Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

 

Категории: Начинающим электрикам, Техника безопасности
Количество просмотров: 65792
Комментарии к статье: 18

Шаговое напряжение и выравнивание потенциалов


 
 

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

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

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

Бояться было бы нечего, если бы земля была отличным проводником с сопротивлением, близким к сопротивлению металла. Тогда обрыв провода и падение его на землю завершались бы банальным коротким замыканием.

Срабатывала бы максимально-токовая защита, или сгорал бы оборванный провод, но в любом случае долго бы это не продолжалось. А на самом же деле удельное электрическое сопротивление грунта составляет минимум 60 Ом*м, а чаще всего и больше, даже если погода влажная и идет дождь. Поэтому при обрыве повода и замыкании его на землю для электрического тока просто возникает новая цепь: фазный провод – земля - заземленная нейтраль трансформатора.

Из-за не очень-то высокой проводимости земли току приходится изрядно потрудиться, чтобы пройти по этой цепи, но вариантов у него нет. Ток «с удовольствием воспользовался бы» какой-нибудь еще другой, «параллельной дорогой», которая позволила бы ему сократить путь. И такой дорогой может стать тело пешехода.

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

 

Шаговое напряжение

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

Разумеется, там, где появилось напряжение, – там и ток не заставит себя ждать. Вот и все. Не успев осознать тяжесть своего положения, прохожий получает удар током, возможно смертельный.

Напряжение, возникающее в таких случаях между ступнями человека, называется «шаговым напряжением» или «напряжением шага», и для борьбы с ним есть некоторые меры.

Шаговое напряжение и выравнивание потенциалов

Самая надежная из этих мер – выравнивание потенциалов. При этом участок поверхности грунта, где возможна авария с фазным замыканием на землю, оснащается сеткой из заземленных проводников, заложенных прямо под поверхностью.

Работает это очень просто: потенциал проводника во всех точках всегда одинаков, поэтому находясь на такой сетке попасть под напряжение просто невозможно. Выравнивание потенциалов производят на территории открытых распределительных устройств (ОРУ) и в других потенциально опасных местах.

Но, к сожалению, оснастить каждую опору ЛЭП сеткой выравнивания потенциалов невозможно. Поэтому каждому человеку, даже не являющемуся электриком, необходимо проявлять бдительность: обращайте внимание на состояние линий электропередач вокруг вас, особенно в дождливую погоду. Обращайте внимание на свои ощущения: если вас «пощипывает», а то и «потряхивает» при ходьбе – это достаточно верный признак воздействия шагового напряжения.

Поняв, что вы находитесь в зоне возможного воздействия шагового напряжения, нужно постараться из нее выйти. Но делать это надо гусиным шагом – приставляя пятку ноги, которой шагаете, к носку ноги, на которой стоите. Таким образом, при ходьбе обе ноги будут находиться практически в одной точке с одним электрическим потенциалом – напряжение между ними не возникнет.

Еще можно «упрыгать» на одной ноге, если вы уверены, что у вас это хорошо получится. Торопиться не следует – можно споткнуться, упасть на руки и попасть под самое большое возможное напряжение, возникающее между двумя удаленными точками.








Поделитесь этой статьей с друзьями:

Искусственный интеллект нашего сайта решил, что эти статьи вам будут особенно полезны:


  Комментарии:

#1 написал: Кристина | [цитировать]

 
 

Мы же не всегда можем узнать есть ли на данном расстояние какой либо провод с напряжением.
Мало ли, на улице дождь, мы идем ничего не подозревая, где то в кустах воляется провод, а мы ничего не знаем, вдруг как вы пишите вас «пощипывает», а то и «потряхивает» при ходьбе, то кому то это покажеться просто так, и никто даже не может и подозревать что это может быть опасно.
А вот я и не поняла, почему нельзя бежать, а только гусиным шагом идти? 

  Комментарии:

#2 написал: Автор | [цитировать]

 
 

Кристина, милая, конечно, это моя вина, что вы не поняли, в чем опасность шагового напряжения и как оно возникает. Без тени иронии. Я подумаю, как это можно описать попроще и отпишусь вам  здесь. Договорились?

В общем, дело обстоит так: если вы широко и свободно шагаете по зоне растекания тока (зоне воздействия шагового напряжения), то у электрического тока появляется возможность пройти из точки А в точку В по вашему телу: сначала по одной ноге, а затем по другой. Разумеется, ток такой возможностью обязательно воспользуется. Это для него как объездная дорога вокруг города - может, пробок будет меньше. От той части тока, которая воспользовалась объездной дорогой, вы получаете удар.

Чем более дальние точки соединяете вы своими ногами, тем больше электронов захотят воспользоваться объездом и тем сильнее будет удар.

Если же вы идете гусиным шагом, ваши ноги находятся практически в одной точке. Какой смысл для тока пользоваться объездом, который приводит их в ту же точку?

А по поводу того, что непросто заметить поврежденную линию и понять, что находишься в опасности, - так это так и есть, ничего тут не поделаешь. Надо быть внимательным.

  Комментарии:

#3 написал: Игорь | [цитировать]

 
 

А если же я буду бежать, но так, что бы одна из ног всегда оставалась навесу? В общем прыгать с ноги на ногу...

  Комментарии:

#4 написал: Автор | [цитировать]

 
 

Игорю: вы споткнетесь, скорее всего. Результат будет немного предсказуем.

  Комментарии:

#5 написал: Дмитрий | [цитировать]

 
 

Категорически запрещается при выходе из зоны действия шагового напряжения заниматься самодеятельностью (прыгать на одной ноге, бежать "навесу", "летать" и т.д.). Так как при падении 100% от Вас останутся "шкварки". 

При выходе из зоны шагового напряжения необходимо это делать как можно осторожней хоть и медленней, не отрывая ноги друг от друга, а не пытаться как можно быстрей покинуть опасное место.

Из опыта, наблюдал один раз страшную картину когда собака попала под шаговое, на обрыве линии 35 кВ. И скажу Вам когда я выше писал про шкварки я не иронизировал.

  Комментарии:

#6 написал: Андрей | [цитировать]

 
 

Не понятно почему возникает шаговое напряжение. Ведь если провод падает на землю, то это короткое замыкание и напряжение на проводе должно отключится защитой на подстанции. Получается, что может и не отключится? Это если не правильно выбраны параметры аппаратов защиты? Насколько это часто бывает? Мне кажется, в современных условиях шаговое напряжения из-за провода на земле это очень редкое явление.

  Комментарии:

#7 написал: andy78 | [цитировать]

 
 

При падении провода в сетях с изолированной нейтралью трансформатора (6-35 кВ) происходит не короткое замыкание, а однофазное замыкание на землю с небольшими токами. Величины этих токов недостаточно для отключения аппаратов защиты. Соответственно, линия при этом не отключается. Отсюда и опасность попасть под шаговое напряжение. Возможные причины возникновения шагового напряжения при обрыве провода в сетях с глухозаземленной нейтралью 0,4 кВ описаны в статье.

  Комментарии:

#8 написал: mks_set | [цитировать]

 
 

Не интересовался данным вопросом в ПУЭ, однако у нас есть собственная инструкция что при обнаружении такого провода приближаться к нему нельзя ближе 8 метров на открытой местности....хотя думаю это довольно условный параметр безопасности. Лучше уж всем несведущим прогуливаться от ЛЭП метров этак за 30. От греха подальше.Да и замыкание на землю может быть устойчивым не только от упавшего провода но и просто через опору ЛЭП. Тут вообще ничего не заметишь к сожалению.

  Комментарии:

#9 написал: петро | [цитировать]

 
 

СКАЖИТЕ ПОЖАЛУЙСТА, А ЕСЛИ У МЕНЯ ДОМА ИДЕТ ПРОВОД 220 ВОЛЬТ ОТ ИЗБЫ К САРАЮ В ЗЕМЛИ И ЕСЛИ ОН ПОВРЕДИТСЯ, ТО НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ ТОЖЕ МОЖЕТ УБИТЬ ЭЛЕКТРОТОКОМ ИЛИ ОТКЛЮЧИТСЯ АВТОМАТ? СПАСИБО.

  Комментарии:

#10 написал: Автор | [цитировать]

 
 

петро, нельзя точно сказать. Надо знать номинал автомата и характеристики грунта. Но скорее всего, возникнет ситуация, описанная в статье.

  Комментарии:

#11 написал: Аноним | [цитировать]

 
 

возникает новая цепь: фазный провод – земля - заземленная нейтраль трансформатора.

Я не электрик, никак не могу взять в толк: откуда, чёpт её дepи, в земле, на которую упал фазный провод, возьмётся ещё и заземлённая нейтраль трансформатора? Объясните поподробней, если не трудно.

  Комментарии:

#12 написал: Автор | [цитировать]

 
 

Анониму:

Нейтраль трансформатора "ЗАЗЕМЛЕННАЯ", значит, "СОЕДИНЕННАЯ С ЗЕМЛЕЙ". А земля же у нас одна на всех: вот и результат.

  Комментарии:

#13 написал: Аноним | [цитировать]

 
 

Опять же, тупой вопрос, но: то есть, выходит, ток прямо вот прямо по этой земле до нейтрали трансформатора доходит? А если он в сотнях тысячах километров?

Хотя в суть я всё равно, вроде бы, вникнул. Вокруг упавшего провода в опасной зоне каждая точка получает определённый потенциал. По мере удаления от точки обрыва потенциал будет уменьшаться, а там, где есть разница потенциалов, там и напряжение. Соответственно, чем ближе будет одна наша нога к обрыву и дальше другая, тем больше разница потенциалов, соответственно, больше напряжение. Тоже самое, как себя двумя ногами в розетку включить :)

  Комментарии:

#14 написал: Автор | [цитировать]

 
 

На промежутке между упавшим проводом и далекой нейтралью трансформатора есть целый ряд повторных заземлений: на вводных устройствах, на опорах, везде. Через каждое такое заземление ток уже вполне свободно достигает нейтрали по проводам.

  Комментарии:

#15 написал: Аноним | [цитировать]

 
 

Автор, вот это да, никогда не знал ни о чём подобном. Спасибо.

  Комментарии:

#16 написал: саша | [цитировать]

 
 

Что убивает? 0,1 или 1000?

  Комментарии:

#17 написал: Петро Копитоненко | [цитировать]

 
 

Привет всем. Спрашиваете, что убивает - убивает мощность. Слабый ток и высокое напряжение вас не убьёт, только испугает. Если вам приходилось пробовать свечной провод на мотоцикле или машине, то там точно такая ситуация. Мощность у нас - ток умноженный на напряжение. Если у нас слабый ток умноженный на высокое напряжение, то мы получаем в результате слабую мощность. Смертельным током считают 0,1 ампера при напряжении 220 вольт. Не такая уже и большая мощность 22 вата, но смертельная. На свече автомобиля хоть и большое напряжение - 22 000 вольт, но очень, очень слабенький ток, мощность хоть и не смертельная, но всё же бьёт сильно. С перепугу может стать и плохо.. Еще хочу добавить по теме шагового напряжения. А именно об заземленной нейтрале трансформатора. Это с точки безопасности сделано совсем не умно. При заземленной нейтрале трансформатора люди уже ходят по этой опасности и стоит только где то прикоснутся к фазе и человека уже бьёт током даже если это прикосновение и получается не непосредственным прикосновением, а через мокрую землю или мокрое дерево. Заземлённую нейтраль придумали в целях экономии АЛЮМИНИЕВОГО ПРОВОДА. При этом часть тока идет по земле, а часть идет по заземлённому тонкому нулевому проводу. И скольким тысячам человеческих жизней стоит такая экономия АЛЮМИНИЕВОГО ПРОВОДА. А потом говорят, что нужно хорошее заземление для защиты от поражения током, и какая защита если человек уже ходит по проводу под напряжением именуемым ЗЕМЛЯ. Во многих странах уже давно отказались он заземлённой нейтрали. В наш век много других способов сделать электричество безопасным и без ЗАЗЕМЛЁННОЙ НЕЙТРАЛЕ ТРАНСФОРМАТОРА. Желаю вам всего хорошего! Пётр.

  Комментарии:

#18 написал: Острожный | [цитировать]

 
 

А если кабель упал в воду, что делать тогда? Вода, допустим, по пояс, как на затолпленной после сильного дождя улице. Как выжить?

Добавление комментария
Имя:*
Комментарий:
Введите код: *

Смотрите также на Электрик Инфо:

  • Что такое напряжение прикосновения
  • Сопротивление тела человека - от чего зависит и как может изменяться
  • Гроза и молния: что об этом обязательно нужно знать
  • ЭДС, разность потенциалов и напряжение - что это и в чем разница
  • Системы уравнивания потенциалов
  • Вступайте в наши группы в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Pinterest

     


    Сайт электрика

    Новые статьи

  • Расчёт светодиодного освещения комнаты в квартире или д ...
  • Электричество из лимона, апельсина, картофеля - как это ...
  • Три простые схемы датчиков освещенности
  • Управление затвором MOSFET и IGBT, затворный резистор, ...
  • Самая крупная в мире солнечная электростанция Noor Abu ...


  • Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Практическая электроника | Электротехнические новинки

    English French German Italian Portuguese Russian Spanish

    Copyright © 2009-2020 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный (информация о сайте и авторах статей)
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.