Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага?

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

В любых электрических сетях человек, находящийся в зоне растекания тока, может оказаться под напряжением шага и напряжением прикосновения.

Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек.

Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается, так как сечение проводника (почвы) увеличивается пропорционально квадрату радиуса, и на расстоянии, примерно равном 20 м, может быть принят равным нулю. Опасность напряжения шага увеличивается, если человек, подвергшийся его воздействию, падает: напряжение шага возрастает, так как ток проходит уже не через ноги, а через все тело человека.

Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (т.е. заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.д.

Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта) с учетом коэффициентов:

Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

Напряжением шага (шаговым напряжением) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12. 1. 009-76).

По территории завода был проложен временный гибкий кабель. Кабель лежал на пути перемещения ручной тележки, поэтому в этом месте он был прикрыт железным листом, при перемещении груженой тележки кабель был поврежден и одна из его жил была в соприкосновении с листом. В результате вокруг листа возникло шаговое напряжение.

Источник

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Московский энергетический институт (ТУ)

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Учебно-методический комплекс

Справки по телефону: 362-71-32; e-mail: NovikovSG@mpei.ru доцент Новиков С.Г.

2. Явления при стекании тока в землю

F. Практическое занятие «Явления при стекании тока в землю, напряжение прикосновения и шага»

Пример решения задачи на напряжение прикосновения и шага

Задача

Ток стекает в землю через полушаровой заземлитель.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

1) На расстоянии x1 = 2,2 м от места замыкания на землю стоит человек (см. рисунок). Определить для него напряжение шага, если размер шага а=0,8 м.

2) На расстоянии x2 = 4 м расположена металлоконструкция (см. рисунок). Определить напряжение прикосновения для человека, касающегося металлоконструкции и находящегося на расстоянии x3= 8 м или x4 = 25 м от места замыкания.

При решении задачи принять удельное объемное сопротивление грунта r = 100 Ом*м, а сопротивления растеканию тока основания, на котором стоит человек, равным нулю.

Решение:

Потенциал любой точки поверхности земли вблизи одиночного полушарового заземлителя можно определить по формуле (2.8)

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

следовательно напряжение прикосновения для этого случая равно

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Ответ задачи: 1) 40 В; 2) 30 В, 60 В.

Усложним задачу.

1) Для человека, стоящего на расстоянии x1 = 2,2 м определим напряжение шага с учетом того, что сопротивление растеканию тока с одной ноги человека R н = 2 кОм.

Решение:

где U ш – напряжение шага, рассчитанное без учета R осн ;

b 2 – коэффициент напряжения шага :

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

При этом Uш = 40 * 0,2 =8 В.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

В нашем случае Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Следовательно, искомое напряжение прикосновения U ‘ h = 60 * 0,1 = 6 В.

Решите аналогичные задачи самостоятельно.

На участке небольшой протяженности земля используется в качестве проводника, по которому протекает ток от одного полушарового электрода к другому (см. рисунок ).

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Значение тока I о = 1,0 А; удельное сопротивление земли r = 200 Ом * м; радиусы заземлителей r = 0,05 м; расстояния: L1 = 3 м, L2 = 40 м, L3 = 2 0 м; сопротивление тела человека Rh = 1000 Ом.

Ответ задачи : U пр 1 = 482 В; U пр 2 = 768 В; U 0 = 1636 В.

Если Ваш ответ не совпал с приведенным, повторите раздел Напряжение прикосновения

Определить напряжение прикосновения для человека, стоящего на полушаровом заземлителе в токопроводящей обуви и касающегося токоведущей части (см. рисунок ).

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Радиус каждого заземлителя r = 0,05 м; расстояния между соседними заземлителями х = 1,0 м; ток, проходящий по схеме в землю, I 0 = 0,5 А; земля однородная с удельным сопротивлением r = 1000 Ом * м.

Ответ задачи : U пр= 135 В.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Глубина погружения шара в землю t = 4 м; наибольшее значение тока I з = 60 А; расчетное удельное сопротивление земли r = 80 Ом * м; минимально возможное ( по производственным условиям ) расстояние от точки С до человека L = 2 м; длина шага человека а = 0,8 м.

Ответ задачи : U ш = 14,5 В; j з = 1000 В

Источник

Напряжение шага и прикосновения

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Рис. Схема прикосновения человека к заземленному оборудованию при напряжении прикосновения:

Напряжение прикосновения и величина тока, протекающего через организм человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки переменного тока частотой 50 Гц, не должны превышать соответственно 2 В и 0,3 мА.

Снизить напряжение прикосновения и силу тока можно за счет малого сопротивления системы защитного заземления или увеличения потенциала поверхности в зоне растекания тока на землю.

При наличии токопроводящих полов или грунта человек, находящийся недалеко от корпуса электрооборудования, на которое произошло замыкание тока, может оказаться под напряжением шага U Напряжение шага возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю.

Характер распределения потенциалов на земной поверхности подчиняется гиперболическому закону.

На расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10 м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20 м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника-земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока. По мере удаления от заземлителя сечение проводника-земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока.

Человек, находясь в зоне растекания тока, даже не прикасаясь к поврежденному оборудованию, может попасть под высокое напряжение.

Это происходит потому, что различные точки земли, которых касаются ноги человека, имеют различные потенциалы.

Из равенства следует, что напряжение шага зависит от тока замыкания, ширины шага, расстояния от человека до места замыкания тока на землю, а также от удельного сопротивления грунта. По мере удаления от места замыкания напряжение шага становится меньше.

Следует отметить, что характер зависимости напряжения шага от расстояния между человеком и заземлителем противоположен той же зависимости напряжения прикосновения, которое увеличивается с увеличением расстояния.

Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю и, в частности, лежащего на земле провода.

Источник

Все о шаговом напряжении

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Сегодня мы поговорим о напряжении шага.

Обсудим причины его возникновения, риски, связанные с попаданием под воздействие шагового напряжения, расскажу как избежать поражения током и не только.

Эту информацию необходимо знать каждому!

Что такое шаговое напряжение

Как часто вы видите ток, протекающий по проводам? Всем известно, что ток невидим. Увидеть его, значит столкнуться с аварийной ситуацией лицом к лицу.

Если оголенный провод падает на землю, такой реакции не происходит, но вокруг места касания этого провода будет напряжение. На расстоянии шага оно представляет большую опасность.

В этой и подобных ситуациях: разницу потенциалов между двумя точками электрической цепи тока, находящимися на расстоянии шага одна от другой, на которых одновременно стоит человек, называют шаговым напряжением или напряжением шага.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Чтобы разобраться откуда возникает данное напряжение рассмотрим причины.

Причины возникновения шагового напряжения

По принципу проводимости электрического тока все материалы делятся на проводники и диэлектрики. Так, например, земля являет проводником, особенно в сырую погоду. Если при обрыве провода линии электропередачи, он касается земли, то там образуется опасная зона, в которой и возникает напряжение шага.

Подобная ситуация происходит, когда молния попадает в молниеотвод, который соединён с электроустановкой. В этом случае образуется контакт между токопроводящими элементами установки и землей, на которой образуется зона под напряжением.

Причиной для образования зоны опасного напряжения шага может послужить:

Все вышеперечисленные случаи представляют опасность для людей и животных.

В чем заключается опасность

Представьте ситуацию: на земле лежит оборванный провод и как может показаться на первый взгляд не представляет никаких признаков угрозы, а ведь он может быть под напряжением.

Напомню, земля — хороший проводник электричества. Когда человек оказывается в непосредственной близости с проводом, он незаметно попадает под действие шагового напряжения. Опасность заключается в том, что между ног образуется разность потенциалов.

Попадая под воздействие электрического тока, человек пытается сделать шире шаг, а в этот момент разница потенциалов становится выше. В итоге непроизвольные судорожные сокращения мышц приводят к падению человека на землю.

При падении происходит увеличение расстояния между точками касания земли, что в свою очередь представляет повышенною опасность.

Когда мы говорим про оборванный провод, касающийся земли своим оголенным концом, то и не задумываемся какую опасность он может представлять. Чем выше напряжение поврежденной линии, тем более опасна зона действия этого напряжения.

Целые воздушные линии или кабельные системы не представляют опасности, но при аварийной ситуации природного или технического характера они представляют большую угрозу.

Например попадание молнии в молниеотвод, опору электропередач или просто в дерево, вызывает растекание электрического тока через проводники на землю. В этом месте и образуется опасная зона шагового напряжения.

Правило выживания гласит:

Во время грозы и молнии нужно подальше находиться от высоких деревьев, зданий и строений.

В сырую погоду вообще старайтесь не приближаться к открытым (неизолированным) электроприборам и технике. Помните, если одной ногой стоять на заземлителе, а второй на расстоянии шага от него, то к добру это не приведет. И учитывайте, что среднестатистическая длина шага мужчины, равна 0,81 м.

Тело человека включается в электрическую цепь, как нагрузка, и происходит вредное воздействие электрического тока на организм. Но если обувь человека сделана из не проводящих ток материалов, например в резиновых сапогах – вероятность получения травмы меньше.

Риском в данной ситуации может стать наличие алкоголя в крови и наличие открытых ран на ногах. Потому что данный факт влияет на проводимость человека. А так как кожа является защитным диэлектриком, то нарушение кожного покрова снимает вашу защиту.

Помимо проводимости, риском может стать температура окружающей среды. Ведь чем она выше, тем более опасно находиться в зоне риска.

Во всех ранее перечисленных случаях представлена опасность шагового напряжения для жизни человека, животных и особенно детей. Поэтому ограничьте игру ваших детей вблизи электроустановок.

Зона опасности шагового напряжения

Зона растекания тока может быть в радиусе порядка 10 и более метров от места касания земли оборванного провода. Радиус зоны опасности, которая находится под напряжением, зависит от нескольких факторов.

Во-первых: расстояние от источника опасности. Чем удаленнее, тем опасность меньше.

Во-вторых: напряжение линии оборванного провода: 0,4; 1; 3; 6; 10; 35; 110; 220 кВ.

Если влажность земли, по которой будет протекать ток, будет выше нормы, то нужно принять во внимание, что в перечисленных выше случаях радиус действия увеличивается. Исходя из всех вышеперечисленных условий, особо опасной является зона, расположенная в радиусе 8-10 метров от источника.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

В радиусе действия напряжения необходимо передвигаться соблюдая технику безопасности.

Передвигаться нужно не отрывая ног от земли с шагом не более длины стопы. Ни в коем случае не касайтесь руками оголенных проводов и кабелей, пока не убедитесь, что напряжение снято!

Бежать или двигаться по спирали в радиусе действия шагового напряжения.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Согласно правилам, передвижение ремонтного персонала в радиусе поражения током должно выполняться после проведения расчета предельного шагового напряжения и его радиуса.

Расчет шагового напряжения

Рассчитывают величину напряжения по формуле:

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Из формулы видно, что напряжение шага напрямую зависит от тока короткого замыкания, удельного сопротивления грунта и обратно пропорционально разнице потенциалов между двух точек грунта, умноженной на 2π.

Под двумя точками подразумевают разность соотношений между длиной до места аварии и суммой расстояний от места повреждения до субъекта и расчетную длину шага. При расчетах, шаг человека или животного принимают значение равное 0,7-1 метр.

Так как шаговое напряжение протекает сквозь землю, а она в свою очередь состоит из разных слоев грунта, то для проведения точных расчетов необходимо умножить сопротивление грунта на соответствующий коэффициент.

Пример расчета.

При токе замыкания на землю в 400 Ампер, сопротивлении грунта 150 Ом*м (суглинок), расстоянии от человека до места касания проводом земли в 15 метров и расстоянии шага 0,50 м мы получаем напряжение 20,5 Вольт.

Ток замыкания будет зависеть от напряжения сети и соответственно, чем он выше, тем больше напряжение шага. Отсюда и вытекает рекомендация по сокращению расстояния при ходьбе в опасной зоне. Но чем ближе к источнику опасности, тем напряжение больше в несколько раз.

На расстоянии от источника 10 метров напряжение шага, при тех же параметрах, будет уже 45 Вольт, что в свою очередь является небезопасным для человека.

Выход из зоны шагового напряжения

Когда вы поздно заметили оголенный провод, касающийся земли, то есть оказались в зоне действия, то передвигаться нужно «гусиным шагом», направляясь прямо от места касания провода в противоположную сторону.

Прыгать или передвигаться на одной ноге, как советуют некоторые люди — опасно!

Так как при падении все ваше тело окажется под действием того напряжения, от которого вы хотели уйти. В таком случае поражение будет нанесено всему организму. Будьте внимательны!

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Первая помощь при поражении током

Постоянно думай о собственной безопасности!

Пострадавшего независимо от его самочувствия следует направить в лечебное учреждение.

Что нельзя делать с пострадавшим и почему:

Средства защиты

По регламенту «Охраны труда» рабочие должны соблюдать меры защиты и передвигаться по зоне в диэлектрических ботах, иметь при себе диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, измерители напряжения, монтажные инструменты с изолирующими рукоятками.

Что касается работников электрических профессий самым основным риском является работа без наряда допуска. Когда вы знаете, что должно быть отключено и где заземлено, вы можете работать безопасно.

Помимо наряд-допуска существует оценка риска, которая поможет вам сориентироваться на объекте и избежать опасности. Оценка риска — это документ, в котором указан предполагаемый ущерб здоровью и жизни работника, связанный с производством работ на объекте.

В завершении жизненная мудрость. Будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности, это поможет вам спасти вашу жизнь. Всегда смотрите не только по сторонам, но и под ноги, тем более, если находитесь в знакомой вам местности, порой за ночь может все измениться.

Источник

Что такое шаговое напряжение и чем оно опасно

Шаговое напряжение – особенное физическое явление, возникающее около упавшего провода. Ток растекается по земле, таким образом создается потенциал между точками. Примерное расстояние потенциала составляет один человеческий шаг – приблизительно 80 см. Часто потенциал имеет опасной для здоровья и жизни напряжение. В зависимости от величины напряжения и расстояния между точками может быть от 10 до нескольких киловольт.

Такое часто происходит после бури или урагана, когда порывы ветра обрывают провода, и они падают на землю, при этом питание на них еще подается. В данной статье будет рассказано о том, как появляется подобное явление, какую физическую природу оно имеет и как возможно его избежать. В качестве дополнения в статье содержатся несколько видеороликов и одну научно-популярную статью.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Что такое напряжение шага

Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Шаговое напряжение зависит от удельного сопротивления грунта и силы протекающего через него тока. Шаговое напряжение – это напряжение между двумя точками на земле на расстоянии шага, возникающее вокруг точки замыкания на землю токоведущей линии. Наибольшая величина этого напряжения наблюдается на расстоянии 80 – 100 см от точки касания провода с землей, затем оно бистро понижается и на расстоянии 20 м практически становится равным нулю.

В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др. — интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя. Очень часто путают напряжения прикосновения и напряжение шага. Напряжение прикосновения – это разность потенциалов двух точек электрической цели, которых одновременно касается человек, а напряжение шага есть напряжение между двумя точками поверхности земли в зоне растекания тока, отстоящими друг от друга на расстоянии одною шага.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Шаговое напряжение при одиночном заземлителе

Шаговое напряжение определяется отрезком, длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя. Допустим, что в земле в точке О размещен один заземлитель (электрод) и через этот заземлитель проходит ток замыкания на землю. Вокруг заземлителя образуется зона растекания тока по земле, т. е. зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами заземления на землю, может быть условно принят равным нулю.

Причина этого явления заключается в том, что объем земли, через который проходит ток замыкания на землю, по мере удаления от заземлителя увеличивается, при этом происходит растекание тока в земле. На расстоянии 20 м и более от заземлителя объем земли настолько возрастает, что плотность тока становится весьма малой, напряжение между точками земли и точками еще более удаленными не обнаруживается сколько нибудь ощутимо.

Если измерить напряжение Uз между точками, находящимися на разных расстояниях в любом направлении от заземлителя, а затем построить график зависимости этих напряжений от расстояния до заземлителя, то получится потенциальная кривая ) Если разбить линию ОН на участки длиной 0,8 м, что соответствует длине шага человека, то ноги его могут оказаться в точках разного потенциала Чем ближе к заземлителю, тем напряжение между этими точками на земле будет больше (Uaб > Uбв; Uбв > Uвг)

Шаговое напряжение для точек В и Г определяется как разность потенциалов между этими точками

где B —коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой 1. Наибольшие значения напряжения шага и коэффициента B будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит на заземлителе, а другая нога на расстоянии шага.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Безопасный выход из зоны поражения

Безопасным считается расстояние более 20 метров от источника высокого потенциала. Несмотря на это, считается, что максимальный радиус поражения шагового напряжения составляет 8 метров, если в месте обрыва опасное напряжение составляет выше 1000 вольт и 5 метров, если значение не превышает 1000 вольт. В то же время начиная с 380 В и выше, напряжение считается опасным, т.к. способно вызвать такой шаговый потенциал.

Чтобы покинуть опасную зону, безопасно выйти, не нужно быстро бежать, делая длинные шаги. Шаговое напряжение увеличивается при увеличении длины шага, и наоборот. Пока ноги рядом угрозы для жизни не возникнет. Выходить из зоны высокого электрического потенциала нужно, переступая с ноги на ногу, делая небольшой шаг в пределах размера ступни (такое перемещение еще называют гусиным шагом).

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Шаговое напряжение и выравнивание потенциалов

Многие из нас еще с детства помнят о том, что оголенный оборванный провод, упавший на землю, – это очень опасно. Помнятся различные страсти-мордасти про мокрую погоду и про несчастных жертв, даже не имевших «счастья» прикоснуться к металлу, находящемуся под напряжением и ставшему причиной их травмы. Всего-то их и угораздило пройти в опасной близости от поврежденной линии – и этого оказалось более чем достаточно.

Но что же это за явление, благодаря которому провод, «невинно» полеживающий в стороне становится смертельной угрозой? Всем известно, что электротравму человеку может нанести только проходящий через его тело электрический ток. А электрическому току нужен свободный путь. Необходимо, как минимум, две точки приложения на теле того, кому не повезло: одна из них – фаза, откуда ток может прийти, а вторая – ноль, куда он может свободно уйти.

Но позвольте, какая «фаза»? Ну, «ноль» – еще понятно, но откуда «фаза», если человек спокойно шагает себе по земле и никаких проводов даже не трогает? Ничего ведь такого, кажется, и нет – просто влажная земля. Тропинка, например. Ну да, фазный оборванный провод лежит неподалеку в кустах. Но он же непосредственно на землю и замкнулся – цепь не включает в себя прогуливающегося пешехода и ток через него идти не должен. Но это только так кажется.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Бояться было бы нечего, если бы земля была отличным проводником с сопротивлением, близким к сопротивлению металла. Тогда обрыв провода и падение его на землю завершались бы банальным коротким замыканием. Срабатывала бы максимально-токовая защита, или сгорал бы оборванный провод, но в любом случае долго бы это не продолжалось. А на самом же деле удельное электрическое сопротивление грунта составляет минимум 60 Ом*м, а чаще всего и больше, даже если погода влажная и идет дождь. Поэтому при обрыве повода и замыкании его на землю для электрического тока просто возникает новая цепь: фазный провод – земля – заземленная нейтраль трансформатора.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Говоря по-научному, на единственном существенном сопротивлении цепи провод-земля-нейтраль – влажном грунте – происходит падение напряжения (изменение электрического потенциала) от 220 вольт возле упавшего провода до нуля у нейтрали трансформатора.

Падение это происходит нелинейно, но суть сводится к тому, что чем ближе к проводу – тем стремительнее возрастает потенциал земли. Значит, чем ближе к месту обрыва – тем большая разность потенциалов между двумя точками поверхности, расположенными на определенном расстоянии. А несчастный прохожий может стоять одной ногой на первой из этих точек и другой ногой – на второй из них. При этом он, конечно, воспримет на себя возникшую разность потенциалов, а это может оказаться практически все фазное напряжение, если провод близко.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Физика и физиология

Шаговое напряжение — это разность потенциалов между двумя участками почвы. При ударе молнии ток «растекается» в почве, создавая зону с высоким потенциалом. При наличии поблизости проводников, может формироваться цепь. Таким проводником может стать человек: ток входит через одну ногу, а выходит через другую, превращая тело в «нагрузку». Ситуация эта крайне опасная, поскольку высокое напряжение вызывает паралич мышц, как от электрошокера. В результате человек может упасть на руки, и, при многокомпонентных молниях, ток последующих разрядов пойдет через сердце, повышая риск его остановки. Если же земли коснется голова, резко увеличивается риск необратимых повреждений центральной нервной системы.

В правой части рисунка схематично изображено воздействие шагового напряжения, которое создает нагрузку через ноги (красная стрелка) — поэтому оно и получило название шагового. Обычная молния может нести десятки тысяч ампер тока (I1-2), в результате чего разность потенциалов (V1-V2) может превысить десятки тысяч вольт. Поскольку существует разность напряжений между двумя точками (ногами), то человеческое тело представляет собой комплексное электрическое сопротивление и выступает в роли нагрузки. Величина тока (Ib), проходящего через тело, в этом случае зависит от сопротивления стопы (Rf) и тела (Rb).

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Проблема в том, что воздействие импульсного тока молнии на живые организмы изучено плохо. Возможность рассчитать ориентировочную величину тока и напряжения шага есть, а вот результат их взаимодействия с организмом человека менее предсказуем. Удары молний, в том числе шаговым напряжением, имеют уникальные «физиологические особенности». Прежде всего, это связано с тем, что молнии хоть и несут огромное количество энергии, но выделяется она в очень короткий промежуток времени: 1/10000—1/1000 секунды. Такие удары редко вызывают сильные ожоги и повреждения внутренних органов, как в случае ударов током от обычного электрооборудования. Но молния способна воздействовать на сердце и нервную систему, в том числе периферические нервы.

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

В своих вебинарах для проектировщиков систем молниезащиты доктор технических наук, профессор Эдуард Меерович Базелян неоднократно отмечал отсутствие четкого определения опасной величины шагового напряжения. Так, известно, что импульсное воздействие молнии 6 кВ может вызвать фибрилляцию сердца и возможную остановку сердцебиения. Но физиология организма людей сложна, и даже меньшее воздействие способно вызвать тяжелые травмы и привести к смерти. В случае с кардиостимуляторами и другими каналами прямого доступа тока к сердечной мышце, иногда достаточно кратковременного воздействия 1 мА для фибрилляции.

Как освободить человека

Если вы были не одни и ваш спутник впереди внезапно упал, попав в зону растекания шагового напряжения, потому что электроток вызвал непроизвольное сокращение мышц ног, не стоит бросаться к нему бегом. Нужно оценить ситуацию и подходить к нему мелкими шагами, обмотав руки сухой одеждой, оттянув пострадавшего из зоны поражения.

Под шаговое напряжение можно попасть и дома, прикоснувшись к включенному в сеть неисправному электроприбору, образовав таким образом электрическую цепь. Для избежания таких несчастных случаев в квартирном щитке необходимо установить УЗО либо организовывать систему заземления вместе с системой уравнивания потенциалов.

Что делать если на ваших глазах человек попал под действие электротока в помещении? Не паниковать, первым делом нужно разорвать цепь, выключив рубильник или автомат питания. Если нет такой возможности, сухим деревянным предметом, обмотав руки сухой одеждой, помня о своей безопасности, попытаться освободить пострадавшего этим предметом, откинув его или поместив между человеком и источником, чтобы разорвать цепь. На картинках ниже показаны меры, которые нужно предпринять для освобождения пострадавшего, в том числе после поражения шаговым напряжением:

Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Смотреть картинку Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Картинка про Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага. Фото Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага

Освободив человека, оттяните его в безопасное место, прощупайте пульс и посмотрите на реакцию зрачков на свет. Вызовите скорую и начинайте экстренную сердечно-легочную реанимацию, искусственное дыхание и массаж сердца, до приезда бригады скорой помощи. Если пострадавший пришел в сознание положите его набок, чтобы внезапный рвотный рефлекс не попал в дыхательные пути. Более наглядные пошаговые действия вы можете узнать в нашей статье — как оказать помощь при поражении электрическим током. Помните что каждый пункт в правилах, это жизнь или горький опыт пострадавшего.

Правила перемещения в опасной зоне

Необходимо как можно быстрее отключить электричество с помощью выключателя, рубильника, вынуть вилку из розетки.

Способы защиты, электробезопасность

Если вы увидите лежащий на земле провод – ни в коем случае нельзя к нему приближаться. Опасная зона может быть от 5-8 метров вокруг точки соприкосновения провода с землей и больше, в зависимости от класса напряжения линии и состояния земли (мокрая земля увеличивает пространство растекания электрического тока).

При ударе молнии в дерево, молниеотвод или опору электропередач электрический ток поступает в землю и растекается в грунте во все стороны до нескольких десятков метров. В таких местах и может быть шаговое напряжение. То же самое происходит и возле упавшего на землю электрического провода, находящегося под напряжением. Представим себе, что разряд молнии пришелся в дерево, вблизи которого в это время стоял человек.

Электрический ток молнии, попадая в землю и растекаясь в ней, проходит и под ногами человека. Если ноги расставлены, то ток входит в одну ногу и, пройдя через тело, уходит в землю через другую. Это и есть шаговое напряжение, в этом случае человек находится под шаговым напряжением.

Чтобы человек не подвергался воздействию тока, там где шаговое напряжение, необходимо все устройства защитного заземления размещать там, где нет людей. В частности, молниеотводы в сельской местности следует заземлять не ближе 4 метров от стен домов и обязательно их ограждать.

Во время грозы надо держаться подальше от опор электропередач, нельзя стоять вблизи высоких деревьев, особенно на открытой местности. Это необходимо и потому, что возле любого выделяющегося на поверхности земли предмета (дерево, мачта, опора ЛЭП, молниеотвод) во время грозы создаются условия, при которых молния устремляется именно к этому предмету, где может случиться шаговое напряжение. Как правило, она поражает все, находящееся в радиусе десятков метров.

При поражении молнией человека, там где произошло шаговое напряжение, пострадавшему надо обязательно сделать искусственное дыхание и закрытый массаж сердца. И немедленно доставить в лечебное учреждение или вызвать «скорую помощь».

В энергетике существует такой термин как «Техника безопасности» – он появился не просто так. Каждая строчка этого свода правил безопасности на действующих и отключенных электроустановках имеет свою историю, которая закончилась плачевно. Поэтому не стоит пренебрегать этими простыми советами, чтобы не попасть под действие электрического тока совершенно неожиданно для себя.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *