Что такое шаговое напряжение и чем оно опасно - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Шаговое напряжение – это опасное явление в мире энергетики. Помимо электриков, люди, которые не знакомы с ним, также должны выучить его определение и понять, что это такое.

Содержание

Что такое шаговое напряжение и в чем его опасность

Если вы спокойно идете по полю или пустырю вблизи линий электропередачи и видите на земле провод или кабель, не теряйте бдительности и проявите осторожность. Оборванный кабель – не повод радоваться тому, что вы нашли, так как кабель может быть под напряжением, и если вы подойдете близко к месту его падения, вас может ударить шаговым напряжением.

Это не сразу заметно, потому что электричество, которое не имеет цвета и запаха, не проявляет себя при отсутствии контакта. Невозможно определить напряжение в проводе на глаз.

Никогда не недооценивайте опасность электричества, поскольку оно чрезвычайно опасно для человека. Для поражения электрическим током не обязательно прикасаться к оголенному проводу или корпусу прибора с поврежденной изоляцией. Более вероятно, что вас ударит током шаговое напряжение, которое возникает, когда провод падает с действующей линии электропередачи на землю.

Приветствую всех наших друзей на сайте “Электрик в доме”. Сегодня давайте рассмотрим термин и его понятие, которое очень распространено в энергетике.

Переменное напряжение – Самое опасное явление в мире энергетики. Помимо электриков, люди, не знакомые с этим явлением, должны узнать его определение и понять, что это такое.

Если вы видите лежащий на земле провод, не приближайтесь к нему ближе чем на 20 метров. Многочисленные факторы влияют на опасную зону, как и на уровень воздействия на человека.

Опасная зона шагового напряжения

Расстояние от источника опасности. Чем дальше, тем менее опасно.
Напряжение в сети (например, оборванный провод): 0,4; 1; 3; 6; 10; 35; 110; 220 кВ.

Если вы видите лежащий на земле провод, держитесь от него подальше и не приближайтесь к нему ближе чем на 20 метров. Многочисленные факторы, наряду с уровнем воздействия человека, влияют на зону поражения.

Считается, что наибольший радиус воздействия шагового напряжения составляет 8 метров. Хотя это можно рассчитать более точно с помощью формул. но здесь я считаю это излишним, так как в событии нечего будет считать?

Опасность шагового напряжения

Что такое шаговое напряжение?

Напряжение шага (шаговое напряжение) – это напряжение между двумя точками в цепи, разделенными расстоянием, на которое человек, стоящий на них одновременно, может их раздвинуть. Напряжение шага зависит от удельного сопротивления грунта и протекающего через него тока.

Шаговое напряжение – это напряжение между двумя точками на земле на шаговом расстоянии, возникающее вокруг места замыкания на землю в токоведущей линии. Наибольшее значение этого напряжения наблюдается на расстоянии 80-100 см от точки контакта проводника с землей, затем оно быстро уменьшается и практически становится нулевым на расстоянии 20 м.

В области токовых защитных устройств – заземление, зануление и т.д. – Особый интерес представляют напряжения между точками на земле (или любой другой подложке, на которой стоит человек) в зоне протекания тока от заземлителя.

Очень часто путают напряжения прикосновения и ступенчатые напряжения. Напряжение прикосновения – это разность потенциалов между двумя точками на электрической мишени, к которым человек прикасается одновременно, а шаговое напряжение – это напряжение между двумя точками на поверхности земли в проводящей зоне, которые разделены одним шагом.

Ступенчатое напряжение с одиночным заземлением

Шаговое напряжение определяется отрезком, длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземления, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля по мере изменения расстояния от земли.

Предположим, что один заземлитель помещен в землю в точке O и что через этот заземлитель протекает ток замыкания на землю. Вокруг заземлителя образуется зона заземления, т.е. зона, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами земли, можно считать равным нулю.

Причина этого явления заключается в том, что объем земли, через которую протекает ток замыкания на землю, увеличивается с увеличением расстояния от земли, при этом ток протекает через землю. На расстоянии 20 м и более от земли объем земли становится настолько большим, что плотность тока становится очень маленькой, и напряжение между точками земли и точками, расположенными дальше, невозможно обнаружить.

Распределение напряжения на различных расстояниях от заземлителя: 1 – кривая потенциала 2 – кривая, характеризующая ступенчатое изменение напряжения

Если измерить напряжение Uz между точками, расположенными на разных расстояниях в любом направлении от заземлителя, а затем построить график распределения напряжения между этими точками как функцию расстояния от заземлителя, мы получим потенциальную кривую. Если линию OH разделить на отрезки длиной 0,8 м, соответствующие длине шага человека, то его ноги могут оказаться в точках с разными потенциалами Чем ближе к земле, тем выше напряжение между этими точками на земле (U a b > U bv; U b > U cd).

Шаговое напряжение для точек B и D определяется как разность потенциалов между этими точками

U w = U c – U d = U h B

где B – коэффициент шагового напряжения, позволяющий сформировать потенциальную кривую 1. Наибольшее напряжение шага и коэффициент B будут иметь место на наименьшем расстоянии от земли, когда человек стоит одной ногой на земле, а другая нога находится на расстоянии шага.

Кривая 2 описывает изменение шагового напряжения.

Опасное шаговое напряжение может возникнуть, например, вблизи провода под напряжением, упавшего на землю. В этом случае не приближайтесь ближе 8 – 10 м к лежащему на земле проводу под напряжением.

Шаговое напряжение не возникает, если человек стоит на линии равного потенциала или вне зоны проводимости.

Максимальное шаговое напряжение будет возникать на наименьшем расстоянии от земли, когда человек стоит одной ногой прямо на земле, а другой на расстоянии одного шага от нее. Это происходит потому, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутой кривой, и поэтому наибольшая разность обычно находится в начале кривой.

Наименьшее шаговое напряжение будет на бесконечно малом расстоянии от земли, но практически вне проводящего поля, т.е. далее 20 м. Напряжение шага не возникнет, если человек стоит в зоне низких потенциалов (рядом со стогом), на линии равных потенциалов или на одной ноге (поэтому рекомендуется покинуть зону протекания тока, прыгнув на одну ногу и поставив одну ногу вдоль линии равных потенциалов).

Напряжение шага с групповым заземляющим электродом

В зоне расположения электродов системы группового заземления шаговое напряжение ниже, чем в случае одиночной системы заземления. Шаговое напряжение также изменяется от определенного максимального значения до нуля – при удалении от электродов.

Максимальное шаговое напряжение, как и в случае одиночного заземления, возникает в начале потенциальной кривой, т.е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на электроде (или на поверхности земли, под которой зарыт электрод), а другой – на расстоянии одного шага от электрода.

Минимальное напряжение шага соответствует случаю, когда человек стоит на “точках” равного потенциала.

Опасность шагового напряжения

После обнаружения замыкания на землю запрещается приближаться к нему на расстояние менее 4-5 метров в закрытых распределительных устройствах и 8-10 метров в открытых распределительных устройствах до тех пор, пока замыкание не будет отключено. Если это необходимо (например, для устранения последствий аварии, подхода к пострадавшему), можно подойти к месту аварии с меньшего расстояния, но при этом необходимо использовать средства защиты: обувь, вельветы, коврики, деревянные лестницы и т.д.

Когда человек попадает под удар степ-стресса, происходят непроизвольные сокращения мышц ног, в результате чего человек падает на землю. В этот момент шаговое напряжение прекращается, и возникает другая, более серьезная ситуация: вместо нижней петли в теле человека создается новый, более опасный путь тока, обычно от рук к ногам, и возникает реальная опасность смертельного поражения током. Если вы находитесь в зоне шагового напряжения, вы должны покинуть опасную зону, делая минимальные шаги (“гусиный шаг”).

Шаговые напряжения особенно опасны для крупного рогатого скота, поскольку расстояние шага этих животных очень велико, а нагрузки, которым они подвергаются, соответственно высоки. Нередко крупный рогатый скот погибает в результате стресса, вызванного сортом.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту развиваться!

Если вы были не один и ваш спутник впереди вас вдруг упал, попав под распространившееся напряжение шага, потому что электрический ток вызвал непроизвольные сокращения мышц ног, не следует бросаться к нему или к ней на бегу. Оцените ситуацию и приближайтесь небольшими шагами, обматывая руки сухой одеждой и оттаскивая пострадавшего от опасной зоны.

Ступенчатое и компенсационное связывание

Многие из нас с детства знают, что изолированный оголенный провод, лежащий на земле, очень опасен. Вспоминаются различные истории о сырой погоде и несчастных жертвах, которым даже не “посчастливилось” прикоснуться к металлу под напряжением, что стало причиной их травм. Им удалось лишь опасно приблизиться к поврежденной линии – и на этом все закончилось.

Но что же это за явление, которое превращает провод, “невинно” лежащий на обочине, в смертельную угрозу? Все мы знаем, что только электрический ток, проходящий через тело человека, может стать причиной электротравмы. Электрическому току необходим свободный путь. На теле невезучего человека должно быть как минимум две точки приложения тока: одна – фаза, откуда ток может исходить, а другая – ноль, откуда он может свободно выходить.

Но позвольте спросить: какая “фаза”? Ну, “ноль” – это понятно, но откуда взялась “фаза”, когда человек спокойно идет по земле и даже не касается никаких проводов? Кажется, что ничего подобного не существует – только влажная земля. Например, путь. Ну да, неподалеку в кустах валяется оборванный фазный провод. Но он напрямую замкнут на землю – в цепи нет пешехода, и ток через него протекать не должен. Но это только кажется.

Не было бы ничего страшного, если бы Земля была идеальным проводником с сопротивлением, близким к сопротивлению металла. Тогда обрыв провода и падение на землю вызовет банальное короткое замыкание. Сработает защита от перегрузки по току, или перегорит оборванный провод, но в любом случае это ненадолго. На самом деле, электрическое сопротивление земли составляет не менее 60 Ом*м, а часто и больше, даже если она влажная и идет дождь. Поэтому, когда провод обрывается и замыкается на землю, для электрического тока просто создается новая цепь: фазный провод – земля – заземленный нулевой провод трансформатора.

С научной точки зрения, единственным значительным сопротивлением в цепи провод-земля-нейтраль – мокрая земля – является падение напряжения (изменение электрического потенциала) от 220 вольт вблизи упавшего провода до нуля в нейтральной точке трансформатора.

Падение нелинейно, но главное, что чем ближе провод к земле, тем быстрее увеличивается потенциал земли. Поэтому чем ближе к точке разрыва – тем больше разность потенциалов между двумя точками поверхности на расстоянии. Несчастный прохожий может встать одной ногой на первую из этих точек, а другой – на вторую. Разумеется, он получит результирующую разность потенциалов, которая может составлять практически все фазное напряжение, если провод находится близко.

Очевидно, что где есть напряжение, там будет и ток. Вот и все. Прежде чем пешеход осознает всю серьезность ситуации, в которой он оказался, его бьет током, возможно, со смертельным исходом. Напряжение, возникающее между стопами в таких случаях, называется “напряжение шага” или “напряжение шага”, и существуют определенные меры по борьбе с ним.

Поскольку человек не может изменить величину потенциалов, а оставаться на месте тоже не вариант, так как неизвестно, сработает ли автоматика безопасности, безопасный выход возможен только при максимальном уменьшении размера шага. Поэтому рекомендуется покидать пораженный участок “гусиным шагом”. Этот метод включает в себя следующие шаги:

Движение в зоне шага

Цель состоит в том, чтобы расположить ноги таким образом, чтобы разность потенциалов между точками контакта с землей была как можно меньше. В этом случае нет никаких последствий для организма, кроме неприятного ощущения покалывания.

Поскольку человек не может изменить величину потенциала, а о том, чтобы остаться на месте, не может быть и речи, так как неизвестно, сработает ли автоматика безопасности, безопасный выход возможен только при максимальном уменьшении величины шага. Поэтому рекомендуется покидать пораженный участок “гусиной походкой”. Этот метод включает в себя следующие шаги:

Не поднимайте ноги от земли, двигайте ногами, волоча их по земле.
С каждым шагом перемещайте ногу так, чтобы пятка одной ноги была на одном уровне с пальцами другой (рис. b).
Если делать это еще реже, это может увеличить время пребывания на открытом воздухе, но снизит риск поражения электрическим током.

Прыгать на одной ноге не рекомендуется, хотя такой совет можно услышать. Если посмотреть на ситуацию с точки зрения потенциальных различий, то это хороший вариант. Однако не забывайте об опасности споткнуться, наехать на кочки или ямы, ведь идеальных условий на земле не бывает. При таких авариях трудно удержаться на ногах, а при падении разность потенциалов увеличится, так как расстояние между точками будет равно росту человека. Такие падения являются причиной большинства несчастных случаев со смертельным исходом. Не торопитесь и идите быстро.

Максимальный радиус
Наиболее опасная зона обычно находится в радиусе 20 м от места падения провода под напряжением. Не забывайте, что влажная земля увеличивает эффект и радиус действия. Наиболее опасным является SH на расстоянии от 5 до 8 м от места повреждения, когда напряжение в сети превышает 1000 В. Если напряжение в точке падения не превышает 1 000 В, необходимый радиус воздействия шагового напряжения уменьшается до 5 м.

Как освободить человека

Если вы были не одни, а ваш спутник впереди вас вдруг упал и попал в зону шагового напряжения, потому что электрический ток вызвал непроизвольное сокращение мышц ног, не следует бросаться к нему или к ней. Оцените ситуацию и приближайтесь к пострадавшему мелкими шагами, обернув руки сухой одеждой и вытаскивая пострадавшего из опасной зоны.

Вы также можете подвергнуться воздействию шагового напряжения в своем доме, прикоснувшись к неисправному электроприбору, подключенному к сети, что приведет к возникновению электрической цепи. Чтобы избежать таких несчастных случаев, установите устройство остаточного тока (УЗО) в вашей квартирной панели или сделайте систему заземления вместе с системой уравнивания потенциалов.

Что нужно делать, если вы видите, что человека ударило током в помещении? Не паникуйте, первое, что нужно сделать, это разорвать цепь, выключив автоматический выключатель или рубильник. Если это невозможно, используйте сухой деревянный предмет, оберните руки сухой одеждой, помня о своей безопасности, попытайтесь освободить жертву с помощью предмета, отклонив его или поместив между человеком и источником, чтобы разорвать цепь. На следующих рисунках показаны действия, которые необходимо предпринять для освобождения пострадавшего, в том числе после удара током шагового напряжения:

Будьте интересными ➡ Правила безопасности при работе с электричеством

Радиус действия шагового напряжения

Отпустив человека, оттащите его в безопасное место, пощупайте пульс и проверьте, как зрачки реагируют на свет. Вызовите скорую помощь и начните делать искусственное дыхание, искусственное дыхание и массаж сердца до приезда скорой помощи. Если пострадавший пришел в сознание, уложите его на бок, чтобы предотвратить попадание внезапного рвотного рефлекса в дыхательные пути. Более четкое пошаговое руководство см. в нашей статье – как действовать в случае поражения электрическим током. Помните, что каждый пункт правил – это жизненный или горький опыт жертвы.

Читайте далее: