1. Điện áp bước 

• Trường hợp dây dẫn bị đứt rơi xuống đất sẽ có dòng điện chạm đất. Khi cách điện của thiết bị hư hỏng, nếu vỏ thiết bị được nối đất sẽ có dòng điện đi vào trong đất và tạo nên xung quanh điện cực nối đất 1 vùng có dòng điện dò và điện áp phân bố trong đất.
• Về phương diện an toàn, dòng điện chạm đất làm thay đổi cơ bản trạng thái của mạng điện (điện áp giữa đất và dây dẫn thay đổi, xuất hiện các điện thế khác nhau giữa các điểm trên mặt đất và gần chỗ chạm đất). Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên ở điểm chạm đất một vùng dòng điện dò trong đất và điện áp trong vùng này phân bố theo một định luật nhất định.

Bằng tính toán và thực nghiệm, người ta thấy rằng điện áp trong vùng này phân bố theo dạng hypebôn và có đường cong phân bố điện áp như sau:
Bằng thực nghiệm, ta có:

•  68% điện áp rơi trong phạm vi 1 m.
•  24% điện áp rơi trong khoảng (1-10)m.
•  Cách xa hơn 20m, điện áp coi như bằng 0.

– Do đó ta có, điện trở nối đất chính là điện trở của khối đất nửa bán cầu có bán kính là 20m.
– Nếu có điện áp đặt lên thiết bị nối đất Rd là Ud thì dòng điện đi vào trong đất Id
– Khi người đứng trên mặt đất thường 2 chân ở 2 vị trí khác nhau, nên người sẽ phải chịu sự chênh lệch giữa hai điện thế khác nhau Ux và Ux+a (hình). Sự chênh lệch điện thế như vậy được gọi là điện áp bước:
Trong đó:

• a là độ dài của bước chân (0,40,8)m.
• x là khoảng cách đến chỗ chạm đất.

– Điện áp bước bằng 0 khi đứng ở khoảng cách xa hơn 20m hoặc 2 chân đứng trên vòng tròn đẳng thế. – Điện áp bước có trị số khá lớn nên dù không tiêu chuẩn hoá Ub nhưng để đảm bảo an toàn, qui định là khi có chạm đất phải cấm người đến gần chỗ bị chạm đất với khoảng cách sau:  + Từ 4 m ÷ 5 m với thiết bị trong nhà  + Từ 8 m ÷ 10 m với thiết bị ngoài trời

2. Điện áp tiếp xúc
Điện áp tiếp xúc :  là điện áp đặt vào người khi người chạm phải vật mang

điện.  Khi thiết bị có nối đất bị hư hỏng cách điện, khi đó vỏ thiết bị mang điện áp là:                                           Ud = Id. Rd
– Nếu người tiếp xúc với một thiết bị được nối đến điện cực và đứng hai chân chụm nhau trên đất, thì dòng điện chạy qua cực tiếp đất này sẽ tạo nên điện áp tiếp xúc.
– Điện áp tiếp xúc :
Utx =Ud – Ux
Trong đó:
– Id là dòng điện đi vào trong đất
– Rd là điện trở nối đất.
– Ux là điện áp tại điểm cách cực nối đất 1 khoảng là x.
– Utx càng lớn khi người đứng càng xa cực tiếp đất.
– Nếu người đứng cách xa vật 20m thì:
Ux = 0 → Utx =Ud