当电气设备发生碰壳故障、导线断裂落地或线路绝缘击穿而导致单相接地故障时，电流便经接地体或导线落地点呈半球形向大地流散，人触及故障设备外壳或进入散流区域会发生接触电压或
跨步电压触电。触电伤害的结果与跨步电压与接触电压的大小有着直接关系。
一般情况下，接地线的阻抗可不计，则M上所呈现的电位即为Ud。当人在流散区内时，人所处的地电位为Uφ。此时如人接触M，由接触所产生的故障电压Uf=Ud-Uφ。人站立在地上，而一只脚的鞋、袜和地面电阻为Rp，当人接触M时，两只脚为并联，其综合电阻为Rp/2。在Uf的作用下，Rp/2与人体电阻RB串联，则流经人体的电流IB=Uf/（RB+Rp/2），人体所承受的电压Ut=IB·RB=Uf·RB/（RB+Rp/2）。这种当电气装置绝缘损坏时，触及电气装置的手和触及地面的双脚之间所出现的接触电压Ut与M和接地极间的距离有关。当M越靠近接地极，Uφ越大，则Uf越小，相应地Ut也越小。当人在流散区范围以外，则Uφ=0，此时Uf=Ud，Ut=Ud·RB/RB+Rp/2），Ut为最大值。由于在流散区内人所站立的位置与Uφ有关，通常以站立在离电气装置水平方向0.8m和手接触电气装置垂直方向1.8m的条件计算接触电压。如电气装置在流散区以外，计算接触电压Ut时就不必考虑上述水平和垂直距离。
接触电压图中所示，当任一台
电动机绝缘损坏，发生碰壳短路时，因为它们的外壳接在同一接地极上，3台电动机外壳都得到与接地极相同的对地电压U。人手接触任一电动机外壳时，在人的手和脚之间都将承受接触电压，而且距接地体越远，接触电压越高。
接触电位差主要产生于电力系统的
短路电流，也可能来自雷击电流。为了避免接触电压对人身的伤害，接地网的外缘应该闭合，外缘各角应做成圆弧形。如仍不能满足要求，可敷设水平均压带。接地网边沿经常有人通过的地方，可铺设砾石或
沥青路面，也可敷设均压带。中国有关标准规定，在大
接地短路电流系统发生单相接地或同点两相接地时，地面到设备水平距离0.8m处与设备外壳（或与外壳相连的架构）或墙壁离地面垂直距离1.8m处之间的电位差应满足下式规定 式中ρ为人脚站立处地表的
土壤电阻率（Ωm），t为接地短路电流的持续时间 (s)。在小接地短路电流接地系统中发生单相接地时，一般并不迅速切断故障，接地电流的持续时间比较长，所以，须把接触电位差的允许值降低。此时，Et应满足下式的规定Et=50+0.05ρ
电力工程建设中出现的接地电阻测量值满足要求而接触电势和跨步电势值却严重超标的现象，分析接触电压和跨步电压的作用，提出相应的改造方法，以避免过大的接触电压和跨步电压对人体造成的伤害。