Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Что такое шаговое напряжение

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 ШАГИНЕЛЬЗЯ! 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… .

Лошадиная авария

В 1928 году в Ленинграде произошла авария, вошедшая в учебники под названием «лошадиной».

Посреди площади, вымощенной деревянными шестиугольниками, стоял чугунный колодец с разъединителем на 2000 вольт. Однажды в колодце растрескался изолятор, и разъединитель повис на проводе в нескольких сантиметрах от стенки. Прошёл дождь, и мостовая стала проводящей и податливой. Когда рядом с колодцем проехала гружёная телега, мостовая прогнулась — и провод замкнуло на колодец.

Людей, чья длина шага не превышала метра, просто било током. А лошадь, с её полутораметровым корпусом и железными подковами, убило насмерть. Мостовая была под напряжением в течение двух секунд, после чего на подстанции сработал «автомат».

Неожиданная гибель лошади вызвала интерес людей, прибыл конный патруль. Телегу оттащили, и короткое замыкание прекратилось. В это время дежурный по подстанции проверил сопротивление изоляции и, посчитав отключение ложным, подал ток. Разъединитель с колодцем образовали электрическую дугу, и на мостовой снова возникло шаговое напряжение, погибли две милицейские лошади.

Повторно подать ток дежурный не имел права, так что ущерб ограничился тремя убитыми лошадьми.

В 2011 году сходная авария случилась на английском ипподроме в графстве Беркшир, причиной стал ветхий подземный кабель. Убитые лошади носили стальные подковы, а подкованные алюминием выжили.

Шаговое напряжение

Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается на теле через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека обусловливает большую разность потенциалов, приложенных к его телу.

При попадании под шаговое напряжение, не теряя времени, выходите изданного места, прыгая па одной ноге или па обоих ногах, не отрывая их от земли и друг от друга.

При попадании под опасное шаговое напряжение необходимо выходить из зоны растекания токов замыкания шагами ( в пределах 25 — 30 см) или прыжками на одной ноге.

Для предотвращения влияния шагового напряжения целесообразно электроды рХ — метра соединять с измерительным преобразователем посредством центральных жил коаксиальных ( экранированных) кабелей, а экранирующие оплетки этих кабелей заземлить в месте расположения электродов и соединить их с клеммой земля измерительного преобразователя. При этом электрическая схема преобразователя или не должна иметь контакта с его металлическим корпусом или должна быть обеспечена электрическая изоляция металлического корпуса от окружающих предметов. Кроме того, электрическая изоляция кабелей должна быть надежной на всем расстоянии от датчика до электронного преобразователя.

Наибольшая опасность от шаговых напряжений возникает при обрыве и падении на землю проводов воздушной сети, особенно высоковольтных. Считается, что нельзя приближаться к такому проводу ближе чем на 4 — 5 м, если линия имеет напряжение до 1000В и ближе 8 — 10 м для линий с напряжением свыше 1000 В.

Основным способом уменьшения шагового напряжения при всех прочих неизменных условиях является заложение проводников и параллельная их укладка друг около друга, но на разных глубинах. Для выравнивания потенциалов в отдельных местах эффективна также укладка козырьков за пределами основного заземляющего контура.

Наибольшая опасность от шаговых напряжений возникает при обрыве проводов воздушных линий и непосредственном контакте оборвавшегося провода с землей. В связи с этим действующие Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей запрещают приближение к проводу, лежащему на земле, на расстояние менее 5 м для закрытых РУ и менее 8 м для открытых РУ.

Профилактика электротравм от шаговых напряжений может быть достигнута устройством надлежащей защиты воздушных линий и сетей, обеспечивающей автоматическое отключение их в случае обрыва провода и контакта его с землей.

Наибольшая опасность от шаговых напряжений возникает при обрыве проводов воздушной сети, упавших на землю, особенно высоковольтных.

Основным способом уменьшения шагового напряжения при всех прочих неизменных условиях является заложение проводников и параллельная их укладка друг около друга, но на разных глубинах. Для выравнивания потенциалов в отдельных местах эффективна также укладка козырьков за пределами основного заземляющего контура.

Для определения величины шаговых напряжений вблизи электродов в процессе прогрева грунта были произведены измерения их в различных условиях. Для суглинков, увлажненных на 15 — 20 %, при температурах от — 2 до — 10 С измерения шаговых напряжений показали, что на расстоянии свыше 4 м от электродов шаговые напряжения малы и ке представляют опасности для людей.

Для снижения опасности шаговых напряжений рекомендуется применять углубленные и рассредоточенные заземлители в виде лучей и колец. При ширине зданий и сооружений более 100 м необходимо выполнять мероприятия по выравниванию потенциала внутри здания. При устройстве молниезащиты зданий и сооружений любой категории следует учитывать возможность экранирования их зонами защиты молниеотводов других близко расположенных зданий и сооружений.

Обеспечение безопасности от шаговых напряжений и напряжений прикосновения должно быть осуществлено приме: е-нием разветвленных типов систем заземлителей в форме колеи, контуров и др. с большим периметром охватываемой ими площади земли.

К некоторому снижению шаговых напряжений приводит применение стержневых заземлителей, забиваемых вдоль периметра сетки.

Наибольшая опасность от шаговых напряжений возникает при обрыве проводов воздушной сети, упавших на землю, особенно высоковольтных.

Что такое шаговое напряжение

Что такое напряжение шага и каковы могут быть последствия попадания человека в его радиус? Правильный ответ будет следующим: “шаговым (или напряжением прикосновения) называется такое напряжение, которое возникает между несколькими точками цепи электрического тока, расположенными на дистанции в шаг, на которых человек стоит одновременно”.

Так, в зависимости от напряжения на электролинии и расстояния от контакта до человека, шаговое напряжение может составлять от 10 до нескольких тысяч вольт на шаг. При этом, безопасным для человека считается напряжение переменного тока до 50 В, шагового – до 40 В.

Возникновение шагового напряжения возможно при:

  • Обрыве провода линии электропередачи;
  • Обрыве локального кабеля, поставляемого электричество к отдельному потребителю (объекту);
  • Перепадах атмосферного давления;
  • Авариях на электрических подстанциях;
  • Попадании молнии в молниеотвод или опору электропередач;
  • Коротких замыканиях токопроводящих проводов на улице или в помещении.

Особо опасно, при этом, находиться на влажном асфальте, в болотистой местности. Ведь вода является отличной средой для проведения электрического тока. Поэтому шаговое напряжение обусловливается удельным электрическим сопротивлением земли, силой тока, протекающего сквозь нее.

Действие электрического тока на организм человека

Не рекомендуется подходить к месту аварии ближе 4-5 метров при напряжении 1000 вольт. В прочих случаях опасно приближаться на 8-10 метров. Шаговое напряжение представляет некоторую опасность. Относительно безвредным считается, если разность потенциалов не превышает между стопами 40 вольт. Помимо очевидного влияния на нервную систему, как следствие, судорожных сокращений мышц (биологическое действие) электрический ток вызывает ряд специфических травм:

Термическое действие сопровождается усиленным разогревом тканей. Электрические ожоги подразделяют на:

  1. Токовые, вызываются непосредственным контактом проводника цепи, находящейся под напряжением до 2 кВ, и кожи. Работает закон Джоуля-Ленца, согласно которому выделенное тепло пропорционально произведению квадрата действующего значения тока на электрическое сопротивление (человеческого тела). Ожоги обычно I или II степени. Не очень сильные. Опасен случай, когда путь протекания тока проходит через тело (избегайте контакта противоположной руки, ног, туловища с заземленными предметами). На локальном участке останется покраснение – электрические знаки (выраженные метки разнообразной формации кожи).
  2. Дуговые. Температура дуги высока (не менее 3500 градусов Цельсия). Фактически воздух, превращенный в плазму. Сварочная дуга, образуется меж высоковольтным проводом и кожей. Результат без ужаса сложно представить. Наверняка ожог III-IV степени. Подобно сварочному электроду, проводник расплавляется, металлизирует кожу, растекаясь. Разумеется, вызывает одновременно ожог.

Электролитические действие тока не описывается подробно литературой по очевидным причинам. В ходе деструктивного процесс разлагаются на составляющие жидкости человеческого тела. Включая кровь. Интересующихся отошлем к «войне токов», шедшей в Америке между корпорацией Эдисона и союзниками Николы Тесла. Жаждущие доказать превосходство люди шли на многое. Появился первый электрический стул (см. Катушка Тесла ).

Путь протекания тока (справа), вызванного шаговым напряжением при нарушении правила «гусиного шага» (слева)

Биологическим действием тока вызваны разнообразные травмы скелетных мышц, костей, связок. Сокращения миофибрилл достигают большой силы. Поэтому двигательно-опорный аппарат находится под большой угрозой.

Помимо травм выделяет медицина, как отдельную категорию, удары током. Не нужно относиться легкомысленно, ссылаясь на данную группу, только от того, что видимых повреждений тела не наблюдается. Электрические удары делят на IV степени тяжести. Причем последняя характеризуется состоянием клинической смерти (отсутствие пульса на артериях, дыхания). Соответственно, от окружающих требует досконального знания правил поведения.

Если человек упал в зоне действия шагового напряжения, по телу наверняка идет ток. Любой, непосредственно прикоснувшийся к пострадавшему, сильно рискует. Нужно правильно рассчитать вектор градиента разницы потенциалов, на практике сделать непросто (не все понимают сказанные слова). Иначе говоря, нужно браться за точки тела, меж которыми падение напряжения равно нулю. Оценить (правильно исполнить) сможет меньше людей, нежели поняли сказанное. Посему действовать на практике придется иначе.

Вырубить источник питания возможно далеко не всегда. Не факт, что на подстанции заметили утечку, реакторы позволят автоматике отреагировать правильно редко. Устранить опасность не представляется возможным, следует оценить эпицентр (место контакта фазы, почвы), зацепить пострадавшего (багром), начинать потихоньку выволакивать за пределы досягаемости шагового напряжения (20 метров от эпицентра). Двигаться «гусиным» шагом.

Определение понятия

Когда человек или животное касается своим телом оголенных токоведущих частей, корпуса прибора, который почему-то оказался под потенциалом, кабеля с поврежденной изоляцией и т.п, а сам, при этом стоит на земле – то разность потенциалов между точкой касания и землей называется напряжением прикосновения.

Иначе говоря, это то напряжение, под которым находятся две оголенные проводящие части не соединенные между собой.

Условия возникновения таковы — корпуса электроприборов обычно заземлены, но повреждения изоляции электрооборудования внутри этих корпусов вызывает появление напряжения прикосновения, когда вы возьметесь рукой за металлическую часть корпуса и связанных с ним металлических частей.

Расчёт

Шаговое напряжение зависит от сопротивления разных слоёв почвы — тем не менее, поддаётся прикидочным расчётам. Для примера рассмотрим однофазное замыкание на землю в одной точке. Сначала надо вычислить ток однофазного замыкания.

Isc=UphaseR+Rcont{\displaystyle I_{\text{sc}}={\frac {U_{\text{phase}}}{R_{0}+R_{\text{cont}}}}},

где Isc — ток короткого замыкания, Uphase — напряжение фазы, R — сопротивление рабочего заземления нейтрали (единицы ом), Rcont — сопротивление растеканию тока в месте контакта (обычно оценивают в 12 Ом). После этого можно вычислить шаговое напряжение:

Ustep=Iscρa2πx(x+a){\displaystyle U_{\text{step}}={\frac {I_{\text{sc}}\rho a}{2\pi x(x+a)}}},

где ρ — удельное сопротивление земли (сотни ом-метров), x — расстояние от проводника, a — длина шага, для человека от 0,7 м (средняя) до 1,0 м (с запасом), для скота 1,4 м.

При определённых условиях (вспотевший человек, промокшая обувь) сопротивление между ногами может быть меньше 1 кОм — так что даже низкие (несколько десятков вольт) напряжения не всегда безопасны! На производстве имелось немало несчастных случаев от удара напряжением в 36 и менее вольт.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации