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
Шаговое напряжение и правила перемещения
Человек и любое живое существо, попадая в зону воздействия электрического тока, рискуют получить электротравму и даже при определенных обстоятельствах лишиться жизни. Прохождение такого тока через тело вызывается во время прикосновения к таким предметам:
- неизолированному проводу, по которому протекает ток;
- проводу, у которого повреждена изоляция;
- корпусу электрооборудования с неисправной изоляцией или к оголенным контактам;
- металлическому предмету, который оказался под напряжением.
Поражение электротоком может произойти в случае обрыва провода на линии передачи электроэнергии напряжением 0,4 В и выше, если она не отключена от энергопоставляющей компании. Общеизвестный факт – земля это проводник электротока, особенно когда она влажная. Точка на грунте, находящаяся в зоне растекания тока, имеет потенциал (напряжение) определенной величины. Живое существо, попадая под действие электрического тока в момент, когда ноги на определенном расстоянии касаются 2 точек земли, может оказаться пораженным током. Эту разницу потенциалов называют шаговым напряжением. И чем она больше, т.е. чем больше расстояние между ногами, тем опаснее действие тока. На шаговое напряжение оказывает влияние удельное сопротивление земли, ее состояние, сила протекающего тока и путь прохождения по организму живого существа.
Шаговое напряжение возникает при ударе молнии в металлическую опору, молниеотвод, высокое дерево или любой металлический предмет. Если ноги расставлены на определенную величину, то ток молнии, растекаясь в земле, проходит и под ногами живого существа. Заряд входит в одну ногу и уходит, проходя через тело и другую в землю. Это тот случай, когда возникает напряжение шаговое и живое существо находится под его влиянием. У человека обычно шаг э0,6 ÷ 0,8 м, у животного гораздо больше, что усиливает воздействие на организм живого существа.
Наибольшее значение шагового напряжения, которое может поразить живое существо, находится вблизи лежащего на земле оборванного кабеля или провода, наименьшее – на расстоянии 20 м и больше. Опасной зоной, проводящей смертельной величины электрический ток, считается в радиусе 8 ÷ 10 м от лежащего электропровода.
При попадании в зону действия шагового напряжения, необходимо придерживаться таких правил:
- не касаться лежащего на земле провода;
- не приближаться к человеку или живому существу;
- не касаться руками и телом лежащих металлических предметов;
- не трогать и не тормошить живое существо.
Во время грозы нельзя прятаться под деревьями, стоять под опорами электропередач, держать в руках металлические предметы. Именно они притягивают молнию.
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.
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
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.
Советуем изучить Расчет светодиодного освещения аквариума
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.
Видео: расчет шагового напряжения
Радиус и сила действия
Чтобы не попасть под напряжение шага необходимо знать его силу и расстояние, на котором оно представляет опасность. Расчет иллюстрируется следующим графиком:
Где:
- I3 — измеряемый в амперах ток при КЗ;
- ρ — сопротивление поверхности в омах на метр;
- а — длина шага в метрах;
- x — значение расстояния от начальной точки ухода электричества в землю, также измеряемое в метрах.
На основании этих данных вычисляется величина и зона шагового напряжения по формуле:
UШ = (I3×ρ×a) / 2 π x (x + a)
На практике наибольшая величина ШН наблюдается в радиусе 80–100 сантиметров от эпицентра (места соприкосновения кабеля с почвой/поверхностью). По мере отдаления она понижается, полностью угасая примерно в 20 метрах.
Разумеется, точный расчет шагового напряжения можно сделать не всегда, поскольку необходимо дополнительно знать сопротивление отдельных слоев почвы, на основе которого выводится умножаемый на определенный коэффициент средний показатель. Но формула позволяет сделать примерную калькуляцию, которой можно манипулировать далее.
Это вычисление также помогает определить «шаг» возникающей электрической сетки. Его знание минимизирует шанс гибели от удара током. Обычно считается, что для покидания зоны ШН без вреда здоровью необходимо двигаться мелкими шажками (подобное передвижение называется «гусиный шаг», его совершают не отрывая стоп друг от друга), но на деле длина безопасного шага находится в зависимости от частоты полос ШН. Рассчитать не несущий опасности размер в той или иной ситуации помогает кривая:
Для получения подобного графика на реальной местности следует выполнить замеры вольтажа на различных расстояниях от электрического провода и объединить полученную информацию в схему.
Если посчитать зоны появления опасных линий и избегать их при передвижении, то ступни будут оказываться в точках с разностью потенциалов. Приведенный выше график иллюстрирует еще одну интересную особенность: чем ближе оказавшийся в опасности человек к точке электрической аварии (обрыву кабеля), тем больше уровень напряжения шага и меньше отрезки (а значит, короче и безопасные шаги).
С учетом сказанного формула принимает следующий вид:
Uш = Uв — Uг = Uз×B
Вычисляемый таким образом коэффициент ШН (то есть между ступнями) по умолчанию равен единице. Цифра зависит от расстояния между человеком и эпицентром аварии: чем оно меньше, тем коэффициент больше, и наоборот. Обычно безопасным считается расстояние 8–10 метров.
Следует иметь в виду и прочие факторы изменения проводимости тела и уровня сопротивления. Например, если попавший в радиус поражения будет вспотевшим или одетым во влажное, смерть способна наступить даже от удара гораздо слабее предусмотренных техникой безопасности 220 вольт.
Расчет шагового напряжения
Рассчитывают величину напряжения по формуле:
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.
Шаговое Напряжение. Напряжение Шага — что Это.
Тема — Шаговое Напряжение. Напряжение Шага — что Это Такое.
Шаговое напряжение (или ещё его называют напряжением шага) — это опасное напряжение, возникающее между двух точек цепи электрического тока, расстояние между этих двух точек равно длине шага. Шаговое напряжение в первую очередь зависит от удельного электрического сопротивления поверхности и силы тока, что протекает через него. Шаговое напряжение может возникать на местах защитных заземляющих устройств — зануление, заземления и др. Также на местах аварий, где токоведущие части касаются поверхности грунта.
Напряжение шага определяется расстоянием, длина которого напрямую зависит от непосредственной формы кривой напряжения, то есть от конкретного типа заземлителя, и меняется от определённого значения максимальной величины до нуля с изменением промежутка от электрического заземлителя. Предположим, что на грунте в точке «О» установлен один заземлитель (металлический электрод) и через него проходит электрический ток замыкания на землю. Около этого защитного заземлителя создается некоторая зона рассеивания электрического тока в почве. То есть, зона поверхности, за пределами которой потенциал, что обусловлен токами защитного заземления на грунт, может быть принят условно за ноль.
Основная причина подобного явления лежит в том, что объем грунта, через который течёт электрический ток замыкания на почву, по мере удаления от защитного электрического заземлителя увеличивается, при этом происходит рассеивание тока по грунту. На расстоянии 20 метров и более от защитного заземлителя объем грунта так увеличивается, что действительная плотность электрического тока становится довольно малой, а электрическое напряжение между точками поверхности грунта и точками более удаленными не проявляет себя ощутимо.
Если мы с Вами измерим электрическое напряжение между точками, которые располагаются на некотором расстоянии в любом векторном направлении от защитного заземлителя, а после построим наглядный график прямой зависимости этих электрических напряжений от имеющегося расстояния до защитного заземлителя, то в результате появиться потенциальная кривая.
Если поделить линию на промежутки по 0.8 метров, что будет соответствовать расстоянию человеческого шага, то его ноги могут оказаться в непосредственных точках различного электрического потенциала. Чем ближе к защитному заземлителю, тем электрическое напряжение между данными точками на поверхности грунта будет больше.
Слишком опасное шаговое напряжение может появиться неподалёку упавшего на поверхность земли и находящегося под небезопасным для жизни электрическим напряжением провода. В таком случае категорически запрещается приближаться к электрическому проводу, который лежит на поверхности земли, на расстояние ближе 8-10 метров. Напряжение шага отсутствует, если человек стоит, либо вне зоны растекания тока, либо на линии равного потенциала.
Наиболее опасные значения напряжения шага будут при малом расстоянии от защитного заземлителя, в том случае, когда человек своей одной ногой касается заземлителя, а другой ногой стоит на расстоянии шага от него. Это объясняется тем, что электрические потенциал вокруг защитного заземлителя равномерно распределяется по определённым вогнутым кривым, и значит, максимальный перепад разности потенциалов оказывается в начале этой кривой.
Минимальные значения шагового напряжения будут при бесконечно дальнем удалении от электрического защитного заземлителя, то есть за пределами территории растекания электрического тока, примерно дальше 20 метров от центра электрического заземлителя. На территории, где располагаются электроды группового защитного заземлителя, шаговое напряжение будет немного меньше, по сравнению с применением одиночного заземлителя.
В случае попадании под шаговое напряжение появляются судорожные непроизвольные сокращения мышц ног человека (или животного). В данный момент заканчивается воздействие шагового напряжения на человека и появляется другая, более тяжелая ситуация: образуется новый путь протекания электрического тока — от рук к ногам, что порождает смертельную угрозу для жизни. Если Вы вдруг попали в зону действия шагового напряжения, в первую очередь следует выйти из этой зоны маленькими шажками (гусиным шагом).
Узнал что-то Новое?Поставь Свой Плюс»
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:
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.
Шаговое напряжение
Шаговым напряжением принято называть разность потенциалов между ступнями ноᴦ. В случае если человек будет стоять на поверхности земли, бетонного или металлического пола, в зоне растекания электрического тока, то на длинœе шага возникнет напряжение, и через его тело будет проходить электрический ток. Величина этого напряжения, назы
ваемогошаговым, зависит от ширины шага, проводимости пола и места расположения человека относительно источника напряжения. Чем ближе человек стоит к месту замыкания, тем больше величина шагового напряжения.
Величина опасной зоны шаговых напряжений зависит от величины напряжения электропитания. Считается, что на расстоянии 8 м от места замыкания электрического провода напряжением выше 1000 В опасная зона шагового напряжения отсутствует. При напряжении электрического провода ниже 1000 В величина зоны шагового напряжения составляет 5м.
Чтобы избежать поражения электрическим током, человек должен выходить, иззоны шагового напряжения короткими шажками, не отрывая одной ногу от другой.
Совет
При наличии защитных средств из диэлектрической резины (боты, галоши) можно воспользоваться ими для выхода из зоны шагового напряжения. На рис. 1 показаны правила перемещения в зоне шагового напряжения.
Запрещается выпрыгивать из зоны шагового напряжения на одной ноге, т. к. в случае падения человека (на руки) значительно увеличится величина шагового напряжения, а, следовательно, и величина электрического тока, который будет проходить через его тело и через жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозᴦ.
В случае если в результате соприкосновения с токоведущими частями или при возникновении электрического разряда механизм или грузоподъемная машина окажутся под напряжением, прикасаться к ним и спускаться с них на землю или подниматься на них до снятия напряжения не разрешается.
| правила перемещения в зоне ʼʼшаговогоʼʼ напряжения | |
| В РАДИУСЕ10МЕТРОВ ОТ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ИЛИ КАСАНИЯ ЗЕМЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРОВОДОМ МОЖНО ПОПАСТЬ ПОД ʼʼШАГОВОЕʼʼ НАПРЯЖЕНИЕ. ПЕРЕДВИГАТЬСЯ В ЗОНЕ ʼʼШАГОВОГОʼʼ НАПРЯЖЕНИЯСЛЕДУЕТ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ БОТАХ ИЛИ ГАЛОШАХ ЛИБО ʼʼГУСИНЫМ ШАГОМʼʼ — ПЯТКА ШАГАЮЩЕЙ НОГИ, НЕ ОТРЫВАЯСЬ ОТ ЗЕМЛИ, ПРИСТАВЛЯЕТСЯ К НОСКУ ДРУГОЙ НОГИ. | |
| НЕЛЬЗЯ! ОТРЫВАТЬ ПОДОШВЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ И ДЕЛАТЬ ШИРОКИЕ ШАГИ | НЕЛЬЗЯ! ПРИБЛИЖАТЬСЯ БЕГОМ К ЛЕЖАЩЕМУ ПРОВОДУ |
Правила перемещения в зоне ʼʼшаговогоʼʼ напряжения.
– Шаговое напряжение и напряжение прикосновения
Схема однофазного включения человека с изолированной нейтралью. Включение человека в однофазную цепь с заземлением. . Самый неблагоприятный случай – человек на металлическом полу в сырой обуви. В этом случае – смертельный исход. Человек на… .
– Шаговое напряжение
Шаговое напряжение – это разность напряжений в 2-х точках зоны растекания тока (на длину шага человека). При соприкосновении любой токоведущей части с землей, например при обрыве и падении на землю какого – либо провода происходит распределение потенциалов на… .
– Шаговое напряжение и напряжение прикосновения
При повреждении изоляции и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования, при падении на землю провода под напряжением может происходить замыкание одной из фаз на землю. На рис. 4 показана схема зоны растекания тока в земле через заземлитель при коротком… .
– Напряжение прикосновения и шаговое напряжение
Напряжение прикосновения (рис.21) – это напряжение между двумя точками цепи замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса и точек грунта, в которых находятся ноги человека, : ; ; ; , … .
– Что такое шаговое напряжение и напряжение 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 (ГОСТ 12.11.009). Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения… .
Меры безопасности
Если же, несмотря на все усилия, все-таки не удалось избежать удара электрическим током, пострадавшему нужно в кратчайшие сроки оказать первую медицинскую помощь:
- В первую очередь всеми возможными способами останавливается негативное влияние тока.
- Одновременно производится вызов скорой помощи.
- При необходимости выполняется процедура искусственного дыхания и массаж сердца.
- Электрический ожог закрывается стерильной повязкой.
- Пострадавшему нужно обеспечить полный покой и в любом случае – определение в лечебное медицинское учреждение, независимо от состояния здоровья на данный момент.
Категорически запрещается закапывать пострадавшего в землю, поскольку вес грунта затрудняет дыхание и нарушает работу сердечной мышцы. Нельзя производить обливание водой, по возможности избегайте переохлаждения организма. Ожоговая поверхность должна содержаться в чистоте, в противном случае может получить развитие гангрена или столбняк.
Существуют общие правила безопасности и меры защиты, позволяющие избежать неприятных последствий. Чаще всего, от поражения шаговым напряжением страдают рабочие и персонал обслуживающие электрические сети. Поэтому передвигаться в зоне возможного поражения следует только в специальных диэлектрических ботах, а с собой иметь защитные перчатки. В соответствии с требованиями ПУЭ, рукоятки всех рабочих инструментов оборудуются изоляцией, точно так же изолируются другие устройства.
Нередко рабочие получают травмы в процессе эксплуатации устройств при отсутствии наряда-допуска, в котором точно указывается, что, где и когда отключено, и оборудовано защитным заземлением, сколько метров до опасного участка. Любой человек, предупрежденный о наличии напряжения, никогда не полезет к неизолированному проводнику, находящемуся на поверхности земли и сможет избежать поражения.
Риск травматизма от шагового напряжения очень сильно возрастает, если в крови присутствует алкоголь, а на ногах имеются открытые повреждения и раны. Поскольку кожный покров выполняет функции своеобразного изолятора, то любое нарушение ведет к снижению защиты. Негативное влияние оказывает и повышенный температурный баланс окружающей среды. Чем выше температура, тем опаснее присутствие человека на участке возможного поражения.
Управление шаговым двигателем
Шаговый двигатель. Принцип работы
Наведенное напряжение
В чем измеряется напряжение
Расчет тока по мощности и напряжению
Индикатор напряжения на светодиодах: схема, как сделать своими руками самодельный указатель напряжения в сети
