Пошаговое напряжение электрического тока

Содержание

Понятие шагового напряжения и пути его преодоления

Пошаговое напряжение электрического тока
Гуляя по пустырю или в лесу, в поле, возле линий электропередач, и даже в городе возле своего дома, увидев кабель лежащий на земле, не спешите радоваться своей находке и возможной выгоде потому что это может быть опасно. Как от камня брошенного в воду, во все стороны от него растекается ток, с каждым сантиметром ослабевая. Электричество не имеет цвета и запаха, и никак себя не проявляет если нет контакта. Невозможно на глаз определить, есть напряжение в проводе или нет.

Определение опасности

Что такое шаговое напряжение — это напряжение, которое может возникнуть вблизи от упавшего рабочего провода или кабеля, растекаясь по поверхности земли и создавая опасный потенциал между двумя точками, на расстоянии одного шага человека (обычный шаг взрослого мужчины около 80 см). В зависимости от напряжения и расстояния до точки контакта провода и нахождении человека эта величина может достигать от десяти до нескольких тысяч вольт на один шаг.

Часто, после бури упавшие деревья ложатся на воздушные линии, обрывая провода или ломая опоры кидают ВЛ на землю, создавая таким образом причину данного явления, и опасность возникновения потенциала в зоне возможного поражения. Во время таких аварий отключение на подстанции происходит в несколько этапов.

Сначала автоматически подается повторно напряжение, проверяя устранилась ли причина. Это нужно в том случае, если возможно причина самоустранилась, освободив линию из своих ветвей или лап в случае мелких животных или птиц, которые по неосторожности перекрыли воздушный изолятор.

Нет гарантии что автоматика отработает четко, определив обрыв или провисание провода с качающейся веткой и обесточив линию.

Пересекая линии электропередач убедитесь в отсутствии на вашем пути свисающих проводов и лежащих на деревьях кабелей. По стволу также расходится ток, создавая потенциал вокруг него.

Пример опасной ситуации вы можете просмотреть на видео:

Наглядное действие дерева на ЛЭП

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). Ни в коем случае не пробуйте выпрыгнуть из зоны поражения на одной ноге.

Такой способ выхода конечно действенный, но если вы упадете на руки либо локти, возникнет шаговое напряжение более высокой величины, что может сразу же привести к летальному исходу.

Эффективными средствами защиты при такой опасности считаются галоши и перчатки из диэлектрической резины. Если вдруг под рукой у вас оказались такие средства, обязательно нужно передвигаться в них.

С условиями безопасного выхода из зоны растекания электрического тока вы можете также ознакомиться, просмотрев видеоуроки:

Как передвигаться рядом с обрывом ЛЭПВ каких случаях опасность уменьшается

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:

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.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, что такое шаговое напряжение, какая причина его возникновения и что самое главное — как определить опасность и покинуть эту зону. Берегите себя и напоминаем еще раз — обходите стороной оборванные провода, минимум за 8 метров, т.к. на таком расстоянии опасный потенциал снижается до нуля.

Будет полезно прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/ponyatie-shagovogo-napryazheniya-i-puti-ego-preodoleniya.html

Шаговое напряжения – определение, зона и правила

Пошаговое напряжение электрического тока

Мирно прогуливаясь по полю или пустырю неподалёку от линий электрических передач и увидев провод или кабель на земле, не теряйте бдительность и соблюдайте осторожность. Оборванный кабель не повод радоваться находке, так как он может находиться под напряжением и приблизившись к месту падения человек может попасть под шаговое напряжение.

Сразу этого не понять, поскольку электричество, не имеющее цвета и запаха, не проявляет себя при отсутствии контакта. Определить на глаз напряжение в проводе просто так не получится.

Опасность электрического тока ни в коем случае нельзя приуменьшать, поскольку он чрезвычайно опасен для человека. Для получения удара током не обязательно прикасаться к открытому проводу или корпусу устройства, изоляция в котором неисправна. Велика вероятность попасть под шаговое напряжение, возникающее при падении провода с действующей ЛЭП на землю.

Приветствую всех друзья на сайте «Электрик в доме». Сегодня разберем термин и его понятие, которое в энергетической отрасли очень часть встречается.

Напряжение шага — опаснейшее явление в мире энергетики. Знать определение и понимать, что собой представляет сие явление, помимо электриков, должны и далёкие от данной сферы люди.

Что понимается под напряжением шага

Если говорить о том, что понимается под напряжением шага, то речь о напряжении неподалёку от провода или кабеля, упавшего на землю или расположенного на рабочей поверхности. Достаточно одного человеческого шага (с расстоянием приблизительно 80 см), чтобы создать опасный потенциал между точками.

Величина этого потенциала зависит от класса напряжения электроустановки и расстояния до места повреждения. Чем ближе человек к оборванному проводу, тем опасность поражения электрическим током будет больше. На один шаг человека может образоваться напряжение от десятков до нескольких тысяч Вольт.

Определение шаговое напряжение в нормативных документах звучит так:

После бурь и ураганов деревья падают на воздушные линии. В результате провода обрываются и ломаются опоры. В результате возможность поражения в зоне возле линий достаточно велика.

Аварийные ситуации такого характера ликвидируются на питающей подстанции. На повреждение реагирует релейная защита и отключает поврежденный участок. Но необходимо отметить, что в большинстве случаев после отключения защитами, напряжение на линию подается повторно. Это необходимо в случае самоустранения причины и освобождения линии из веток или лап животных/птиц небольших размеров, случайно перекрывших воздушную изоляцию.

Читайте также  Интернет через электрическую розетку

Но гарантии чёткой работы автоматики при возникновении обрыва или провисании провода рядом с раскачивающейся веткой никто дать не может.

При пересечении линии электропередач следует убедиться в отсутствии проводов и кабелей, которые свисают, расположенных на деревьях. Ток протекает также по стволу, создавая предпосылки для опасности.

Какова зона шагового напряжения

Шаговое напряжение напрямую связано с классом (величиной) напряжения и удельным сопротивлением материала. В основном, речь идёт о грунте. Если его влажность повышена, наблюдается увеличение радиуса действия, поскольку пространство растекания тока по мокрой земле увеличивается.

Увидев провод, лежащий на земле, обходите его стороной и подходите не более, чем на 20 м. Влияние на зону действия оказывают многочисленные факторы, наравне с уровнем воздействия на человека.

Наибольшим радиусом поражения шагового напряжения принято считать 8 м, при опасном напряжении в месте обрыва свыше 1000 В и 5 м при значении до 1000 В.

Для быстрого выхода из зоны опасности НЕ НУЖНО бежать и совершать длинные шаги.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

Для того, чтобы не оказаться жертвой напряжения шага неподалёку от оборванного провода линии электрических передач, следует в обязательном порядке соблюдать правила перемещения в зоне шагового напряжения.

Для начала покиньте зону опасности, удалитесь на безопасное расстояние более 8 м. Для передвижения в зонах действия токов замыкания на землю используйте «гусиный шаг», без отрыва ног друг от друга. Прикасаться к предметам и людям в зоне растекания токов КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Иногда для перемещения в потенциально опасных зонах рекомендуют использовать прыжки на сомкнутых ногах или при помощи одной ноги. Такое способ передвижения в зоне шагового напряжения считается безопасным, поскольку ноги человека при касании земли сомкнуты друг к другу либо человек касается земли только одной ногой.

Такой способ перемещения является безопасным, НО здесь есть свои подводные камни. Стоит человеку споткнуться и стать на расстояние шага, либо человек упадет всем телом на землю и тогда через руки локти и ноги произойдет воздействие повышенного шагового напряжения (так как расстояние между точками соприкосновения будет значительно больше расстояния шага), что может закончиться летальным исходом. Поэтому для перемещения из опасной зоны на землю наиболее безопасен «гусиный шаг».

Для безопасного перемещения в зоне действия шагового напряжение, например для освобождения человека, следует использовать особые электрозащитные средства в виде диэлектрических бот или галошей.

Если к месту обрыва провода возможно приближение людей, до момента отключения поврежденной линии необходимо предупредить их об опасности поражения электрическим током.

В чем опасность оборванного провода

Шаговое и обычное напряжение чрезвычайно опасно для жизни и здоровья человека, поскольку при его воздействии возникает протекание электрического тока.

Если на землю или на поверхность, которая проводит ток, падает расположенный под напряжением провод, по поверхности начинают растекаться токи замыкания.

Воздействие тока наступает в момент касания обеих ног человека земли и двух точек касания, электрический потенциал которых различен. Напряжение шага является разницей потенциалов, вызванных двумя точками соприкосновения ног с землёй. Если ширина шага увеличивается, разность потенциалов также увеличивается, что соответственно приводит большей вероятности поражения электрическим током.

Наибольшее значение шагового напряжения будет рядом с упавшим проводом. По мере удаления от места падения провода значение напряжения пропорционально уменьшается.

Под воздействием электрического тока наступает непроизвольное сокращение мышцы ног с возникновением судорог и падением человека на землю. После этого шаговое напряжение воздействующее через ноги человека прекращает свое действие, однако ситуация становится ещё более опасной в силу поступления тока от рук к ногам. Расстояние между потенциально опасными зонами заметно увеличивается, а поражение оказывается смертельным. Для покидания зоны шагового напряжения используются мелкие шаги.

Наибольшая опасность данного явления представляется не для людей, а для животных. В виду того что у крупного рогатого скота длина шага очень большая, соответственно и значение напряжения будет больше.

Освобождения человека от действия электрического тока

В электроустановках до 1000 В (сети бытового использования в которых присутствует три фазы и ноль) оценив ситуацию, подходить к пострадавшему человеку следует мелкими шагами. Для передвижения следует использовать «гусиный шаг» при приставлении пятки шагающей ноги к носку другой. При этом не следует отрывать ноги от земли. Оттягивать пострадавшего из зоны поражения следует, обмотав руки сухой одеждой.

При нахождении пострадавшего в лежачем положении в зоне шагового напряжения не бегите к нему. Если ваши ноги обуты в обычную, а не в диэлектрическую обувь, то особенно. В зону опасности важен вход в подготовленном состоянии, в диэлектрических перчатках или галошах из резины. Если надлежащей обуви не имеется, приближайтесь к пострадавшему «гусиным шагом», стараясь не отрывать подошв от поверхности земли.

В электроустановках, выше 1000 В, освобождение шагового напряжения выполняется с использованием защитных средств или после отключения электрической установки. Для ускорения процесса отключения можно создать намеренное короткое замыкание на питающей линии. Для этого на линию электропередачи набрасывают на провода проволоку, палку, ветку и т.п.

Если этого сделать невозможно, для подхода к пострадавшему в ОБЯЗАТЕЛЬНОМ порядке применять средства защиты – перчатки, изолирующие штанги, диэлектрическая обувь (боты). Понятно, что у обычного прохожего ничего из перечисленного под рукой не окажется.

Поэтому лучшей помощью в такой ситуации будет сообщение в МЧС и соответствующие службы для отключения поврежденного участка с питающей подстанции.

Если у вас на глазах человек получает поражение электрическим током в помещении, не стоит паниковать. Вначале нужно разорвать цепь, выключить рубильник или автомат питания. При отсутствии данной возможности используйте сухой деревянный предмет, а для обмотки рук — сухую одежду. Следуя правилам безопасности, используйте данный предмет для освобождения пострадавшего. Откиньте его или расположите между человеком и источником для разрыва цепи.

Для освобождения человека следует оттянуть его в безопасное место, прослушать пульс и отследить, как реагируют зрачки на свет. До приезда врачей скорой помощи начинайте сердечно-лёгочную реанимацию в экстренном порядке, искусственное дыхание с массажем сердца.

Методы снижения шагового напряжения на предприятиях

Наиболее надёжной мерой снизить шаговое напряжение является выравнивание потенциалов. Для участка поверхности грунта с возможным фазным замыканием на землю используется оснащение в виде сетки из заземлённых проводников, с закладкой непосредственно под поверхностью.

Принцип работы очень прост: потенциал проводника одинаков во всех точках, поэтому при нахождении на сетки попадание под напряжение исключено. Потенциалы выравниваются на территории распределительных устройств открытого формата (ОРУ) и в прочих местах с потенциальной опасностью.

Оснащение каждой опоры ЛЭП при помощи сетки выравнивания потенциалов не представляется возможным. Любому человеку, даже не электрику, следует проявлять особую бдительность, обращая внимание на состояние окружающих электрических передач, особенно, в дождливую погоду. Важно учитывать ощущения: при «пощипывании» и «потряхивании» в процессе ходьбы можно говорить о воздействии шаговых напряжений.

На этом все друзья, надеюсь, я доходчиво объяснил, что понимается под напряжением шага и почему это явление так опасно для жизни человека.

Похожие материалы на сайте:

  • Расстояние охранной зоны ЛЭП
  • Виды травм электротоком
  • Помощь при ударе током

Источник: https://electricvdome.ru/electrobezopastnost/shagovoe-napryazhenie.html

Исследование возникновения шагового напряжения и напряжения прикосновения

Пошаговое напряжение электрического тока

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯТ

Кафедра электротехники и электроники

Методические указания к лабораторнойработе по БЖД

Набережные Челны

2006

УДК

Исследование возникновенияшагового напряжения и напряженияприкосновения: Методические указанияк лабораторной работе по БЖД. /СоставительН.Ш. Шаякберов.- Набережные Челны:КамПИ; 2002.– 26с.

Методические указания предназначеныдля студентов всех специальностейдневной и заочной форм обучения. Даютсякраткие теоретические сведения повозникновению шагового напряжения инапряжения прикосновения при поврежденииизоляции электроустановок и отеканиитока с корпуса на землю. Предлагаетсяпорядок проведения эксперимента иоформления полученных результатов.

Рецензент: кандидат технических наук,доцент кафедры АиИТ Замараев В.Н.

Печатается порешению научно-методического советаКамского государственного политехническогоинститута.

©Камский государственный политехническийинститут, 2005год.

Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕВОЗНИКНОВЕНИЯ ШАГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ

Цель работы:Исследованиеосновных параметров шагового напряженияи напряжения прикосновения в зонерастекания тока на землю и определениеопасных зон.

Общие положения

Анализ статистическихданных показывает, что несчастные случаина производстве от поражения электрическимтоком, сопровождающиеся временнойутратой трудоспособности составляютпримерно 1%,а имеющие смертельный исход- около40% от их общегоколичества. При этом до80% случаев сосмертельным исходом от пораженияэлектрическим током приходится нанапряженияв 127 и 220В.

Следует отметить, что имеются тысячипредприятий, на которых в результатепроводимых мероприятий по электробезопасностиза многие годы не было случаевэлектротравматизма.

Читайте также  Из каких элементов состоит электрическая цепь?

Причины несчастных случаевот электротока разнообразны имногочисленны, но основными из них приработе с электроустановками напряжениемдо 1000Вможно считать:

1)случайное прикосновениек токоведущим частям, находящимся поднапряжением;

2)прикосновение кнетоковедущим частям электроустановок,случайно оказавшимися под напряжениемвследствие повреждения изоляции илидругой неисправности;

3)попадание под напряжениево время проведения ремонтных работ наотключенном электрооборудовании из-заошибочного его включения;

4)замыкание провода наземлю и возникновение шагового напряженияна поверхности земли или основании, накотором находится человек.

Мероприятия по защите обеспечиваютнедоступность токоведущих частей дляслучайного прикосновения; пониженноенапряжение; заземление и занулениеэлектроустановок; автоматическоеотключение: индивидуальную защиту идр.

Ниже рассматриваются обстоятельствавозникновения шагового напряжения инапряжения прикосновения в результатепробоя изоляции на металлический корпусэлектроустановки.

Часть 1

ИССЛЕДОВАНИЯВОЗНИКНОВЕНИЯ ШАГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Краткие сведения

При передаче электрическойэнергии, например напряжением 380/220Вот силовых трансформаторов, установленныхна подстанции, по кабелям и проводамчерез их изоляцию и емкости относительноземли, а также через изоляцию обмотоки другие элементы электроустановок повсей их длине стекают микроскопическиетоки утечки на землю.

Это происходит ввиду того, что земля является проводниковымматериалом и между нею и токоведущимичастями различных фаз электрическойсети существует разность потенциалов.В связи с тем, что суммарные, полныесопротивления изоляции электросистемыотносительно земли в разветвленныхсетях составляют несколько тысяч Ом,поэтому суммарный ток утечки на землю,распределенный по всей длине электрическойсети составляет не более 100- 200 мА.

Такие токиутечки не представляют какой-либоопасности для человека, касающегосяметаллического корпуса электроустановки.Опасная ситуация возникает, когда вэлектроприемнике, например вэлектродвигателе, происходит повреждениеизоляции и токоведущая часть замыкаетна металлический корпус.

При этомсопротивление изоляции в месте поврежденияпадает до нуля и касание корпусастановится равноценным касанию оголеннойтоковедущей фазы сети, что представляетсмертельную опасность для человека.

Для снижения опасности поражения в этойситуации «Правила устройстваэлектроустановок» («ПУЭ»)предусматривают обязательное заземлениекорпуса электродвигателя, если последнийпитается от сети с изолированнойнейтралью или зануление, еслиэлектродвигатель получает электрическуюэнергию из сети с глухо заземленнойнейтралью силового трансформатора. Внезависимости от режима нейтрали сетипри замыкании токоведущей части накорпус, ток с корпуса электродвигателя через заземляющее устройство изаземлитель- электрод стекаетв землю. Ток, стекая с заземляющегоэлектрода в землю, растекается позначительной поверхности и объемуземли.

Обратно ток замыканияпопадает в сеть из земли только череземкость и изоляцию кабелей, проводов,обмоток и т.п., если система с изолированнойнейтралью и через изоляцию, и заземленнуюнейтраль в системе с глухо заземленнойнейтралью. При этом через изоляцию иемкость в обоих случаях в сеть возвращаютсятоки не более нескольких сот миллиампер,т.к. сопротивление изоляции, какуказывалось, даже в сильно разветвленнойне опускается ниже нескольких килоом(рис. 1.1).

В системе с глухо заземленнойнейтралью напряжением выше 1000Впочти весь ток стекающий в землювозвращается в сеть через заземлениенейтрали силового трансформатора, т.к.сопротивление последнего в несколькотысяч раз меньше суммарного сопротивленияизоляции сети, рис.1.2.

Согласно ПУЭ сопротивлениезаземления нейтрали силового трансформаторадолжно быть не более10 Ом при мощноститрансформатора до100 кВА и не более4 Ом при мощноститрансформатора более100 кВА. В виду чеговеличина тока замыкания на корпус(землю) в сетях с глухо заземленнойнейтралью в сотни, тысячи раз больше,чем в сетях с изолированной нейтралью.

При контакте с землейзаземляющего электрода, находящегосяпод напряжением, будет происходитьотекание электрического тока- тока замыкания наземлю. Замыкание на электрод, расположенныйв грунтах или в земле, обуславливаетвозникновение потенциалов вокруг местазамыкания. Ток, стекая с электрода вземлю, растекается по значительному ееобъему.

Пространство вокругэлектрода, в котором наблюдаетсярастекание тока замыкания, представляетсобой поле растекания. Если в качествезаземляющего электрода использоватьполусферический заземлитель и принять,что земля во всем объекте однородна иобладает одинаковым удельным сопротивлением«»(Ом*см), то ток будет растекаться равномернои симметрично во все стороны, и плотностьего будет убывать по мере удаления отзаземлителя, вследствие увеличениясечения слоя земли, через котороерастекается ток замыкания.

На расстоянии «х» от центраполусферы плотность тока.1, рис. 1.3.определяется по формуле:

J= IЗ/ 2х2, А/см2. (1)

При токе с частотой до50 Гц поле растеканиятока замыкания можно рассматривать какстационарное электрическое поле, прикотором линия плотности тока совпадаетс линиями напряженности электрическогополя Е. Тогда плотностьJтока прямо пропорциональна напряженностиэлектрического поля.

J= Е (1/). (2)

Это выражение позволяетопределить потенциал «A»в любой точке поверхности земли, отстоящейот центра заземлителя на расстоянии«х», как падение напряженности на землена участке от «х» до бесконечности.

(3)

где dU- падение напряжениев отмеченном слое. Его можно выразитьтак

(4)

Если проинтегрировать это выражение,то получается значение потенциала точкиА:

В. (5)

Следовательно, наименьшийпотенциал на поверхности земли будетиметь точка, отстоящая от электрода нарасстоянии «х», равном бесконечности.Практически поле растекания токазамыкания ограничивается полусферойс радиусом20 метров.

Наибольший потенциал наповерхности будет иметь точка, отстоящаяот полушарового электрода на расстоянии«х», равном наименьшему значению, т.е.r- радиусу электрода.

Потенциал непосредственнона заземляющем электродепри этом будет равен:

В. (6)

Потенциал на поверхности земли будетменяться по закону

В, (7)

представляющего собойуравнение равносторонней гиперболы,т.е. уменьшается от наибольшего значения«З»до нуля по мере удаления от заземлителя.Эквипотенциальные линии на поверхностиземли в однородном грунте представляютсобой концентрические окружности,центром которых является центрполусферического, стержневого илидругих форм электродов.

Аналогичная картина стекания тока вземлю происходит при обрыве и падениина землю провода воздушной линииэлектрической передачи (ЛЭП).

Потенциальная кривая отэлектрода -заземлителя любой формы или упавшегона землю провода на относительно большомрасстоянии от него по сравнению сразмером упавшего провода или электродаприближается к потенциальной кривойполушарового электрода.

Наибольшее сопротивление растеканиютока замыкания на землю оказывают слои,находящиеся вблизи электрода, т.к. токпротекает здесь по малому сечению.Поэтому в них происходит наибольшеепадение напряжение. С удалением отэлектрода площади сечений слоев грунтаувеличиваются, и соответственно,сопротивление грунта току замыканияуменьшается. Уменьшается и шаговоенапряжение.

Если человек в проводящей электрическийток обуви будет находится в полерастекания тока замыкания на землю, тоон попадает под действие электрическоготока, определяемого разностью потенциаловмежду двумя точками земли, на которыхон одновременно стоит, т.е. напряжениеммежду двумя ногами. При определенныхусловиях это оказывается опасным дляжизни, поэтому нельзя приближаться кэлектрическому проводу лежащему наземле.

Величина напряжения шага- шаговое напряжениезависит от тока замыкания на землю,сопротивления растеканию тока отзаземлителя (упавшего провода), а такжехарактера распределения потенциала наповерхности земли, длины шага и положениячеловека относительно заземлителя.Напряжение шага увеличивается внаправлении к месту стекания и уменьшаетсяот места стекания.

Для случая, показанного нарис. 1.4.напряжение шага

В (8)

где IЗ- ток замыкания наземлю, А. lШ- длина шага, см; r- расстояние ступниближайшей к заземлителю, см; - удельное сопротивлениегрунта. Ом см; л;прсоответственно, потенциалы левой иправой ноги (конечности).

Перемещениечеловека по кривой равного потенциала(т.е. по эквипотенциальной кривой) невызывает возникновения разностипотенциалов между его ступнями, инапряжение шага в этом случае равнонулю.

Источник: https://studfile.net/preview/3177401/

Шаговое напряжение: определение радиуса, меры защиты

Пошаговое напряжение электрического тока

Электрический ток всегда является потенциальной опасностью для жизни человека. Шаговое напряжение – одно из самых опасных явлений в электротехнике, определение которого знать нужно любому электрику.

Определение

Что это такое – шаговое напряжение? Это определенное напряжение, которое возникает между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом без соприкосновения с ним. Оно равно разности напряжений электричества между объектом и точкой, которая находится на некотором расстоянии от него. Главными факторами, влияющими на него, являются расстояние, удельное сопротивление земли (сетка заземления) и силы тока, протекающего по проводнику.

Фото — Пример шагового вихря напряжения

Опасность шагового напряжения заключается в том, что прикосновения не нужны для поражения током, а после поражения перемещение практически невозможно. За счет того, что земля также имеет определенное удельное напряжение, удар может произойти независимо от действий человека.

Фото — Зависимости размеров шага и напряжения

Причины

Опасное напряжение чаще всего возникает при обрыве электрического локального кабеля, поставляющего электричество к определенному объекту. Опаснее всего в такой момент человеку находиться на болоте, в воде или даже стоять на мокром асфальте, т. к. вода является превосходным проводником электрического тока.

О том, какое напряжение называют шаговым, изучается даже в школах, но, к сожалению, предугадать момент его появления и конкретное поле действия очень сложно. Оно может проявиться из-за перепадов атмосферного давления, возникновения взрыва на электрических подстанциях, при коротком замыкании на проводе в помещении или на улице, и даже от взаимодействия земли с молнией.

Действие

Для того, чтобы предупредить вредное воздействие шагового напряжения, необходимо провести расчет. Он поможет вычислить размер диапазон и его силу.

Фото — Расчет шагового напряжения

Каждый параметр отвечает за определенный показатель, важный при вычислении радиуса. На данной схеме:

  • IЗ – ток короткого замыкания, измеряется в Амперах;
  • ρ – удельное сопротивление грунта, Ом*м;
  • a – расчетная длина шага, м
  • x – расстояние от места повреждения, измеряется в метрах.

Исходя из графика может быть рассчитана зона шагового напряжения и непосредственно его размер:

UШ = (I3 * ρ * a) / 2 π x (x + a). Измеряется в вольтах.

Конечно, точно определить шаговое предельное напряжение и его радиус очень сложно, т. к. нужно рассчитать примерное сопротивление разных слоев почвы и вывести средний показатель, умноженный на определенный коэффициент. Но такая формула поможет провести прикидочные расчеты и вычислить напряжение, диапазон и прочие параметры.

Читайте также  Как подключить водонагреватель к электричеству?

Благодаря этому расчету можно определить не только пошаговое напряжение, но и шаг сетки, что поможет минимизировать вероятность летального исхода. Считается, что воздействие будет минимальным, если сокращать шаги, но это зависит от частоты полос напряжения. Например, есть схема кривой, которая поможет рассчитать размер шага при аварии.

Фото — Кривая расчета ширины шага

Для того чтобы получить такой график на местности, необходимо измерить вольтаж на разных расстояниях от провода, а после свести данные в одну схему. Обратите внимание на отрезок ОН, на чертеже указано, что его можно разбить на несколько участков, которые по размеру будут соответствовать среднему шагу человека.

В таком случае, Вы сможете вывести рабочего из зоны опасности. Если просчитать места образования опасных линий, то при шагах ступни будут находиться в участках разности потенциалов. Также график наглядно демонстрирует, что чем ближе объект (см.

человек), находится к эпицентру аварии (оборванному проводу), тем меньшими становятся отрезки и выше напряжение.

Учитывая это, формула будет иметь такой вид:

Uш = Uв — Uг = Uз*B

В данном случае, коэффициент напряжения между человеческими ступнями, также именуемый как коэффициент напряжения шага равняется 1 (по умолчанию). Этот показатель зависит от расстояния до аварии. Например, чем ближе источник напряжения – тем выше коэффициент между ступнями.

На графике 2 демонстрируется, как именно изменяются данные при движении тела в зоне опасности. Особенно высоко влияние тока в грозу или на мокром асфальте. В подобных случаях без специальной экипировки запрещается приближаться к эпицентру ближе, чем на десять метров.

При этом нужно учитывать сторонние факторы, влияющие на проводимость человеческого тела и сопротивление между ступнями. Так, если рабочий в момент падения провода будет в мокрой одежде, обуви или просто вспотеет, то для смертельного удара будет достаточно даже нескольких десятков Вольт, в отличие от значащихся в технике безопасности 220.

Со временем может произойти самостоятельное выравнивание электрического тока, если будет отключен источник. В такой случае, вся энергия просто уйдет в землю, не требуя дополнительных процессов.

: расчет шагового напряжения

Действия при аварийной ситуации

Пройдя понятие о шаговом напряжении, становится понятно, что для осуществления каких-либо спасательных операций, понадобятся специальные меры защиты. Это костюм, выполненный из неприводимого материала и определенные знания оказания первой помощи.

Поражение начинается с нижних частей ног, в зависимости от напряжения, ощущения могут быть разными:

  1. Покалывание, зуд;
  2. Спазмы;
  3. Резкая боль;
  4. Паралич.

Правила выхода из опасной ситуации гласят, что если помощи нет, то нужно стараться выбраться из зоны действия тока. Электробезопасность рекомендует уменьшать размер шагов, например, двигаться прыжками на одной ноге, размером менее 40 см. Способы зависят от конкретной ситуации.

Фото — памятка БЖД по спасению человека в зоне шагового напряжения

Когда вошли в безопасный участок, сразу нужно определить возможные симптомы поражения шаговым напряжением:

  1. Дрожь и онемение конечностей;
  2. Бессвязность речи;
  3. Головокружения, потеря сознания, тошнота;
  4. Боль в мышцах;
  5. Любые виды нарушения дыхания, начиная от першения в горле и заканчивая спазмами;
  6. Фибрилляция.

В сводах БЖД сказано, что в 80 % случаев самостоятельный выход из зоны, где действует шаговое напряжение, практически не имеет последствий. Но у 20 % освобождение из ловушки может оставить след на всю жизнь в виде проблем с сердцем или легкими.

Источник: https://www.asutpp.ru/shagovoe-napryazhenie.html

Шаговое напряжение

Пошаговое напряжение электрического тока

  1. Что такое шаговое напряжение
  2. Максимальный радиус шагового напряжения
  3. Правила перемещения в зоне шагового напряжения
  4. Выход из зоны шагового напряжения
  5. Расчет шагового напряжения
  6. Как освободить человека
  7. Методы снижения шагового напряжения на предприятиях

Что такое шаговое напряжение

Шаговое напряжение – это разность потенциалов (напряжения) на участке в токовой цепи. Показатель шагового напряжения зависит от силы тока и удельного сопротивления почвы. Он представляет собой расстояние (разность потенциалов) между двух ног человека. Величина шагового напряжения используется при создании зануления и заземления, измерении опасности в местах аварий. На значение влияет форма кривой напряжения.

Возле упавшего провода находящегося под напряжением, возникает область рассеивания электричества. На расстоянии от 20 метров до места падения провода, напряжение может не ощущаться, плотность тока становится минимальной.

Опасное для жизни шаговое напряжение наблюдается в местах падения электрического провода высокой мощности на голый грунт. К этому объекту запрещается приближаться на расстояния менее 8 метров. Угроза присутствует и на расстоянии одного метра от заземлителя (металлоконструкции труб, забор из арматуры). Человек рискует, стоя в месте растекания шагового напряжения прикоснуться к металлокострукциям (естественному заземлителю). Опасность кроется в поражении нервной системы – возникают судороги и падение человека на землю.

Действие шагового напряжения прекращается, но внутри тела возникает новый путь электричества. Ток протекает от рук к ногам, в результате возникает реальная угроза смерти. При попадании в такую ситуацию человек должен выходить с опасной зоны гусиным шагом. Минимальное расстояние между ногами – это залог безопасности и благополучного выхода.

Угроза исчезает через 20 метров от источника напряжения высокого потенциала. Категорически запрещается выпрыгивать из области действия высоких потенциалов. При падении на конечности уровень шагового напряжения возрастет, после чего человека ждет смерть.

Максимальный радиус шагового напряжения

8 метров – это максимальный радиус поражения (выше 1000 В). Расстояние с 5 метров характеризуется мощностью ниже 1000 В. При спасении пострадавшего стоит действовать рассудительно. Предварительно обмотайте руки сухой тканью, передвигайтесь небольшими шагами, медленно оттяните человека с опасной зоны.

Угроза попадания в область шагового напряжения существует и в бытовых условиях. В такую ситуацию вы можете попасть, прикоснувшись к оголенному проводу неисправного прибора. В таком случае образуется электрическая цепь, опасная для жизни. Для устранения угрозы в щитке устанавливается устройство защитного отключения. Альтернативный вариант – это разработка системы заземления и контроля потенциалов.

Выход из зоны шагового напряжения

При выходе из зоны шагового напряжения стоит придерживаться осторожности. Нельзя допускать падения на поверхность земли – такая ситуация может привести к летальному исходу. На грунте влияние электричества повышается, у человека возникают судороги. При отсутствии своевременной помощи, поражение нервной системы приводит к параличу. В этот момент человек испытывает сильную боль и не может шевелить конечностями.

Выбор способа выхода из опасной зоны зависит от конкретной ситуации. После идентификации проблемы необходимо быстро сомкнуть обе ноги вместе, что снизит разницу электрических потенциалов. При передвижении нужно стараться не отрывать нижние конечности от земли.

Помощь могут оказать сухие доски, оказавшиеся по пути выхода с опасной территории. Сухая древесина – это отличный диэлектрик, поэтому смело ступайте на нее во время движения. По пути избегайте кирпичных и железобетонных конструкций.

В некоторых ситуациях целесообразно перемещаться на одной ноге. Выбирать этот способ надо только при полной уверенности в адекватности своего состояния. Напуганный человек может потерять ориентацию и упасть на поверхность земли, что приведет к летальному исходу. Самый надежный способ – это перемещение «гусиным шагом». Не делайте резких движений, не ускоряйте шаг и не бегите. Действуйте спокойно и принимайте взвешенные решения.

При выходе стоит исключить вариант с шагом по спирали и в направлении другого кабеля. При соблюдении правил, у человека есть большие шансы покинуть опасную зону без последствий для здоровья, такие ситуации встречаются в 80% случаев.

Расчет шагового напряжения

Для расчета шагового напряжения необходимо знать особенности распределения тока в месте аварии. Электричество растекается в толще земли и кругами на ее поверхности. Для нахождения значения учитывается величина сопротивления грунта. Напряжение зависит от ряда факторов:

  • расстояние между точками контактов;
  • напряжение воздушной линии;
  • мощность;
  • состояние и удельное сопротивление грунта;
  • состав почвы в опасной зоне.

При расчете шагового напряжения применяются средние величины. Сначала определяется короткое замыкание по формуле:

ICS=UPHASE/(R0+RKONT)

где UPHASE – это напряжение фазы;

RKONT и R0- величина сопротивления для электрического контура (заземления и растекания тока вместе аварии);

ICS – это ток короткого замыкания в сети.

Длину шага принято считать за 0,8 метра. Для нахождения шагового напряжения применяют соотношение:

USTEP=ICS·ρa/(2·пx·(x+a))

Где, р – сопротивление поверхности земли удельное;

х- расстояния от оголенного контура;

а – это длина шага.

В промышленных условиях расчетом показателей занимаются отдельные специалисты. Они периодически проводят замеры и находят средние значения для подведения итогов об уровне безопасности.