Шаговое напряжение
Если коротко, то шаговое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками на поверхности земли, находящимися друг от друга примерно на расстоянии шага. Соответственно, зона шагового напряжения возникает не сама по себе, а в результате технологических нарушений в электроустановках, когда происходит повреждение изоляции токоведущих частей с замыканием на землю.
К сожалению, нет документа, однозначно определяющего зону шагового напряжения. В соответствии с отраслевыми Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, когда возникает шаговое напряжение радиус опасной зоны от места замыкания в электроустановках свыше 1000 В составляет не менее 4 метров в помещении и не менее 8 метров на открытой местности. Оказаться в закрытой электроустановке обычный прохожий конечно не сможет. А вот попасть под шаговое напряжение во время прогулок на природе при неблагоприятном стечении обстоятельств незначительная вероятность, но есть. Можно даже не сразу заметить лежащий на земле оголенный проводник воздушной линии электропередач. ВЛЭП проходят как в ненаселенной местности, так и в населенной. При этом замыкание на землю может длительно существовать, ведь в сетях свыше 1000 В с изолированной нейтралью допускается их работа с однофазным замыканием на землю. То есть эти линии не отключаются сразу же от действия автоматики. От момента, когда на рабочее место дежурного персонала поступит сигнал о возникновении замыкания, до принятия решения об обесточивании линии электропередач и до обнаружения места повреждения при осмотре может пройти некоторое время.
Поэтому при визуальном контакте с лежащим на земле проводом высоковольтной линии независимо от класса напряжения, следует без паники оценить ориентировочно расстояние до него. При этом необходимо по умолчанию считать, что воздушная линия под напряжением, ведь нет никаких визуальных признаков, что это не так. Уж точно не стоит убегать из этого места. Дело в том, что чем больше ширина шага, тем больше разность потенциала между точками – ногами человека. В электроустановках свыше 1000 В эта разность потенциалов может доходить до нескольких киловольт.
При попадании под шаговое напряжение через тело человека начинает протекать электрический ток, величина которого зависит от многих факторов, в том числе от сопротивления земли, обуви, тела человека, расстояния между точками опоры.
Каким образом передвигаться в зоне шагового напряжения? Чтобы уменьшить шаговое напряжение расстояние между точками опоры должно быть минимальным или отсутствующим вовсе. Самый простой и безопасный способ передвижения – «гусиным шагом». Если следовать этому способу, то перемещаться следует, при каждом шаге поочерёдно касаясь пяткой одной ноги носка другой и не отрывая их от земли. У обеих ног при этом будет одинаковый потенциал. Также при выходе из опасной зоны ни в коем случае не стоит касаться других предметов и людей.
Но как быть, если другой человек попал под действие шагового напряжения? Ведь в такой момент дорога каждая минута, так при длительном протекании тока шансов на спасение человека остается все меньше. По существующим инструкциям освобождение пострадавшего от действия электрического тока в электроустановках свыше 1000 В необходимо выполнять с использованием средств защиты (диэлектрические перчатки, боты, изолирующие штанги) и только после отключения электроустановки на ПС или методом наброса, создав искусственное межфазное короткое замыкание. К сожалению, оказание самостоятельной помощи человеку, оказавшемуся в беде, для случайного прохожего будет опасной затеей, не имея вышеперечисленной оснастки и соответствующих навыков. Тем более класс напряжения ВЛ прохожий визуально оценить не сможет. Самым лучшим будет решение о вызове на место происшествия соответствующих спасательных служб. При этом до их прибытия необходимо ограничить приближение к месту замыкания других людей.
Опасности в зоне шагового напряжения и правила перемещения
В естественной среде электричество обнаруживает себя разрядами молнии, которые иногда приводят к поражению человека. Причиной становится поза стояния на двух ногах: между точками опоры возникает разность потенциалов, меняющаяся в широких пределах. Избежать удара током можно, если знать правила перемещения в зоне шагового напряжения (ШН). Обнаруживают электризованную зону только по косвенным признакам: расчётному расстоянию до эпицентра источника.
Понятие о шаговом напряжении
Опасное напряжение на почве возникает при касании оборванным электрическим проводом, свисающим с линии электропередач, земли, когда в жиле протекает ток. Если авария случилась на болоте, воде или мокром асфальте, человеку, оказавшемуся вблизи, грозит опасность быть поражённым электротоком. Шаговое напряжение — это разность потенциалов, снятых с двух взаимоудалённых на расстояние человеческого шага точек на земле. Этот базис составляет 0,7―0,8 м, а растекается энергия на площади с радиусом до 20 метров.
Чем больше дистанция между оставляемыми следами, тем значительнее потенциал возникает, возрастает вероятность травмирования электрическим током. Причинами возникновения ШН становятся:
- обрыв или провисание до земли провода ЛЭП вследствие падения деревьев от урагана, бури или повреждения опор;
- аварии на электроподстанциях;
- попадание молнии в громоотвод или высокое дерево;
- короткое замыкание кабельных жил на улице или в здании.
Величина пошагового напряжения и площадь распространения обусловливается силой тока источника энергии и удельного электросопротивления земли. Типовые значения потенциала ЛЭП — 6, 10, 35, 100 и больше киловольт. Проводимость грунта определяется его составом — песок, суглинок, дресва — и степенью влажности.
В момент попадания человека под ШН у него случаются судороги мышц ног, что вызывает падение. Такая поза способствует образованию опасного пути электротока: от стоп к рукам — это грозит смертельным поражением.
Максимальная площадь распространения тока
Территория возможного неблагоприятного воздействия на живые организмы, попавшие в зону аварии или чрезвычайного происшествия, определяется радиусом шагового напряжения. Для человека имеет значение расстояние до провода, и на каких точках земли расположены его ноги. Изменение ШН подчиняется следующим положениям:
- 20 метров — внутрь круга означенного радиуса заходить небезопасно, в центре обнаруживается источник растекания тока: провод на земле, дерево, поражённое молнией или пробой питающего кабеля энергоприёмника;
- расстояние 8 м от места утечки электричества считается допустимым, когда напряжение в точке контакта ≥1000 В;
- 5 метров — настолько можно приблизиться к эпицентру, если разность потенциалов там меньше тысячи вольт.
Максимальный ущерб здоровью будет от шагового напряжения в радиусе поражения, если одной ногой человек находится на заземлителе, а другой — на земле в пределах 80 см от первой. Для животных расстояния будут иными.
Определение разницы потенциалов шага
Границы изменения напряжения в случаях инцидентов с аварийным или природным растеканием тока по земле — от 10 В до тысяч вольт на подвижку. Безопасная величина ШН — до 40, а переменного потенциала — до 50 В. Существует формула, которой пользуются для приблизительного определения напряжения шага — U = (I *ρ* a)/2π* R (R + a), где:
- I — ток короткого замыкания или утечки на землю, ампер;
- ρ — удельное сопротивление грунта в месте происшествия, Ом*м;
- R — расстояние объекта или человека от точки пробоя, м;
- a — заданный шаг в метрах;
- π — постоянная величина, равная 3,14 (отношение длины окружности к диаметру).
Размерность полученной из формулы цифры — вольт. Точное значение ШН получают посредством мультиметра.
Порядок движения на участке поражения
Чтобы не попасть в затруднительную ситуацию, надо быть внимательным и замечать касающиеся земли провода, искрящие контакты электрооборудования, избегать нахождения вблизи высоких отдельно стоящих объектов во время грозы. Если случилось стать участником инцидента с растеканием тока, знание правил передвижения в зоне шагового напряжения поможет выйти из ситуации без ущерба для здоровья:
- Первоочередное действие при внезапной аварии — быстро сдвинуть вплотную обе ноги. Это позволит исключить условие возникновения разности электропотенциалов.
- При нахождении человека в зоне шагового напряжения передвигаться необходимо, как гуси — неторопливо и мелкими шаркающими шажками. Маршрут покидания опасного радиуса прокладывать по сухим токонепроводящим поверхностям.
- Уходить с поражённой территории надо незамедлительно, предварительно известив о местоположении службу МЧС, если такая возможность имеется. Нельзя бежать — широкий шаг влечёт возрастание напряжения. Прыжки приведут к падению.
Ремонтный персонал в опасную зону допускают после расчёта потенциала и в диэлектрической обуви, резиновых перчатках. При себе они несут инструменты с изолирующими ручками и приборы для измерения напряжения. Основная задача — отключить источник тока и оказать первую помощь пострадавшему.
Шаговое напряжение. Как оно возникает? Правила безопасности при обнаружении оборванного провода линии электропередач.
Все мы знаем, что если коснуться провода без изоляции под большим напряжением, можно получить удар электрическим током. Однако, провод линии электропередач, лежащий в отдалении на земле, несет в себе не меньшую опасность. Возле провода, который находится под напряжением, возникает сильное электрическое поле. Оно может быть смертельно опасно для человека, его нельзя увидеть или почувствовать заранее.
Если при обрыве провода линии электропередач не сработала защитная автоматика, то он остаётся под напряжением. Ток не может исчезнуть в никуда, на поверхности грунта возникает участок растекания электрического тока. Радиус этого участка на открытой местности составляет восемь метров от точки соприкосновения провода с землей. И если человек заходит в радиус действия токов замыкания на землю, то он столкнется с воздействием шагового напряжения.
Что же такое шаговое напряжение?
Шаговым напряжением называют такое напряжение, которое возникает между двумя точками цепи электрического тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Это напряжение зависит от
удельного сопротивления земли или поверхности пола, от расстояния до провода и от длины шага.
Какие правила стоит соблюдать при обнаружении оборванного провода линии электропередач?
Так как самостоятельно рассчитать безопасное расстояние для конкретной ситуации практически невозможно, существует расчет для стечения самых неблагоприятных условий, который и определяет «правило 8 метров»: самое первое, что нужно сделать, это удалиться от оборванного провода на расстояние не менее 8 м (в помещениях, где редко можно встретить высоковольтные линии, а пол чаще всего сухой, безопасной считают зону, удалённую от провода более чем на 4 м). В зоне действия двигаться можно только «гусиным шагом», то есть, не отрывая ноги друг от друга. Запрещено прикасаться к каким-либо предметам или людям, которые тоже находятся в опасной зоне.
Во влажную погоду уровень опасности в зоне шагового напряжения только повышается, так как мокрый асфальт или грунт является лучшим проводником, нежели сухая земля. Из этого следует, что при возникновении бури, во время грозы, надо быть предельно внимательным и осторожным при пересечении линии электропередач.
 |
Обязательно нужно запомнить последовательность правил при обнаружении оборвавшегося провода:
- Необходимо встать ровно на 2 ноги. Максимально свести пятки друг к другу;
- Прокладываем максимально безопасный ближайший путь от потенциального источника напряжения, где нет препятствий;
- Нужно аккуратно повернуться на месте (не отрывая пяток друг от друга, также нельзя отрывать подошвы обуви от поверхности земли);
- Передвигаться в этом направлении только очень маленькими шагами;
- После того, как покинете опасную зону на 8 и более метров, стоит незамедлительно позвонить в МЧС и сообщить об аварийной ситуации на линии электропередач.
Если же человек попал в зону воздействия шагового напряжения и не может выбраться самостоятельно, и провод под напряжением находится непосредственно поблизости с ним, то перед тем, как вытащить человека, необходимо найти сухую палку и откинуть ею провод в сторону от пострадавшего.
Чтобы вытащить человека от источника напряжения, нужно обмотать руки сухой одеждой, после чего медленно, мелкими, «гусиными» шагами вытянуть человека, и после сразу обратиться в службу спасения.
Не стоит забывать о том, что серьезную опасность представляют собой также провода, которые не коснулись земли, но находятся в соприкосновении с другими объектами (деревья, автомобили и т.д.). В данном случае, радиус воздействия шагового напряжения может быть больше 8 метров.
Также при ударе молнии в дерево, молниеотвод, опору электропередач возникает шаговое напряжение, потому что ток растекается на поверхности земли на десятки метров. Поэтому и существует неукоснительное правило — во время грозы не стоит находиться вблизи линий электропередач, деревьев или столбов.
Авторский материал. Копирование полностью или частично разрешено только при наличии активной (кликабельной) ссылки на эту страницу и указании источника: «сайт 220.ru».
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.
Правила перемещения в зоне шагового напряжения
В промышленных условиях для перемещения в зоне высокого риска шагового напряжения перемещаться следуют в галошах или диэлектрических ботах. При случайном попадании в опасное место нужно замедлить шаг. Максимально сократите расстояние между ногами во время ходьбы – приставляйте носок к пятке, имитируя гусиный шаг. Запрещается приближаться к оголенным проводам на расстояние менее 8 метров, выполнять такие действия допускается при наличии средств защиты.
При возникновении аварий на ЛЭП устранением последствий занимаются специально обученные электрики. Релейная защита отключает участок электрической линии в месте повреждения. Устранив неисправность, специалисты осматривают территорию на предмет обвисших кабелей. Высокая опасность возникает в местах соединения поврежденных кабелей (проводов) и деревьев. Ствол – это проводник электричества, создающий высокий уровень опасности для людей и животных.
Класс напряжения и удельное сопротивление грунта определяют шаговое напряжение. Радиус действия увеличивается при повышении влажности из-за увеличения территории растекания тока.
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:
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.
Как освободить человека?
Для спасения человека необходимо разорвать электрическую сеть – выключить автомат питания (линию) или рубильник. При отсутствии такой возможности обмотать руки сухой тканью, попытаться освободить человека от воздействия электрического тока с помощью деревянной палки.
Далее следуйте алгоритму действий:
- оттянуть тело в безопасную область;
- проверить пульс;
- проконтролировать реакцию зрачков на свет.
Убедитесь, что электрическая линия отключена от источника питания и выходите с опасной зоны.
Начните делать непрямой массаж сердца, легочную реанимацию и вызовите бригаду неотложной помощи. Если человек находится в сознании, поверните его на бок, так вы устраните риск попадания рвотных масс в дыхательные пути.
Методы снижения шагового напряжения на предприятиях
В промышленных условиях создаются правила безопасности и способы предупреждения аварийных ситуаций. Для разработки методов снижения шагового напряжения на предприятии необходимо выделить виды воздействия тока на человека:
- электрическое;
- термическое;
- биологическое.
Для предупреждения воздействия высоких температур специалисты работают в костюме с высоким уровнем защиты от тепла. Такая униформа имеет многослойную структуру и производится из особых синтетических материалов. Они не воспламеняются, защищают кровь и лимфу от перегрева.
Защищает костюм и от электрического воздействия, после превышения которого происходит разложение клеток крови. Для правильного подбора защитных средств стоит знать основные варианты прохождения тока через тело.
Угроза жизни возрастает, если на пути тока встречаются жизненно необходимые органы (сердце и мозг). Из схем можно сделать вывод, что чаще всего электричество начинает путь с руки, головы и ноги. Эти части тела больше всего нуждаются в защите при работе человека в экстремальных условиях. По технике безопасности работник не получает доступ к объекту без специальных средств и прохождения ряда инструктажей.
Причиной аварийной ситуации может стать несоблюдение правил безопасности и контроля за электрическим оборудованием на предприятии. Для предотвращения опасных ситуаций в промышленной сфере проводятся проверки и тестирования. Систематически контролируется изоляция проводов и кабелей, специалисты следят за сроками эксплуатации отдельных элементов системы.
Угроза жизни становится реальной при недостаточной компетентности работников. Незнание элементарных правил безопасности и пренебрежение средствами защиты, часто становится причиной трагедий. Для предупреждения аварийных ситуаций, на предприятиях проводятся целевые и повторные инструктажи, позволяющие сотрудникам повысить уровень квалификации. Вводные инструктажи предназначены для ознакомления специалистов с новым видом оборудования.
Специальные средства защиты на предприятии имеют срок годности. Руководство компании обязано следить за качеством и пригодностью таких вещей. Для повышения контроля за соблюдением правил и стандартов на предприятии создается комиссия по охране труда. Ее сотрудники проводят работы по ознакомлению работников с важной информацией, контролируют выполнение обязанностей и занимаются отчетами в сфере безопасности.
Современные технологии позволяют значительно снизить риск возникновения шагового напряжения. Некоторое оборудование имеет функцию автоматической блокировки при возникновении повреждений в электрической сети. Такие возможности позволяют значительно повысить уровень безопасности и снизить количество несчастных случаев на предприятии.
В комплексе методы снижения шагового напряжения дают отличные результаты. Автоматизированные предприятия, работающие с инновационным оборудованием, практически никогда не встречаются с аварийными ситуациями.
Сегодня средства защиты от электрического тока отличаются высокой эффективностью. При условии правильного использования спецодежды и следования правилам безопасности риск возникновения трагической ситуации значительно снижается. Контроль за всеми процессами в сфере электрики минимизирует шансы поражения током.