V elektrotechnice dochází k nárůstu zemního potenciálu (EPT), když do země proudí silný elektrický proud . Elektrický potenciál je vyšší, v místě, kde proud vstupuje do země, a klesá se vzdáleností od tohoto bodu. Nárůst zemního potenciálu musí být vzat v úvahu při návrhu elektrických rozvoden, protože existuje riziko, že přítomnost vysokého potenciálu představuje pro lidi a majetek. Potenciální spád (napětí variace se vzdáleností) může být tak velký, že člověk by mohl být zraněn v důsledku tenzi mezi oběma nohama, nebo mezi zemí a jejich ruce. Jakýkoli vodič připojený k zemi distribuční stanice, jako jsou vodiče telefonních linek, kolejnice, plot nebo kovové potrubí, může také šířit nárůst potenciálu země mimo distribuční stanici a vytvářet tak nebezpečí pro lidi a majetek nacházející se venku.
Nárůst zemního potenciálu (EPT) je obecně způsoben poruchovými proudy, které mohou nastat v elektrických rozvodnách, elektrárnách nebo vedeních vysokého napětí. Poruchový proud protéká strukturou zařízení až k uzemňovacímu bodu. Protože zemní odpor je konečný, proud injektovaný v uzemňovacím bodě vytváří potenciální vzestup vzhledem ke vzdálenému referenčnímu bodu. Nárůst zemního potenciálu může způsobit nebezpečná napětí několik stovek metrů od místa skutečné poruchy. Úroveň nebezpečí určuje mnoho faktorů: hodnota příslušného poruchového proudu, typ půdy, vlhkost půdy, teplota, povaha podkladových hornin a doba přerušení poruchy.
Nárůst potenciálu Země může představovat rizika v přítomnosti elektrických přenosových vedení a telekomunikačních vedení. Událost EPT v místě, jako je elektrická rozvodna, může vystavit lidi nebo systémy nebezpečným napětím.
„Krokové napětí“ je napětí mezi nohama osoby stojící poblíž bodu, kde je proud vstřikován na zem. Rovná se rozdílu napětí, danému křivkou distribuce napětí, mezi dvěma body umístěnými v různých vzdálenostech od bodu vstřikování. V případě poruchy může dojít ke zranění osoby pouhým stáním v blízkosti uzemňovacího bodu. Je to tento jev, který také vysvětluje blesky čtyřnohých během bouřek .
„Dotykové napětí“ je napětí mezi rukama v kontaktu s předmětem a chodidly. Rovná se rozdílu napětí mezi objektem a bodem podpory nohou. Kontaktní napětí může být o to větší, že uzemnění objektu je ve vzdáleném bodě. Například uzemněný jeřáb, který přijde do kontaktu s vedením pod napětím, vystaví každého, kdo se dotkne jeřábu nebo jeho trakčního kabelu, dotykovému napětí blízkému napětí elektrického vedení.
„Síťové napětí“ charakterizuje síť uzemňovacích vodičů. Napětí sítě je rozdíl mezi potenciálem instalace uzemněné zemnící sítí a potenciálem měřeným uprostřed sítě.
K určení úrovně krokového nebo dotykového napětí lze použít technickou analýzu energetického systému. Výsledek této analýzy může ukázat potřebu ochranných opatření a vést výběr vhodných řešení.
K ochraně pracovníků před potenciálními přechody lze zavést několik metod: vytvoření ekvipotenciálních zón, izolačních zařízení a zón s omezeným provozem.
V instalacích, jako jsou elektrické rozvodny, je běžnou praxí pokrýt povrch vrstvou s vysokým odporem drceného kamene nebo asfaltu. Lícní vrstva poskytuje vysoký odpor mezi chodidly a podlahovou mřížkou a je účinnou metodou snižování rizika stupňovitého napětí nebo kontaktu.
Potenciál V sítě lze v zásadě vypočítat pomocí Ohmova zákona, jsou-li známy poruchový proud ( I f ) a odpor sítě ( Z síť ).
Zatímco poruchový proud distribučního nebo přenosového systému lze obvykle vypočítat nebo odhadnout přesně, výpočet odporu zemní sítě je komplikovanější. Obtížnost výpočtu spočívá v nepravidelném tvaru mřížek a změnách měrného odporu půdy v různých hloubkách.
Mimo síť se potenciál snižuje. Nejjednodušším případem studia variací potenciálu jako funkce vzdálenosti je tyčová elektroda v homogenní zemi. Napěťový profil je dán následující rovnicí:
nebo
je vzdálenost mezi bodem na zemi a zemskou sítí. je napětí od sítě ve voltech . je odpor země v Ω · m. je proud vstřikovaný na zem v ampérech .Tento scénář je zjednodušený model; uzemňovací systémy jsou obecně složitější než jednoduchá tyč a půda má různý měrný odpor. Můžeme však říci, že odpor mřížky je nepřímo úměrný ploše, kterou pokrývá; toto pravidlo lze použít k rychlému posouzení stupně obtížnosti konkrétního webu. Výpočtové programy spuštěné na stolních počítačích mohou modelovat účinky odporu půdy a vytvářet podrobné výpočty vzestupu potenciálu Země pomocí různých technik, včetně metody konečných prvků.
Úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (OSHA) označil OOP jako „známé nebezpečí“ a vydal předpisy upravující eliminaci tohoto nebezpečí na pracovišti.
IEEE Std. 80-2000 je standard, který se zabývá výpočtem a prostředky omezování krokových a dotykových napětí na přijatelnou úroveň.
[1] Pracovní výbor ACIF CECRP / WC18, AS / ACIF S009: 2006 Instalační požadavky na kabeláž (pravidla kabeláže) , Australian Communications Industry Forum, North Sydney, Austrálie (2006) ( ISBN 1-74000-354 -3 )