой грунт увлажнялся под электродом Rп на глубину 2 - 3 см); Rп2 минимальное значение сопротивление потенциального электрода, полученное путем измерения по той же схеме, но при искусственно увлажненном грунте на глубину 20 - 30 см (если во время измерений грунт увлажнен на глубину 30 - 40 см, то вместо поправочного коэффициента 1000 + Rп /1000 + Rп2 (применяют коэффициент, равный 1,5).
Рис. 3. Схема измерения сопротивления потенциального электрода
При определении напряжения прикосновения в схемах с использованием трансформатора собственных нужд ток измерения может достигать слишком больших значений. Поэтому измерения в токовой цепи необходимо выполнять в так называемом повторно-кратковременном режиме. Для этой цели в токовую цепь включают электронный короткозамыкатель, например ИТК-1, а в качестве измерителя напряжения применяют импульсный вольтметр (см. рис. 2).
Кроме метода амперметра-вольтметра напряжение при косновення может быть измерено специальными приборами - т. н. "измерителями напряжения прикосновения".
Напряжение шага может быть определено по методу амперметра-вольтметра с использованием сварочного трансформатора (рис. 4).
Рис. 4. Схема измерения напряжений шага с двумя вольтметрами и амперметром с использованием сварочного трансформатора: 1 - трансформатор подстанции; 2 - однополюсный выключатель; 3 - автотрансформатор; 4 - сварочный трансформатор; 5 силовой распределительный шкаф; 6, 7 - измерительные пластины; 8 - резистор; 9 — транзисторный вольтметр; 10 - металлоконструкция
Схема измерения содержит два потенциальных электрода, представляющих собой металлические квадратные пластины размером 25x25 см2 каждая. Пластины имитируют подошвы человека, стоящего на земле или на полу. Расстояние между пластинами должно соответствовать расчетному шагу человека, равному 0,8 м. Поверхность земли в расчетных точках увлажняют на глубину 2 - 3 см. Для лучшего контакта с землей на каждую пластину кладут груз массой не менее 50 кг.
Напряжение шага определяют по формуле:
Uш = (Uпп х Uф)/Uт
где Uпп - напряжение, измеренное вольтметром между двумя пластинами, В; Uф - фазное напряжение сети, В; Uт - напряжение на вторичной обмотке сварочного трансформатора.