Пошаговое напряжение: Шаговое напряжение, правила перемещения в зоне шагового напряжения

Шаговое напряжение — правила перемещения и радиус поражения. Что понимается под напряжением шага

Мирно прогуливаясь по полю или пустырю неподалёку от линий электрических передач и увидев провод или кабель на земле, не теряйте бдительность и соблюдайте осторожность. Оборванный кабель не повод радоваться находке, так как он может находиться под напряжением и приблизившись к месту падения человек может попасть под шаговое напряжение.

Сразу этого не понять, поскольку электричество, не имеющее цвета и запаха, не проявляет себя при отсутствии контакта. Определить на глаз напряжение в проводе просто так не получится.

Опасность электрического тока ни в коем случае нельзя приуменьшать, поскольку он чрезвычайно опасен для человека. Для получения удара током не обязательно прикасаться к открытому проводу или корпусу устройства, изоляция в котором неисправна. Велика вероятность попасть под шаговое напряжение, возникающее при падении провода с действующей ЛЭП на землю.

Приветствую всех друзья на сайте «Электрик в доме». Сегодня разберем термин и его понятие, которое в энергетической отрасли очень часть встречается.

Напряжение шага — опаснейшее явление в мире энергетики. Знать определение и понимать, что собой представляет сие явление, помимо электриков, должны и далёкие от данной сферы люди.

Что понимается под напряжением шага

Если говорить о том, что понимается под напряжением шага, то речь о напряжении неподалёку от провода или кабеля, упавшего на землю или расположенного на рабочей поверхности. Достаточно одного человеческого шага (с расстоянием приблизительно 80 см), чтобы создать опасный потенциал между точками.

Величина этого потенциала зависит от класса напряжения электроустановки и расстояния до места повреждения. Чем ближе человек к оборванному проводу, тем опасность поражения электрическим током будет больше. На один шаг человека может образоваться напряжение от десятков до нескольких тысяч Вольт.

Определение шаговое напряжение в нормативных документах звучит так:

После бурь и ураганов деревья падают на воздушные линии. В результате провода обрываются и ломаются опоры. В результате возможность поражения в зоне возле линий достаточно велика.

Аварийные ситуации такого характера ликвидируются на питающей подстанции. На повреждение реагирует релейная защита и отключает поврежденный участок. Но необходимо отметить, что в большинстве случаев после отключения защитами, напряжение на линию подается повторно. Это необходимо в случае самоустранения причины и освобождения линии из веток или лап животных/птиц небольших размеров, случайно перекрывших воздушную изоляцию.

Но гарантии чёткой работы автоматики при возникновении обрыва или провисании провода рядом с раскачивающейся веткой никто дать не может.

При пересечении линии электропередач следует убедиться в отсутствии проводов и кабелей, которые свисают, расположенных на деревьях. Ток протекает также по стволу, создавая предпосылки для опасности.

Какова зона шагового напряжения

Шаговое напряжение напрямую связано с классом (величиной) напряжения и удельным сопротивлением материала. В основном, речь идёт о грунте. Если его влажность повышена, наблюдается увеличение радиуса действия, поскольку пространство растекания тока по мокрой земле увеличивается.

Увидев провод, лежащий на земле, обходите его стороной и подходите не более, чем на 20 м. Влияние на зону действия оказывают многочисленные факторы, наравне с уровнем воздействия на человека.

Наибольшим радиусом поражения шагового напряжения принято считать 8 м, при опасном напряжении в месте обрыва свыше 1000 В и 5 м при значении до 1000 В.

Для быстрого выхода из зоны опасности НЕ НУЖНО бежать и совершать длинные шаги.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

Для того, чтобы не оказаться жертвой напряжения шага неподалёку от оборванного провода линии электрических передач, следует в обязательном порядке соблюдать правила перемещения в зоне шагового напряжения.

Для начала покиньте зону опасности, удалитесь на безопасное расстояние более 8 м. Для передвижения в зонах действия токов замыкания на землю используйте «гусиный шаг», без отрыва ног друг от друга. Прикасаться к предметам и людям в зоне растекания токов КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Иногда для перемещения в потенциально опасных зонах рекомендуют использовать прыжки на сомкнутых ногах или при помощи одной ноги. Такое способ передвижения в зоне шагового напряжения считается безопасным, поскольку ноги человека при касании земли сомкнуты друг к другу либо человек касается земли только одной ногой.

Такой способ перемещения является безопасным, НО здесь есть свои подводные камни. Стоит человеку споткнуться и стать на расстояние шага, либо человек упадет всем телом на землю и тогда через руки локти и ноги произойдет воздействие повышенного шагового напряжения (так как расстояние между точками соприкосновения будет значительно больше расстояния шага), что может закончиться летальным исходом. Поэтому для перемещения из опасной зоны на землю наиболее безопасен «гусиный шаг».

Для безопасного перемещения в зоне действия шагового напряжение, например для освобождения человека, следует использовать особые электрозащитные средства в виде диэлектрических бот или галошей.

Если к месту обрыва провода возможно приближение людей, до момента отключения поврежденной линии необходимо предупредить их об опасности поражения электрическим током.

В чем опасность оборванного провода

Шаговое и обычное напряжение чрезвычайно опасно для жизни и здоровья человека, поскольку при его воздействии возникает протекание электрического тока.

Если на землю или на поверхность, которая проводит ток, падает расположенный под напряжением провод, по поверхности начинают растекаться токи замыкания.

Воздействие тока наступает в момент касания обеих ног человека земли и двух точек касания, электрический потенциал которых различен. Напряжение шага является разницей потенциалов, вызванных двумя точками соприкосновения ног с землёй. Если ширина шага увеличивается, разность потенциалов также увеличивается, что соответственно приводит большей вероятности поражения электрическим током.

Наибольшее значение шагового напряжения будет рядом с упавшим проводом. По мере удаления от места падения провода значение напряжения пропорционально уменьшается.

Под воздействием электрического тока наступает непроизвольное сокращение мышцы ног с возникновением судорог и падением человека на землю. После этого шаговое напряжение воздействующее через ноги человека прекращает свое действие, однако ситуация становится ещё более опасной в силу поступления тока от рук к ногам. Расстояние между потенциально опасными зонами заметно увеличивается, а поражение оказывается смертельным. Для покидания зоны шагового напряжения используются мелкие шаги.

Наибольшая опасность данного явления представляется не для людей, а для животных. В виду того что у крупного рогатого скота длина шага очень большая, соответственно и значение напряжения будет больше.

Освобождения человека от действия электрического тока

В электроустановках до 1000 В (сети бытового использования в которых присутствует три фазы и ноль) оценив ситуацию, подходить к пострадавшему человеку следует мелкими шагами. Для передвижения следует использовать «гусиный шаг» при приставлении пятки шагающей ноги к носку другой. При этом не следует отрывать ноги от земли. Оттягивать пострадавшего из зоны поражения следует, обмотав руки сухой одеждой.

При нахождении пострадавшего в лежачем положении в зоне шагового напряжения не бегите к нему. Если ваши ноги обуты в обычную, а не в диэлектрическую обувь, то особенно. В зону опасности важен вход в подготовленном состоянии, в диэлектрических перчатках или галошах из резины. Если надлежащей обуви не имеется, приближайтесь к пострадавшему «гусиным шагом», стараясь не отрывать подошв от поверхности земли.

В электроустановках, выше 1000 В, освобождение шагового напряжения выполняется с использованием защитных средств или после отключения электрической установки. Для ускорения процесса отключения можно создать намеренное короткое замыкание на питающей линии. Для этого на линию электропередачи набрасывают на провода проволоку, палку, ветку и т.п.

Если этого сделать невозможно, для подхода к пострадавшему в ОБЯЗАТЕЛЬНОМ порядке применять средства защиты – перчатки, изолирующие штанги, диэлектрическая обувь (боты). Понятно, что у обычного прохожего ничего из перечисленного под рукой не окажется.

Поэтому лучшей помощью в такой ситуации будет сообщение в МЧС и соответствующие службы для отключения поврежденного участка с питающей подстанции.

Если у вас на глазах человек получает поражение электрическим током в помещении, не стоит паниковать. Вначале нужно разорвать цепь, выключить рубильник или автомат питания. При отсутствии данной возможности используйте сухой деревянный предмет, а для обмотки рук — сухую одежду. Следуя правилам безопасности, используйте данный предмет для освобождения пострадавшего. Откиньте его или расположите между человеком и источником для разрыва цепи.

Для освобождения человека следует оттянуть его в безопасное место, прослушать пульс и отследить, как реагируют зрачки на свет. До приезда врачей скорой помощи начинайте сердечно-лёгочную реанимацию в экстренном порядке, искусственное дыхание с массажем сердца.

Методы снижения шагового напряжения на предприятиях

Наиболее надёжной мерой снизить шаговое напряжение является выравнивание потенциалов. Для участка поверхности грунта с возможным фазным замыканием на землю используется оснащение в виде сетки из заземлённых проводников, с закладкой непосредственно под поверхностью.

Принцип работы очень прост: потенциал проводника одинаков во всех точках, поэтому при нахождении на сетки попадание под напряжение исключено. Потенциалы выравниваются на территории распределительных устройств открытого формата (ОРУ) и в прочих местах с потенциальной опасностью.

Оснащение каждой опоры ЛЭП при помощи сетки выравнивания потенциалов не представляется возможным. Любому человеку, даже не электрику, следует проявлять особую бдительность, обращая внимание на состояние окружающих электрических передач, особенно, в дождливую погоду. Важно учитывать ощущения: при «пощипывании» и «потряхивании» в процессе ходьбы можно говорить о воздействии шаговых напряжений.

На этом все друзья, надеюсь, я доходчиво объяснил, что понимается под напряжением шага и почему это явление так опасно для жизни человека.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Шаговое напряжение: правила выхода

Получить удар током можно не только прикоснувшись к оголённому проводу, заземлённым предметам или корпусу устройства с неисправной электроизоляцией. Существует вероятность попадания под шаговое напряжение, возникающее в том случае, если провод с действующей ЛЭП падает на землю. Увидев кабель, лежащий на земле, не стоит радоваться нежданной удаче, ведь он может таить в себе опасность. Если ЛЭП не отключена, то электроток продолжает спокойно течь и может оказать негативное влияние на любой объект, будь то человек, животное или автомобиль. Опасность шагового напряжения имеет тенденцию к снижению, если объект расположен на значительном удалении от оборванного провода.

Что такое шаговое напряжение?

Напряжение прикосновения и шаговое напряжение – это термины-синонимы. И в обоих случаях речь идёт о напряжении, возникающем между двумя точками цепи электротока. Точки располагаются на дистанции в один шаг, а это примерно 80 см, и именно между ними создаётся опасный потенциал. Здесь многое зависит от силы тока и расстояния от человека до точки контакта провода с землёй. Когда возможно возникновение шагового напряжения? Если:

• Оборвался провод ЛЭП или локальный кабель, при помощи которого электричество поставляется конкретному потребителю.
• Произошла авария на электроподстанции.
• Попала молния в опору ЛЭП или молниеотвод.
• Случилось короткое замыкание.
• Имеет место быть иным чрезвычайным происшествиям.

В каком радиусе можно попасть под шаговое напряжение?

Шаговое напряжение зависит от силы тока и удельного сопротивления материала, через который он проходит. Как правило, это грунт, и если он влажный, то это нужно принять во внимание, так как радиус действия увеличивается. Относительно безопасным является расстояние от оборванного провода до объекта в 20 м. Зона действия шагового напряжения зависит от многих факторов, равно как и уровень воздействия на человека:

• Температура окружающей среды.
• Тип обуви, в которую обут человек (если это резиновые сапоги, то вероятность получения электротравмы минимальна).
• Наличие в крови алкоголя.
• Расстояние от источника опасности.
• Тип и влажность грунта.
• Наличие открытых ран на ногах.

Радиус действия шагового напряжения существенно увеличивает влажное основание. И особо опасной является зона, расположенная в радиусе 5-10 метров от источника. Радиус поражения на воде и земле вычисляется по специальным формулам и на проведение расчётов в критической ситуации не хватает времени. Для проведения таких расчётов необходимо вычислить сопротивление грунта, который состоит из разных слоёв, а потом умножить эту величину на определённый коэффициент. Это позволяет определить и шаговое напряжение, и безопасное расстояние, и на сколько метров эта зона распространяется.

Чем опасно шаговое напряжение?

Приближение к упавшему проводу, на который подаётся электроток, очень опасно и для животных, и для людей, особенно, если объект находится в радиусе 5-10 м от источника. При попадании в зону действия шаговых напряжений человек падает на землю из-за того, что его мышцы начинают непроизвольно, судорожно сокращаться. Именно в этот момент оно перестаёт воздействовать на объект, поскольку электрический ток начинает уже проходить через всё тело, а это уже может стать причиной летального исхода.

Человек может выйти из зоны поражения самостоятельно, если будет знать некоторые простые правила, а вот животное, попавшее в столь опасную зону, запросто может погибнуть, и в группе риска находится крупнорогатый скот, да и вообще – все крупные животные, имеющие солидное расстояние шага. Следует запомнить, что причина возникновения шагового напряжения сокрыта в оборванном проводе, к которому нельзя подходить на расстояние, ближе, чем 8 м. Если это нужно сделать по долгу службы, то следует принять все меры защиты.

Выход из зоны шагового напряжения

Если помощи ждать неоткуда, а человек оказался в опасной зоне, то он должен помочь себе сам. Даже безопасное для жизни шаговое напряжение может оказать негативное влияние на здоровье. Но чем ближе расстояние к упавшему проводу, тем выше вероятность получения электротравмы. Сначала человек может почувствовать лёгкое покалывание, зуд или жжение, потом спазмы. Когда он падает на землю, то действие негативное воздействие электротока увеличивается, и потерпевший начинает испытывать резкую боль, и всё может закончиться параличом.

Способы выхода из зоны шагового напряжения зависят от конкретной ситуации. В любом случае, нужно снизить размер шагов. Если человек находится в относительно адекватном состоянии, то порядок перемещения таков: нужно встать на одну ногу и совершать прыжки, причём, чем меньше будет их размер, тем больше появится шансов на благополучный исход. Способы защиты от шагового напряжения достаточно разнообразны. Например, если человек почувствовал, что «он попал», нужно быстро сомкнуть обе ноги. Это позволит понизить разность потенциалов в месте соприкосновения ступней с грунтом.

Как необходимо передвигаться в зоне шагового напряжения?

Бежать стремглав из опасного места категорически запрещено. Каждый, кто это сделает, рискует попасть под повторное напряжение. Безопасный выход подразумевает медленное передвижение, мелкими «семенящими» шажками, и такую «походку» принято называть «гусиным шагом». Ноги от земли отрывать запрещено. Если по пути движения имеются сухие доски, то идти нужно по ним, так как сухое дерево является отличным диэлектриком, а вот к кирпичам и железобетонным конструкциям это не относится.

Каким образом следует передвигаться по зоне шагового напряжения? Ещё один способ – это тот, который описан выше: на одной ноге. Но его задействовать не всегда возможно, так как не все умеют «скакать на одной ножке», а случайное падение может даже стать причиной летального исхода. Правила перемещения в зоне шагового напряжения запрещают двигаться по спирали или по направлению к оборванному проводу. По статистике, 80% самостоятельных выходов из опасной зоны не имеют никаких последствий для здоровья.

Правила эвакуации пострадавшего из зоны действия электротока

Если пострадавший лежит в зоне шагового напряжения, то не стоит бежать к нему, особенно, если ноги «спасателя» обуты не в диэлектрические боты, а обычную обувь. В идеале, нужно входить в опасную зону подготовленным, а это значит, что в наличии должны быть диэлектрические перчатки и хотя бы резиновые галоши. При отсутствии подходящей обуви нужно приблизиться к пострадавшему «гусиным шагом», не отрывая подошвы обуви от земли.

Чтобы исключить поражение человека, пришедшего на помощь, электрическим током, он должен браться за пострадавшего только одной рукой, и только в том случае, если его одежда – сухая. Расстояние, на которое придётся оттащить потерпевшего, составляет 8 м, но если инцидент произошёл в помещении, то оно сокращается в два раза. При наличии возможности, следует отключить электричество так быстро, как это возможно. Освобождение пострадавшего от воздействия шагового напряжения возможно только при использовании средств индивидуальной защиты.

Шаговое напряжение. Виды и работа. Применение и особенности

Шаговое напряжение появляется между двумя точками на поверхности земли, которые находятся друг от друга на расстоянии шага человека. Чаще всего оно возникает рядом с оборвавшимся и касающимся землю высотным кабелем либо проводом. В результате оно растекается по земле и образует потенциал между точками. Человек, который передвигается и делает шаг, попадает под это напряжение, вследствие чего через него начинает течь ток.

Шаговое напряжение находится в непосредственной зависимости от сопротивления земли, а также силы тока, протекающей в ней. Если человек сделает большой шаг (стандартный шаг составляет порядка 0,8 метров), то это может представлять довольно серьезную опасность для него. Вызвано это тем, что чем больше расстояние между точками, то тем больше будет разность потенциалов. В особенности риск увеличивается, если по земле течет ток большой силы. Именно поэтому всем рекомендуется при попадании в такую ситуацию передвигаться маленькими шашками, чтобы исключить протекание тока через тело человека.

Виды

Шаговое напряжение

 бывает нулевым, наименьшим или самым большим показателем:

• Нулевой показатель можно наблюдать тогда, когда живое существо, к примеру, человек, находится на линии равноценного потенциала, либо в месте, где нет линий прохождения электротока.
• Самый малый показатель данного напряжения можно наблюдать в случае наибольшего удаления от заземляющего материала. Получается это практически за пределами течения электротока, то есть свыше 2-х десятков метров.
• Самое большое значение напряжения можно наблюдать в случае, когда одна точка располагается прямо на заземляющем материале, а вторая точка находится на длине шага. Вызвано такое положение вещей тем, что потенциал относительно заземляющего материала движется по вогнутым кривым. В результате образуется большой перепад, в большинстве случаев прямо в начале данной кривой.

При наличии нескольких заземлителей напряжение будет существенно слабее, чем при одном.

Устройство

Шаговое напряжение способно возникать между 2-мя точками контура электротока, которые находятся между ними на длине шага. Оно, прежде всего, зависит от сопротивления земли, по которой движется ток, в том числе силы тока. Также может появляться в месте нахождения заземляющих устройств, в том числе в аварийных местах, где провода под напряжением соприкасаются непосредственно с землей.

Напряжение шага можно определить с помощью расстояния между 2-мя точками. Данный показатель находится в непосредственной зависимости от характера кривой напряжения. Говоря простыми словами оно зависит от типа заземлителя. К примеру, на земле в точке «А» имеется один заземлитель в виде электрода из металла, через который протекает электроток замыкания. Рядом с этим заземлителем образуется определенная область рассеивания электротока в земле. Это земля, за границами которой потенциал условно равняется нулю, что вызывается электротоками защитного заземления.

Главная причина этого явления кроется в том, что количество земли увеличивается по степени ухода от заземляющего устройства. В то же время ток рассеивается по земле на длине в двух десятков метров и больше, от заземляющего устройства. Объем земли в то же время повышается на порядок, в результате чего плотность электротока становится необратимо малой, а само напряжение между указанными точками уже практически не проявляется.

Принцип действия

Шаговое напряжение человек может испытать на себе, при обрыве фазных кабелей и касания их с землей. Если ток аварийными службами не отключается, а сами линии не ремонтируются, то существует большой риск того, что человек попадет именно под это напряжение. Земля отлично проводит электрический ток, в результате чего она является как бы своеобразным проводом, по которому может протекать ток.

Каждая точка земли, в которой имеется некоторый потенциал, будет уменьшаться по мере увеличение расстояния от точки касания проводом с землей. Но электроток начнет действовать на человека лишь в момент, когда его ноги соприкасаются с землей в двух точках, которые имеют разные потенциалы.

Применение

Шаговое напряжение может представлять существенную опасность для здоровья и жизни людей. Поэтому для его нивелирования применяются различные средства. Одним из эффективных средств уменьшения данного напряжения является использование поверхностных заземлителей. На практике места, где возможны аварии с замыканием фаз на землю, используют выравнивание потенциалов. Для этого поверхность земли оборудуется сеткой из заземленных кабелей, их закладывают непосредственно в верхнем грунте.

Функционирует данная система довольно-таки просто: во всех точках этой системы потенциал проводника имеет одинаковый показатель. В результате, если человек находится на данной сетке, то он просто не сможет попасть под напряжение. К примеру, ремонтник сможет спокойно подойти к месту обрыва, чтобы выполнить ремонт или починить провод.

Подобные системы очень действенны, однако не каждый столб с проводом может быть оборудован подобной системой. Поэтому людям необходимо знать способ, как можно безопасно выбраться из ситуации, когда они попадают в зону напряжение шага. Здесь нет ничего сложного, нужно запомнить только одну вещь: если Вы попали под шаговое напряжение, то нужно сохранять хладнокровие. Не нужно сразу же бежать из этого места, ведь чем больше шаг, тем сильнее будет напряжение и сила тока, с которой Вас может ударить.

Наоборот действовать нужно медленно: следует постараться выйти из зоны поражения простым гусиным шагом. Для этого нужно переставлять пятку ноги к носку ноги и маленькими шагами медленно идти. В результате ноги будут располагаться почти в одной точке, которая будет иметь один электрический потенциал. Это значит, что напряжения между ногами не будет. Также можно прыгать на одной ноге, но делать это нужно с крайней осторожностью. А лучше не делать этого вовсе. Если Вы упадете, то можете попасть под напряжение и уже самостоятельно из данной области не сможете выбраться.

Понять, что Вы располагайтесь в области возможного действия напряжения шага можно благодаря своим ощущениям. Если Вас «пощипывает», то стоит остановиться и приглядеться к ближайшим столбам, в особенности во время дождя. Как только Вы выйдете из области поражения, стоит связаться с ремонтниками, чтобы они быстрее отремонтировали данный участок.

Лошадиная авария

В 1928 году произошел курьезный случай. На мосту растрескался изолятор, вследствие чего мост попал под напряжение. Людей, которые шли через мост «потряхивало», а лошадь убило. Автомат в течение двух секунд разъединил цепь. Но чтобы проверить причину, дежурный вновь подал ток. В результате появилось напряжение шага, которое убило еще пару лошадей. Объяснение было простое – ноги лошадей были на расстоянии 1,5 метров и имели железные подковы.

Похожие темы:

Все о шаговом напряжении — важно знать

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Сегодня мы поговорим о напряжении шага.

Обсудим причины его возникновения, риски, связанные с попаданием под воздействие шагового напряжения, расскажу как избежать поражения током и не только.

Эту информацию необходимо знать каждому!

 

Содержание статьи:

• Что такое шаговое напряжение
• Причины возникновения шагового напряжения
• В чем заключается опасность
• Зона шагового напряжения
• Правила перемещения в зоне опасности
• Расчет шагового напряжения
• Выход из зоны шагового напряжения
• Первая помощь при поражении током
• Средства защиты

 

Что такое шаговое напряжение

Как часто вы видите ток, протекающий по проводам? Всем известно, что ток невидим. Увидеть его, значит столкнуться с аварийной ситуацией лицом к лицу.

Например, при коротком замыкании в цепи образуется электрическая дуга. 

Если оголенный провод падает на землю, такой реакции не происходит, но вокруг места касания этого провода будет напряжение. На расстоянии шага оно представляет большую опасность.

В этой и подобных ситуациях: разницу потенциалов между двумя точками  электрической цепи тока, находящимися на расстоянии шага одна от другой, на которых одновременно стоит человек, называют шаговым напряжением или напряжением шага.

Чтобы разобраться откуда возникает данное напряжение рассмотрим причины. 

 

Причины возникновения шагового напряжения

По принципу проводимости электрического тока все материалы делятся на проводники и диэлектрики. Так, например, земля являет проводником, особенно в сырую погоду. Если при обрыве провода линии электропередачи, он касается земли, то там образуется опасная зона, в которой и возникает напряжение шага.

Подобная ситуация происходит, когда молния попадает в молниеотвод, который соединён с электроустановкой. В этом случае образуется контакт между токопроводящими элементами установки и землей, на которой образуется зона под напряжением.

Причиной для образования зоны опасного напряжения шага может послужить:

• Авария на электрической подстанции;
• Короткое замыкание воздушных линий на улице или кабельных — в помещении.

Все вышеперечисленные случаи представляют опасность для людей и животных.

 

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:

Во время грозы и молнии нужно подальше находиться от высоких деревьев, зданий и строений.

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.

 

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.

 

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

В радиусе действия напряжения необходимо передвигаться соблюдая технику безопасности.

Передвигаться нужно не отрывая ног от земли с шагом не более длины стопы. Ни в коем случае не касайтесь руками оголенных проводов и кабелей, пока не убедитесь, что напряжение снято!

Запрещается!

Бежать или двигаться по спирали в радиусе действия шагового напряжения.

Согласно правилам, передвижение ремонтного персонала в радиусе поражения током должно выполняться после проведения расчета предельного шагового напряжения и его радиуса.

 

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.

 

Выход из зоны шагового напряжения

Когда вы поздно заметили оголенный провод, касающийся земли, то есть оказались в зоне действия, то передвигаться нужно «гусиным шагом», направляясь прямо от места касания провода в противоположную сторону.

Прыгать или передвигаться на одной ноге, как советуют некоторые люди — опасно!

Так как при падении все ваше тело окажется под действием того напряжения, от которого вы хотели уйти. В таком случае поражение будет нанесено всему организму. Будьте внимательны!

 

Первая помощь при поражении током

Постоянно думай о собственной безопасности!

1. Начать оказание первой помощи необходимо немедленно. Первым делом нужно обязательно освободить пострадавшего от действия электрического тока.
2. Затем сразу же вызвать скорую помощь!
3. При отсутствии дыхания и сердцебиения приступить к искусственному дыханию и массажу сердца.
4. По возможности наложить стерильную повязку на место электрического ожога.
5. Обеспечить покой пострадавшему.

Пострадавшего независимо от его самочувствия следует направить в лечебное учреждение.

Что нельзя делать с пострадавшим и почему:

• Закапывать в землю (будет затруднено дыхание, что повлияет на работу сердца)
• Обливать водой (происходит охлаждение организма)
• Загрязнять поверхность ожога (начинает развиваться столбняк или гангрена)

 

Средства защиты

По регламенту «Охраны труда» рабочие должны соблюдать меры защиты и передвигаться по зоне в диэлектрических ботах, иметь при себе диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, измерители напряжения, монтажные инструменты с изолирующими рукоятками.

Что касается работников электрических профессий самым основным риском является работа без наряда допуска. Когда вы знаете, что должно быть отключено и где заземлено, вы можете работать безопасно.

Помимо наряд-допуска существует оценка риска, которая поможет вам сориентироваться на объекте и избежать опасности. Оценка риска — это документ, в котором указан предполагаемый ущерб здоровью и жизни работника, связанный с производством работ на объекте.

 

Похожие материалы:

В завершении жизненная мудрость. Будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности, это поможет вам спасти вашу жизнь. Всегда смотрите не только по сторонам, но и под ноги, тем более, если находитесь в знакомой вам местности, порой за ночь может все измениться. 

С уважением, Сергей Александрович.

Что такое шаговое напряжение и как покинуть опасную зону

Опасность электрического тока с большим напряжением появляется не только, если коснуться провода без изоляции. Провод линии электропередач, оборвавшийся во время бури и грозы, представляет не меньшую опасность. В определенном радиусе от провода, находящегося под напряжением возникает сильное электрическое поле, опасное для человека. Коварство явления заключается в том, что его нельзя предварительно увидеть или почувствовать, оно не излучает звуков или запаха. Однако, оторвавшись, кабель представляет серьезную опасность поражения шаговым напряжением.

Что такое шаговое напряжение

При замыкании на землю кабель излучает электричество. При этом ток никуда не исчезает, а на поверхности грунта в определенном радиусе создается участок растекания. Шаговое напряжение – это явление, возникающее между точками зоны активности вблизи электрического провода с большой силой тока. Условия возникновения шагового напряжения – касание высоковольтного кабеля к земле или другой поверхности. Причины возникновения следующие:

• обрыв кабеля ЛЭП или локального провода;
• авария на подстанции;
• попадания молнии в опору ЛЭП;
• короткое замыкание высоковольтных проводов.

В случае обрыва на электрической подстанции включается система поэтапного автоматического отключения. Сначала происходит обесточивание линии, однако через некоторое время ток на поврежденный кабель подается повторно. В некоторых случаях причина замыкания устраняется автоматически: воздушный изолятор может быть перекрыт ветками или птицами. Поэтому даже обесточенный кабель является потенциальной опасностью шагового напряжения.

Максимальный радиус поражения

Радиус шагового напряжения напрямую зависит от напряжения, поданного на оборванный провод.  Потенциальную опасность для человека представляет электричество напряжением более 360 Вольт. При минимальном значении особую опасность представляет зона  шагового напряжения ближе 3 метров к источнику электричества. При росте величины до 1000 Вольт опасной считается область до 5 метров.

При обрыве ЛЭП или аварии на подстанции источник тока значительно превышает 1000 Вольт. В этом случае радиус поражения достигает 8 метров. При больших токах опасная зона значительно превышает эту величину, но ток на расстоянии 12-15 метров от источника не представляет смертельную опасность. Значение безопасного электричества для шагового напряжения – 40 Вольт. На расстоянии от 8 до 20 метров от источника шаговое напряжение редко превышает эту величину.

Наибольшая поражающая сила получается когда человек одной ногой станет на провод, а второй – в шаге (80 см) от него. При этом расстояние между ступнями играет не меньшую роль, чем удаление от источника. Именно на этом расстоянии возникает разность потенциалов между двумя точками, обуславливающая поражение током человека.

Уровень опасности значительно повышается во влажную погоду. Так, мокрый асфальт или грунт является лучшим проводником, чем сухая земля. Он обладает большим сопротивлением. Поэтому во время дождя или в болотистой местности следует быть максимально внимательным.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

Лучший способ не стать жертвой шагового напряжения – избегать опасности поражения. Для этого требуется быть предельно внимательным, особенно во влажную погоду и при ограниченной видимости. При пересечении линий электропередач в ветреную погоду требуется убедиться в отсутствии оторвавшихся проводов. Кроме кабелей, упавших на землю, опасность представляют источники, обмотанные вокруг столбов или деревьев. При обнаружение следует обойти провод за 10-15 метров. В случае, если кабель упал непосредственно возле человека, необходимо сохранять спокойствие и следовать следующему алгоритму:

1. Встать прямо на 2 ноги, максимально сведя пятки;
2. Определить ближайший путь от потенциального источника напряжения, минуя препятствия;
3. Аккуратно совершить поворот в нужное направление;
4. Передвигаться от источника максимально мелкими шагами;
5. После выхода из опасной зоны незамедлительно обратиться в МЧС для устранения опасности.

Наиболее эффективно при выходе из опасной зоны является передвижение гусиными шагами. Это значит, что передняя пятка практически касается носка задней ноги, нога при шаге переставляется на длину ступни. Таким образом сохраняется минимальное расстояние между ступнями, которого не хватает для возникновения опасного напряжения.

Такой способ движения отнимает много сил, однако является наиболее безопасным. Движение необходимо производить максимально быстро, но без спешки и паники (по статистике во время любых ЧП именно паника является причиной 80% несчастных случаев). Бежать или пытаться выпрыгивать из опасной зоны категорически запрещается.

При выходе можно постепенно увеличивать интервал шага на несколько сантиметров, однако делать это рекомендуется при удалении на 5-7 метров от источника опасности. Признаками шагового напряжения является покалывание в конечностях, при большем значение напряжения – спазмы, резкая боль. В исключительных случаях возможен паралич ног. Спазм конечностей особо опасен, так как вызывает непроизвольное сокращение мышц и может привести к падению (после чего покинуть опасную область самостоятельно практически невозможно).

Еще одним действенным, но запрещенным по технике безопасности способом безопасного выхода зоны являются прыжки на одной ноге. Соприкосновение с землей только одной конечностью в этом случае полностью безопасно, но при падении на вторую ногу или руку существует риск опасного для жизни поражения.

Как вытащить человека из зоны шагового напряжения

При попадании в опасный радиус от источника рекомендуется выбираться самостоятельно. Однако, если  человек не может самостоятельно покинуть её, его необходимо вытаскивать. Делать это нужно так же, как и при выходе из зоны: мелкими шагами. При этом требуется обмотать руки сухой одеждой, в лучшем случае – изоляционными материалами, после чего медленно, мелкими шагами вытянуть человека.

Помочь при выходе из зоны шагового напряжения поможет одежда с изоляцией: прорезиненные ботинки и перчатки. Именно этот вид одежды используется работниками, обслуживающими ЛЭП и службами МЧС для устранения неисправностей и опасностей.

После выхода из опасной зоны

Первым делом необходимо оценить свое состояние (или состояние спасенного, оказав пострадавшему первую помощь). Обычно после выхода человек чувствует себя нормально, но в некоторых случаях наблюдаются проблемы со здоровьем. Необходимо сосредоточиться и оценить свое состояние, обратить внимание на сердце и легкие. По статистике ВОЗ у 20% людей после самостоятельного выхода из зоны шагового электричества наблюдаются проблемы с этими органами. После этого необходимо обратиться в МЧС для устранения опасности, а при подозрении на плохое состояние здоровья – вызвать «скорую». Не лишним будет и прохождение медицинского обследования в течение нескольких дней.

Шаговое напряжение: воздействие и опасность

Шаговое напряжение – разница потенциалов меж двумя точками грунта, находящимися на расстоянии шага. Источники по-разному трактуют дистанцию для расчета. Как правило,  0,7 – 1 метр (некоторые авторы рекомендуют брать 0,8 метра человеку, 1 метр – животным). Выходить из опасного района следует по возможности короткими (гусиными) шагами.

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.

Опасность шагового напряжения

Шаговое напряжение обнаружите на грунте при замыкании фазы силовой линии на землю, либо вследствие заноса потенциала токопроводящим предметом (рельс железнодорожного полотна, неисправный, сломанный контур заземления, неправильно обустроенный, недостаточно глубоко вбитый металлический кол громоотвода). Ситуация усугубляется: при поражении человек падает на землю, ток будет течь через тело. Пострадают внутренние органы. Поскольку общепринятая частота сети (50 Гц) не защищает человека от внутренних повреждений. Предупреждал Никола Тесла, указывая нижний лимит безопасности 700 Гц.

Схема формирования шагового напряжения

Схема формирования шагового напряжения показана рисунком. Видно: на расстоянии 20 метров от источника опасность сводится к нулю. Высока разность потенциала эпицентра, где техника безопасности рекомендует двигаться исключительно «гусиным» шагом. Приставляя носок одной ноги к пятке другой. Разница потенциалов снижается до нуля. Инструкции безопасности запрещают приближаться к месту дислокации утечки электричества ближе 8 метров. Помимо указанного способа отхода из опасной зоны выдуманы два:

1. Прыжки на одной ноге сводят вероятность поражения электрическим током к нулю. Каждое перемещение по отдельности не должно быть слишком большим. Некоторые источники не совсем логично запрещают порядок действий. Следует опасаться падения: шанс уцелеть зависит от случайных факторов. Высока вероятность летального исхода, иных неприятных последствий.
2. Если почва ровная, обувь удобная, попробуйте прыгать на двух ногах. Стопы ставятся вместе, не должны отрываться друг от друга. Опасность прежняя – упасть на землю. Простое прикосновение руки (неловкое движение) к почве способно вызвать пагубные последствия. Прыжки, как в предыдущем случае, по возможности короткие.

Правила поведения для избежания поражения шаговым напряжением приводятся памятками. Категорически избегайте руководствоваться сетевыми обзорами. Полистайте учебник по технике безопасности. Некоторые приведенные выше способы маркируются опасными, недопустимыми. По причине элементарного незнания авторами (не портала ВашТехник) простейших законов физики.

Из опасной зоны выходим, ступая по сухим, не проводящим ток предметам. Доскам. Опасно наступать на кирпичи, железобетонные конструкции, землю (избегайте луж). Покрытия, согласно ПУЭ, считаются небезопасными, проводят электричество. Аккуратно следует перемещаться по песку. Опасным окажется подлежащий влажный слой. Меньше сопротивление грунта, меньше опасность. При условии, что стопа не проваливается. Рассмотрим, почему происходит.

Возникновение шагового напряжения

Почему существует шаговое напряжение. При контакте фазного провода с грунтом начинает течь ток. Согласно справочникам, почва имеет некое определенное сопротивление. Постоянным параметр считать нельзя, многое зависит от влажности. Очевидно, с ростом глубины почва более мокрая, лучше проводит электричество. По указанной причине (никакой другой) стальные колья контура громоотвода вкапываются на некоторое минимальное, заранее высчитанное расстояние.

Меж эпицентром (точкой контакта фазы и почвы), окраиной круга радиусом 20 метров образуется резистивный делитель. Рисунок показывает: напряжение падает нелинейно. Эквипотенциальная поверхность утечки тока близка формой эллипсоиду вращения. Заряды распространяются по трем направлениям. Привыкли видеть на уроках физики иной расклад (вспомним резистивный делитель электрической цепи).

Там ток двигается вдоль провода. Путь одномерный. Отношение потенциалов пропорционально сопротивлениям взятых резисторов. В случае шагового напряжения ток движется в прямоугольных координатах поверхности грунта, уходя одновременно вглубь. Этим объясняется нелинейность зависимости, представленной рисунком: опасность резко падает по мере удаления от центра аварии.

Закономерности свойственны обычной физике: выше сопротивления, меньше ток. Хорошо для поставщиков энергии, авария обходится дешевле. Почувствовавшим опасность важно соотношение сопротивления участка грунта и тела человека. Во влажной почве токи велики, малая часть ответвляется нанести удар. Образуется резистивный делитель, чем человек лучше сопротивляется электричеству, тем меньшим будет урон.

Становится понятно, почему электрики носят специальную обувь с изолирующей подошвой. От переменного тока это неидеальная защита. Напряжение в десятки киловольт пробивает подошвы насквозь, даже если человек стоит на сухом грунте. Разница потенциалов растет, следуя ширине шага. Руководства по технике безопасности единогласно рекомендуют выходить за пределы опасной зоны «гусиной» походкой.

Для каждого отдельного человека нельзя заранее предсказать результат действия шагового напряжения. В конечном итоге, определено индивидуальными физиологическими особенностями (сопротивление тела). Стоит, однако, знать некоторые общие закономерности:

1. Сопротивление кожи в несколько раз выше внутренних органов. Если эпидермис нездоров, повреждены нижележащие слои, исход столкновения с электричеством неблагоприятный.
2. Физиологи выделяют следующие наиболее фатальные пути прохождения электрического тока по организму (нужно заметить, сюда входят почти все возможные траектории движения заряда): рука — рука (худший вариант), любая рука — ноги, обе руки — ноги. В этих случаях (по убыванию) значительная часть тока проходит через сердце, чревато летальным исходом. Становится понятно, почему нельзя падать на землю (чтобы руки находились под разным потенциалом).

При отрицательных температурах опасность ниже. Для суглинистых почв, влажности грунта 15 – 20% безопасное расстояние составляет 4 метра. По этой причине вдоль кабельных трасс зимой почву запрещено прогревать. Устанавливаются в каждом случае и другие нормативы. Например: конный транспорт не должен работать ближе 20 метров от огороженной области электроотогрева грунта. Цифра знакомая, фигурировала выше.

Что такое шаговое напряжение и как защитить себя от непреднамеренного попадания под действие электрического тока? | ЭлектроАС

Дата: 3 сентября, 2009 | Рубрика: Статьи
Метки: Техника безопасности, Электробезопасность

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС».
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Электричество имеет такую особенность, как отсутствие привычных для человека факторов вызывающих тревогу или опасения у человека о возможной опасности. Если приближающийся транспорт, падающий предмет, наличие запаха газа или другие осязаемые опасности могут «предупредить» человека о возможности получения травмы, то электричество никаких признаков присутствия опасности не проявляет – нет ни запаха, ни видимых причин для беспокойства, ни каких-либо других проявлений, которые могли бы вызвать тревогу или беспокойство. Поэтому человек узнает о том, что попал в зону воздействия электрического тока только тогда, когда уже слишком поздно. Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в электрическую цепь прохождения тока. Возможностью прохождения электрического тока через тело человека могут послужить непреднамеренное прикосновение к неизолированному проводу (или с поврежденной изоляцией), корпуса устройства или прибора с неисправной изоляцией и любого металлического предмета, случайно оказавшегося под напряжением, а с другой стороны – прикосновении к заземленным предметам, земли и т.д.

Кроме того существует опасность поражения током при попадании под «шаговое напряжение» — это напряжение возникающее при обрыве и падении провода на землю действующей линии электропередач 0,4 кВ и выше. Путь протекания тока не прекращается, если линия электропередач не была отключена. Земля является проводником электрического тока и становится как бы продолжением провода электропередачи. Любая точка на поверхности земли, находящаяся в точке растекания получает определенный потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. Попадание под действие электрического тока происходит в момент, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих разные электрические потенциалы. Поэтому шаговое напряжение – это разница потенциалов между двумя точками соприкосновения с землей, чем шире шаг – тем больше разница потенциалов и тем вероятнее поражение электрическим током.

Если вы увидите лежащий на земле провод – ни в коем случае нельзя к нему приближаться, опасная зона может быть от 5-8 метров вокруг точки соприкосновения провода с землей и больше, в зависимости от класса напряжения линии и состояния земли (мокрая земля увеличивает пространство растекания электрического тока).

В энергетике существует такой термин как «Техника безопасности» — он появился не просто так, каждая строчка этого свода правил безопасности на действующих и отключенных электроустановках имеет свою историю, которая закончилась плачевно. Поэтому не стоит пренебрегать этими простыми советами, чтобы не попасть под действие электрического тока совершенно неожиданно для себя.

Прочая и полезная информация

Прочая и полезная информация

Step and Touch

Например, человек может протягивать обе руки и одновременно касаться двух предметов, например, опоры башни и металлического шкафа. Иногда инженеры будут использовать трехметровое расстояние, чтобы быть особенно осторожными, поскольку они предполагают, что кто-то может использовать электроинструмент с шнуром питания длиной 3 метра.

Выбор места для размещения контрольных точек, используемых в расчетах потенциала прикосновения или напряжения прикосновения, имеет решающее значение для получения точного представления об уровне опасности на данном участке.Фактический расчет потенциала касания использует указанный объект (например, опору башни) в качестве первой опорной точки. Это означает, что чем дальше от башни расположена другая контрольная точка, тем больше разница потенциалов. Если вы можете представить человека с невероятно длинными руками, касающегося ножки башни, но стоящего на расстоянии нескольких десятков футов, у вас будет огромная разница в потенциале между его ступнями и башней. Очевидно, что этот пример невозможен: вот почему так важно установить, где и как далеко опорные точки, используемые при вычислении касаний, и почему было установлено правило одного метра.

Снижение вероятности наступления и касания Потенциальные опасности обычно достигаются с помощью одного или нескольких из следующих трех (3) основных методов:

1. Уменьшение сопротивления заземления системы заземления.
2. Правильное размещение заземляющих проводов.
3. Добавление резистивных поверхностных слоев.

Понимание правильного применения этих методов является ключом к снижению и устранению любых опасностей повышения потенциала земли.Только за счет использования сложного программного обеспечения для трехмерного электрического моделирования, которое может моделировать структуры грунта с несколькими слоями и конечными объемами различных материалов, инженер может точно смоделировать и спроектировать систему заземления, которая будет безопасно устранять электрические неисправности высокого напряжения.

Снижение сопротивления заземлению

Снижение сопротивления заземления (RTG) площадки часто является лучшим способом уменьшить негативные последствия любого события повышения потенциала земли, где это возможно.Повышение потенциала заземления — это произведение тока короткого замыкания, протекающего в систему заземления, на сопротивление заземлению системы заземления. Таким образом, уменьшение повышения потенциала заземления снизит повышение потенциала заземления до такой степени, что ток короткого замыкания, протекающий в систему заземления, действительно возрастет в ответ на уменьшение повышения потенциала заземления. Например, если ток короткого замыкания для высоковольтной опоры составляет 5000 ампер, а сопротивление заземления системы заземления составляет 10 Ом, повышение потенциала заземления будет 50 000 вольт.Если мы уменьшим сопротивление заземления системы заземления до 5 Ом и в результате ток короткого замыкания возрастет до 7000 ампер, то повышение потенциала заземления станет 35000 вольт.

Как видно из приведенного выше примера, уменьшение сопротивления заземления может иметь эффект, позволяя большему току протекать в землю в месте повреждения, но всегда будет приводить к более низким значениям повышения потенциала заземления, а также к ступенчатому напряжению и напряжению прикосновения при место неисправности. С другой стороны, дальше от места повреждения, на соседних объектах, не подключенных к поврежденной конструкции, увеличение тока в землю приведет к большему протеканию тока вблизи этих смежных объектов и, следовательно, к увеличению роста потенциала земли, коснитесь напряжения и ступенчатые напряжения на этих объектах.Конечно, если они изначально низкие, увеличение может не представлять проблемы, но есть случаи, когда есть основания для беспокойства. Уменьшение сопротивления заземления может быть достигнуто любым количеством способов, как обсуждалось ранее в этой главе.

Правильное размещение заземляющих проводов

Типичная спецификация для заземляющих проводов на высоковольтных опорах или подстанциях заключается в установке контура заземления вокруг всех металлических объектов, связанных с этими объектами; имейте в виду, что может потребоваться изменить глубину и / или расстояние, на котором контуры заземления заглублены от конструкции, чтобы обеспечить необходимую защиту.Обычно для этих контуров заземления требуется неизолированный медный проводник сечением не менее 2/0 AWG, проложенный в непосредственном контакте с землей на расстоянии 3 фута от периметра объекта, на 18 дюймов ниже уровня земли. Целью петли является минимизация напряжения между объектом и поверхностью земли, где человек может стоять, касаясь объекта, то есть минимизировать потенциалы прикосновения.

Важно, чтобы все металлические объекты в среде георадара были связаны с системой заземления, чтобы исключить любую разницу потенциалов.Также важно учитывать удельное сопротивление почвы как функцию глубины при вычислении напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения, а также при определении глубины размещения проводников. Например, в почве с сухим поверхностным слоем с высоким удельным сопротивлением проводники в этом слое будут неэффективными; слой с низким удельным сопротивлением под ним будет лучшим местом для заземляющих проводов. С другой стороны, если ниже существует еще один слой с высоким удельным сопротивлением, длинные заземляющие стержни или глубокие скважины, проходящие в этот слой, будут неэффективными.

Иногда считается, что размещение горизонтальных проводников контура заземления очень близко к поверхности приводит к наибольшему снижению потенциала прикосновения. Это не обязательно так, поскольку проводники, расположенные близко к поверхности, скорее всего, будут находиться в более сухой почве с более высоким удельным сопротивлением, что снижает эффективность этих проводников. Кроме того, в то время как потенциалы касания непосредственно над петлей могут быть уменьшены, потенциалы касания на небольшом расстоянии могут фактически увеличиваться из-за уменьшения зоны влияния этих проводников.Наконец, ступенчатые потенциалы, вероятно, увеличатся в этих местах: действительно, ступенчатые потенциалы могут быть проблемой возле проводников, которые расположены близко к поверхности, особенно по периметру системы заземления. Для решения этой проблемы часто можно увидеть проводники по периметру вокруг небольших систем заземления, заглубленных на глубину 3 фута ниже уровня земли.

Снижение потенциальной опасности шагов и прикосновения

Один из простейших методов снижения потенциальной опасности шагов и прикосновений — это носить обувь для защиты от поражения электрическим током.В сухом состоянии обувь для защиты от поражения электрическим током имеет сопротивление в миллионы Ом на подошве и является отличным средством обеспечения безопасности персонала. С другой стороны, когда эти ботинки мокрые и грязные, ток может обойти подошвы ботинок в пленке материала, скопившейся по бокам ботинка. Мокрый кожаный ботинок может иметь сопротивление порядка 100 Ом. Более того, нельзя предполагать, что широкая публика, которая может иметь доступ к внешнему периметру некоторых объектов, будет носить такое защитное снаряжение.

Еще одна технология, используемая для снижения вероятности ступенек и прикосновений, — это добавление более резистивных поверхностных слоев. Часто к башне или подстанции добавляют слой щебня, чтобы обеспечить изоляцию между персоналом и землей. Этот слой уменьшает количество тока, который может протекать через человека в землю. Борьба с сорняками — еще один важный фактор, поскольку во время неисправности растения получают электропитание и могут проводить опасное напряжение в организме человека. Асфальт — отличная альтернатива, так как он гораздо более устойчив, чем щебень, и рост сорняков не является проблемой.Добавление резистивных поверхностных слоев всегда повышает безопасность персонала во время георадара.
.

Телекоммуникации в высоковольтных средах

Когда телекоммуникационные линии необходимы на высоковольтной площадке, требуются особые меры предосторожности для защиты коммутационных станций от нежелательных напряжений. При вводе любого медного провода в подстанцию ​​или вышку другой конец провода подвергается воздействию опасного напряжения, поэтому требуются определенные меры предосторожности.

Отраслевые стандарты, касающиеся этих мер предосторожности и защитных требований, описаны в стандартах IEEE Standard 387, IEEE Standard 487 и IEEE Standard 1590. Эти стандарты требуют, чтобы было проведено исследование повышения потенциала земли, чтобы можно было правильно рассчитать линию пика 300 вольт.

Для обеспечения надлежащего заземления сотовой станции и заземления телекоммуникационной вышки стандарты электросвязи требуют использования оптоволоконных кабелей вместо медных проводов в пределах пикового напряжения 300 В.Коробка преобразования медь-оптоволокно должна быть расположена вне зоны действия георадара на расстоянии, превышающем пиковое значение 300 В или среднеквадратичное значение 212 Вольт. Это известно в промышленности как «линия на 300 вольт». Это означает, что согласно результатам расчетов, длина медного провода от телекоммуникационной компании не может быть ближе, чем пиковое расстояние в 300 вольт. Это расстояние, на котором медный провод должен быть преобразован в оптоволоконный кабель. Это может помочь предотвратить попадание нежелательного напряжения в телекоммуникационную сеть телефонных компаний.

Текущие формулы для расчета 300-вольтовой линии, перечисленные в стандартах, привели к неправильному толкованию и расхождению во мнениях, что привело к изменению порядка величины в расчетных расстояниях для практически идентичных исходных данных проекта. Кроме того, опыт эксплуатации показал, что строгое применение теории приводит к излишне большим расстояниям. Это привело к множеству компромиссов в телекоммуникационной отрасли. Наиболее известным является новый стандарт IEEE Standard 1590-2003, в котором отметка 150 метров (~ 500 футов) указывается в качестве расстояния по умолчанию, если исследование повышения потенциала земли не проводилось в данном месте.

Понимание возможности шагов и касания — Предотвращение инцидентов

Приближается сезон летних штормов, и вместе с ними приходят оборванные провода, сломанные столбы, деревья и ветви, которые иногда соприкасаются с находящимися под напряжением воздушными проводниками. Эта задняя дверь покрывает некоторые из основных опасностей при работе с обесточенными проводниками под напряжением или рядом с ними, а также невидимую опасность ступенчатого и касательного потенциала.

Что такое ступенчатый и сенсорный потенциал?
Чтобы понять потенциал шага и касания, нам сначала нужно понять, как энергия рассеивается через проводящие объекты.В условиях обрыва полюса или опущенного провода существуют действительно хорошие проводники, которые обеспечивают путь к земле, включая металлические ограждения, влажную почву и лужи. Существуют и другие проводники, которые могут быть не такими хорошими, но все же позволяют току проходить на землю, например, деревья, деревянные заборы и опоры. Древесина обычно рассматривается как изолятор, но мокрая древесина будет проводить электрический ток.

Когда находящийся под напряжением провод падает через сетчатый забор или прямо на землю, объект и непосредственная область находятся под напряжением, создавая зону высокого напряжения по отношению к земле.Фактическое напряжение зависит от источника, сопротивления объекта и условий почвы, включая материал и влажность.

Рассеяние напряжения от заземленного проводника — или от заземленного конца заземленного объекта под напряжением — называется градиентом потенциала земли. Падения напряжения, связанные с этим рассеянием напряжения, называются потенциалами земли. Напряжение быстро падает с увеличением расстояния от заземленного конца.

Другой способ описать это — пример камня, брошенного в пруд.Камень создает рябь, которая постепенно исчезает по мере продвижения от центра. Напряжение является самым высоким у источника и спадает, когда энергия движется по земле.

Шаговый потенциал
Когда ток течет от электрического проводника через сетчатый забор к земле, создается состояние высокого напряжения, и возникает градиент напряжения в зависимости от удельного сопротивления почвы, что приводит к разнице напряжений. — также известный как разность потенциалов — между двумя точками на земле.Это называется ступенчатым потенциалом, так как он может вызвать разницу в напряжении между ногами человека.

Потенциал прикосновения
Потенциал прикосновения — это напряжение между любыми двумя точками на теле человека — рука к руке, плечо к спине, локоть к бедру, рука к ноге и так далее. Например, если электрический провод упадет на автомобиль, и человек коснется этого автомобиля, ток может пройти от автомобиля под напряжением через человека к земле.

Как защитить себя
Во время шторма первое, что нужно помнить, это то, что линии электропередач могут быть неправильно сконфигурированы.Для вашей защиты помните об этих основных правилах безопасности при урагане, приведенных в Информационном бюллетене OSHA «Безопасная работа с поврежденными электрическими проводами» (www.osha.gov/OshDoc/data_General_Facts/downed_electrical_wires.pdf):
• Не предполагайте, что сбитый проводник безопасен просто потому, что он находится на земле или не искрит.
• Не думайте, что весь провод с покрытием, атмосферостойкий или изолированный провод — это просто телефонный, телевизионный или оптоволоконный кабель.
• Низко висящие провода все еще имеют потенциал напряжения, даже если они не касаются земли, поэтому не прикасайтесь к ним.Все находится под напряжением, пока не будет проведено испытание на обесточивание.
• Никогда не приближайтесь к вышедшей из строя или упавшей линии электропередачи. Всегда предполагайте, что он находится под напряжением. Прикосновение к нему могло быть фатальным.
• Электричество может распространяться через землю по кругу от точки контакта. По мере удаления от центра могут возникать большие перепады напряжений.
• Никогда не проезжайте по вышедшим из строя линиям электропередач. Предположим, что они находятся под напряжением. И даже если это не так, сбитые стропы могут запутаться в вашем оборудовании или транспортном средстве.
• При контакте с линией электропередачи, находящейся под напряжением, когда вы находитесь в автомобиле, сохраняйте спокойствие и не выходите, если автомобиль не горит. Если возможно, обратитесь за помощью.
• Если вам необходимо выйти из любого оборудования из-за пожара или по другим причинам безопасности, постарайтесь полностью отпрыгнуть, убедившись, что вы не касаетесь оборудования и земли одновременно. Приземлитесь обеими ногами вместе и покачивайтесь небольшими шагами, чтобы минимизировать путь электрического тока и избежать поражения электрическим током. Будьте осторожны, чтобы сохранить равновесие.

Используя свои знания и несколько основных правил безопасности во время штормов, вы можете уберечь свою команду и себя от опасности.

Об авторе: Джон Бойл — вице-президент по безопасности и качеству INTREN, строительной компании в области электроэнергетики, газа и электросвязи, расположенной в Юнион, штат Иллинойс. Он имеет более чем 28-летний опыт работы в ядерной и ветроэнергетической отраслях. производство электроэнергии и распределение электроэнергии и газа.

Напряжение ступени и касания

Осведомленность о ступенчатом потенциале и потенциальных рисках прикосновения, вызванных повышением потенциала земли.Жизненно важен для всех, кто занимается передачей электроэнергии высокого напряжения. А также распределительные сети выше 1 кВ.

Повышение потенциала земли

Повышение потенциала земли (EPR) вызывается электрическими неисправностями, которые возникают на

• электрических подстанций,
• электростанций,
• или высоковольтных линий электропередачи.

Таким образом, ток короткого замыкания протекает через конструкцию установки и оборудование и попадает в заземляющий электрод.

Так как удельное сопротивление грунта не равно нулю.Следовательно, любой ток, вводимый в землю у заземляющего электрода, вызывает повышение потенциала земли. Это повышение потенциала земли EPR относится к бесконечно удаленной контрольной точке. Возникающее в результате повышение потенциала земли EPR может вызвать опасное напряжение на расстоянии многих сотен метров от фактического места повреждения. Однако многие факторы определяют уровень опасности. Включая доступный ток короткого замыкания. А также тип почвы, влажность почвы, температура, нижележащие слои породы. И время очистки, чтобы прервать неисправность.

Повышение потенциала Земли — это проблема безопасности при координации энергетических и телекоммуникационных услуг. Итак, мероприятие EPR на сайте. Например, электрическая распределительная подстанция. Может подвергать персонал, пользователей или конструкции воздействию опасного напряжения. Эти опасности называются потенциальными рисками ступенчатого и потенциального прикосновения.

Определение ступенчатого потенциала

Шаговый потенциал — это напряжение между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом под напряжением.И это равно разнице в напряжении, заданной кривой распределения напряжения. Между двумя точками на разном расстоянии от электрода. Человек может получить травму во время неисправности, только стоя рядом с подключенным объектом.

Определение потенциала касания

Потенциал прикосновения определяется как разница между максимальным повышением потенциала земли (EPR). И минимальный поверхностный потенциал в радиусе 1 м от заземленной станции. Кроме того, бывают случаи, когда потенциал прикосновения может быть почти полным напряжением на заземленном объекте.Если этот объект заземлен в точке, удаленной от места, где человек контактирует с ним. Например, кран, заземленный на нейтраль системы. И при контакте с линией, находящейся под напряжением, любой человек, связанный с краном, подвергнется опасности. Наряду с этим, его неизолированная линия нагрузки достигает потенциала прикосновения, почти равного полному напряжению короткого замыкания.

Чарльз Далзил

Человеком, который первым из первых исследовал реакцию человеческого тела на поражение электрическим током, был Чарльз Далзил, изображенный ниже.Он проводил эксперименты, изучая реакцию своего тела на поражение электрическим током; видимо, добровольцев для выполнения задачи было не так много !!! К счастью, он выжил (ему было 86 лет), и результаты его экспериментов легли в основу стандарта IEC 60479-1 «Влияние тока на людей и домашний скот».

Чарльз Далзель, первопроходец в области касания и ступенчатого напряжения

Далзил смог определить, что реакция на стрессовое напряжение является вероятностной, что означает, что, приняв заданный порог как допустимый, не каждый в данной общей популяции выживет! Это понимание связано с тем, что каждый человек индивидуален и по-разному переносит стрессовое напряжение перед фибрилляцией сердца.Например, пожилой человек с сердечным заболеванием или очень маленький ребенок, скорее всего, будут «подвержены большему риску», чем скажем, здоровый / здоровый взрослый.
По сей день между регионами ЕС и властями остаются разногласия относительно того, где должны находиться пороговые напряжения прикосновения и шага. Однако с недавними поправками к стандартам IEC, остающаяся неоднозначность в основном связана с выбором подходящего времени устранения неисправности.

Потенциальные опасности, связанные со ступенями и прикосновениями

На основе последних поправок к BS EN 50522 и IEEE Std.81, Безопасность шагового напряжения и напряжения прикосновения стала критерием безопасности при проектировании заземления. Раньше это был заземляющий коврик с сопротивлением 1 Ом, который обеспечивал безопасность, но теперь это уже не так. Текущие знания и лучшие практики, принятые органами IEEE и IEC. Согласитесь, что естественная опасность, связанная с повышением потенциала Земли, заключается в том, может ли человеческое сердце (или данное животное) противостоять (пережить) ток, возникающий в результате разницы потенциалов при прикосновении к оборудованию или при нахождении поблизости, e.грамм. шаг и напряжение прикосновения или потенциал.

Потенциал ступени и потенциальный риск прикосновения к сердцу, иллюстрация

Вы можете видеть на изображении выше. Что сердце находится дальше от телесных токов в случае Шагового потенциала. В то время как в сценарии с потенциалом прикосновения электроны текут почти прямо через сердце и вокруг него. Игнорирование сопротивления обуви. Это основная причина, по которой допустимые пороги напряжения для ступенчатого потенциала могут быть намного выше.Чем для Touch Potential.

Снижение риска ступенчатого и касательного потенциала

После того, как Исследование повышения потенциала Земли выявило риски. Кроме того, специалисту-консультанту по электрическому заземлению доступно множество необходимых мер. Чтобы уменьшить шаговый потенциал и затронуть потенциальные риски (смягчение). Однако сложность заключается в том, чтобы знать, как применять, комбинировать и конфигурировать их в надежное решение для электрического заземления. Это контролирует и поддерживает поверхностные напряжения.Причем таким образом, чтобы не превышать допустимые сердечные пороги. И в рамках практических финансовых ограничений бюджета.

Некоторое оборудование, которое необходимо включить в конструкцию, включает:

1. Сортировка проводников
2. Сетка проводников
3. Вертикальные электроды
4. Горизонтальные электроды
5. Электроды с глубоким отверстием
6. Противовесные электроды
7. Заземленные плоскости
8. Группы стержней
9. Слои заземления с высоким сопротивлением
10. , например, щебень, камень, резина, асфальт и т. д.*

* В большинстве случаев верхние поверхностные слои удельного сопротивления следует рассматривать скорее как вторичный метод смягчения воздействий. Например. Стратегия заземления должна быть такой, чтобы обеспечить безопасную конструкцию основания. Где это возможно. Кроме того, без добавок для смягчения поверхностного слоя или кондиционеров почвы.

В результате другие меры, не связанные с аппаратным обеспечением, могут включать в себя подход к управлению рисками. Когда риски «управляются» посредством применения процессов и / или процедур, позволяющих избежать травм.

Greymatter’s имеет опыт работы с широким спектром услуг по системам электрического заземления, используйте окно чата ниже или свяжитесь с нами здесь.

Осведомленность о возможном шаге и касании

: повышение безопасности экипажа линии электропередачи

Стив Нилунд

Потенциал шага и касания хорошо понимается как угроза безопасности во многих ситуациях, связанных с источниками питания под напряжением. Что не так хорошо понимается, так это то, что опасные скачки напряжения и напряжения прикосновения могут существовать на обесточенных линиях из-за электромагнитной связи, и это ежедневная опасность для работников линий электропередачи. Необходим непрерывный мониторинг — с сигналами тревоги, чтобы предупредить об опасном напряжении.

Что подразумевается под «шаговым потенциалом» и «сенсорным потенциалом»?

Управление по охране труда (OSHA) определяет ступенчатый потенциал как напряжение между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом под напряжением. См. Рис. 1. Он равен разнице в напряжении между двумя точками, находящимися на разном расстоянии от объекта под напряжением. Человек может получить травму во время неисправности, просто стоя рядом с заземленным предметом, имеющим электрический заряд.

Потенциал прикосновения — это напряжение между объектом под напряжением и ступнями человека, контактирующего с объектом.Следует отметить, что потенциал прикосновения может быть почти полным напряжением на заземленном объекте, если этот объект заземлен в удаленной точке, откуда человек контактирует с ним. Кран, который заземлен на нейтраль системы и контактирует с линией под напряжением, например, подвергнет любого человека, контактирующего с краном или его неизолированной линией нагрузки, потенциалом прикосновения, почти равным полному линейному напряжению.

Рисунок 1. Потенциал шага и касания

Опасность шага и прикосновения также применима к линиям передачи без напряжения

Может показаться, что опасность удара и прикосновения не применима к трансмиссии. рабочие линии, когда они работают на обесточенной линии, подключенной к заземленной вышке.Однако в обесточенных линиях может возникать смертельное напряжение из-за электромагнитной индукции от параллельной линии передачи, находящейся под напряжением, и вероятность этого возрастает из-за меняющейся рабочей среды.

Факторы, способствующие повышенной опасности ступенек и прикосновений, включают более широкое использование новых мощностей по производству электроэнергии, таких как ветряные электростанции, которые часто расположены далеко от мест потребления энергии, что приводит к более высоким напряжениям и токам нагрузки в перегруженных коридорах электроснабжения.Существующие полосы отвода часто используются для поддержки нескольких линий передачи, а существующие конструкции часто используются для прокладки дополнительного кабеля под основными линиями. См. Рисунок 2.

Кроме того, система заземления вышки не всегда надежна, поскольку сопротивление заземления сильно варьируется в зависимости от типа почвы, условий окружающей среды и может меняться во время рабочей смены по мере высыхания грунта.

Рис. 2. Пример переполненной линии электропередачи на полосе отвода.

Публикация Bonneville Power Administration (BPA) «Безопасное проживание и работа на высоковольтных линиях электропередачи» обсуждает проблемы, связанные с колючей проволокой и плетеными металлическими ограждениями, принимающими наведенное напряжение, когда они расположены рядом с линиями электропередач. BPA определяет потенциальные проблемы для забора, находящегося в пределах 125 футов от линий и более 150 футов в длину. В системе электропередач на полосе отвода нет ничего необычного в том, что линии электропередач в пределах 125 футов могут проходить вместе на многие мили.

Этого уже недостаточно, поэтому просто для защиты рабочих от возможности случайного включения линии, на которой они работают, или от случайного контакта с линией, находящейся под напряжением, также необходимо защитить рабочих от наведенного напряжения на заземленных линиях.

Потенциальная опасность ступеньки и прикосновения не была бы такой серьезной, если бы можно было предположить, что каждая башня имеет хорошее заземление. К сожалению, это не так, особенно в районах, где почва может быть вулканической или каменистой.Как показали исследования, качество заземления сильно различается в зависимости от почвы. См. Таблицу 1.

Таблица 1. Типичные значения удельного сопротивления грунта

Из-за высокого удельного сопротивления некоторых грунтов даже при небольшом наведенном токе может возникнуть серьезная опасность удара. Фактические измерения на рабочем месте показали, что сопротивление составляет 500 Ом или выше, что потребует всего 1 А тока для создания потенциала 500 вольт.

Поскольку содержание влаги является основным фактором, влияющим на удельное сопротивление почвы, грунт, прошедший адекватные испытания в один прекрасный день, может позже иметь значительно более высокое сопротивление при более низком содержании влаги в почве. Обычное высыхание почвы в течение дня может означать, что безопасная среда в начале рабочего дня может оказаться небезопасной в конце рабочего дня.

Как в настоящее время решается эта проблема безопасности?

Чтобы создать безопасную рабочую площадку, рабочие, работающие на линиях электропередачи, обычно создают одноточечное заземление на рабочем месте и прокладывают заземляющие кабели, соединяющие все токопроводящие объекты.В большинстве случаев это обеспечит адекватную защиту. В наихудшем случае случайного включения линии питания могут возникнуть очень высокие скачки напряжения и напряжения прикосновения, но это случается редко и обычно в течение короткого периода времени. Принято считать, что с этим лучше всего справляться, обучая рабочих избегать ненужного контакта с транспортными средствами и другим оборудованием, подключенным к земле.

Работать с напряжениями, вызванными электромагнитной индукцией от параллельной линии, сложнее.В отличие от случайного включения питания, которое случается крайне редко, наведенные напряжения представляют собой постоянную проблему. А вероятность появления опасного напряжения в любое время зависит от многих факторов, в том числе от длины параллельных линий и типа почвы на участке.

В зависимости от предполагаемого напряжения необходимо использовать изолирующие перчатки и другое защитное оборудование. В некоторых случаях желательно добавить на площадку дополнительные заземляющие стержни. Однако до тех пор, пока не будет измерено фактическое сопротивление заземляющего стержня, трудно определить истинную эффективность этого метода.

Что еще можно сделать для повышения безопасности линейного экипажа?

Более точный метод определения шагового и касательного потенциала — это его непосредственное измерение. Обычно это делается с помощью стандартного вольтметра, снабженного датчиком высокого напряжения. Заземляющий стержень вводится примерно в 15 футах от вышки, и отрицательный зонд подключается к этой опорной точке заземления. Затем высоковольтный зонд прикасается к вышке, и измеряется напряжение между опорой и землей. Поскольку измеритель потребляет небольшой ток, нет необходимости иметь низкое сопротивление заземления, чтобы получить пригодные для использования показания.По практическим соображениям это обычно делается один раз, в начале смены.

Хотя этот метод является значительным улучшением по сравнению с бездействием, он не учитывает возможные изменения условий во время смены. Эти изменения могут быть медленными — почва может высохнуть в течение дня, в результате чего сопротивление грунта станет намного выше. Или изменения могут быть быстрыми — возможно, ток в параллельной линии внезапно нарастает, чтобы компенсировать изменение выработки электроэнергии или требований.Таким образом, простая проверка один раз в начале смены дает ложное чувство безопасности.

Рис. 3. Комплект SNT-02 от Delta Computer Systems

К счастью, теперь доступны специальные инструменты, которые устраняют эти ограничения. Эти приборы подключены к вышке на весь период работы и постоянно контролируют напряжение на вышке. Кроме того, при обнаружении опасного напряжения прибор предупреждает экипаж, используя световые и звуковые индикаторы высокой интенсивности, мигающие вместе с пронзительным звуковым сигналом.При обычном использовании в полевых условиях одному члену бригады назначается наблюдение за прибором и обеспечение того, чтобы все работали в безопасных условиях. Шаговый и сенсорный прибор SNT-02, показанный на рис. 3 и производимый компанией Delta Computer Systems Inc. из Battle Ground, Вашингтон, отображает фактическое напряжение и обеспечивает реакцию на основе обнаруженного диапазона напряжений. См. Таблицу 2.

Таблица 2: Предупреждения SNT Step и Touch Monitor

Delta Computer Systems SNT-02 использовался в недавнем проекте по замене электрических полюсов BPA, который требовал ежедневного напряжения пошагово и прикоснитесь к показаниям потенциала, чтобы определить, собирают ли линии опасное напряжение через индуктивную связь.

«SNT-02 соответствовал или превзошел все ожидания в отношении показаний шага и касания, требуемых на протяжении всего проекта BPA», — сказал Эд Лоури, менеджер автопарка International Line Builders, компании по строительству линий электропередачи и распределения с полным комплексом услуг, расположенной в Туалатине. , Орегон. «Мы будем использовать SNT-02 в любом будущем проекте, где шаг и потенциал касания могут быть опасны для наших сотрудников».

Инструменты, такие как СНТ-02, повышают безопасность рабочих и становятся стандартным оборудованием для все большего числа рабочих коммунальных служб.Несколько раз в год экипажам предлагалось стоять в стороне или менять методы работы, когда эти устройства предупреждали о повышении напряжения. Используя старые методы, экипажи не знали бы об этом потенциально опасном изменении условий.

---

Об авторе: Стив Нилунд является генеральным директором и совладельцем Delta Computer Systems Inc. Он имеет более чем 30-летний опыт работы в области промышленных и коммунальных продуктов, в разработке аналоговых схем, цветовых датчиков и корпусов для электроники.Для получения дополнительной информации посетите www.stepandtouch.com.

Еще Продукты для коммунальных служб Текущий выпуск статей
Еще Продукты для коммунальных служб Архивы Статьи

Три основных метода снижения потенциальных опасностей, связанных со ступеньками и прикосновениями

Опасность повышения потенциала земли

Снижение потенциальных опасностей ступенек и прикосновений обычно достигается с помощью одного или нескольких из следующих трех основных методов. Понимание правильного применения обсуждаемых методов является ключом к снижению и устранению любых опасностей подъема потенциала земли.

Рисунок 1 — Ступенчатый потенциал на опоре ЛЭП

Содержание:

1. Снижение сопротивления заземления (RTG) системы заземления
2. Правильное размещение заземляющих проводов
3. Добавление резистивных поверхностных слоев

Только Благодаря использованию сложного программного обеспечения для трехмерного электрического моделирования, которое может моделировать структуры грунта с несколькими слоями и конечными объемами различных материалов, инженер может точно смоделировать и спроектировать систему заземления, которая будет безопасно устранять электрические неисправности высокого напряжения.

1. Снижение сопротивления заземления (RTG)

Уменьшение сопротивления RTG на площадке часто является лучшим способом для уменьшения негативных последствий любого события повышения потенциала земли , где это возможно. Повышение потенциала земли — это произведение тока короткого замыкания, протекающего в систему заземления, на величину RTG системы заземления.

Таким образом, уменьшение RTG снизит рост потенциала земли до такой степени, что ток короткого замыкания, протекающий в систему заземления, действительно возрастет в ответ на уменьшение RTG.Например, если ток короткого замыкания для высоковольтной опоры составляет 5000 А, а РИТЭГ системы заземления составляет 10-, повышение потенциала земли будет 50 000 В.

Рисунок 2 — Потенциал прикосновения на опоре электропередачи

Если Уменьшаем РИТЭГ системы заземления до 5- и в результате ток КЗ увеличивается до 7000 А , тогда нарастание потенциала земли станет 35000 В!

Как видно из приведенного выше примера, уменьшение РИТЭГ может иметь эффект, позволяя большему току течь в землю в месте повреждения, но всегда будет приводить к более низким значениям повышения потенциала земли и касаниям и ступеням. напряжения в месте повреждения.

С другой стороны, дальше от места повреждения, на соседних объектах, не подключенных к поврежденной конструкции, увеличение тока в землю приведет к большему протеканию тока вблизи этих смежных объектов и, следовательно, к увеличению роста потенциала земли. , напряжения прикосновения и ступенчатые напряжения на этих объектах.

Конечно, если они изначально низкие, увеличение может не представлять проблемы, но есть случаи, когда проблема может существовать.

2.Правильное размещение заземляющих проводов

Типичная спецификация для заземляющих проводов на высоковольтных опорах или подстанциях заключается в установке контура заземления вокруг всех металлических объектов, связанных с ними.

Имейте в виду, что может потребоваться для изменения глубины и / или расстояния, на котором контуры заземления заглублены от конструкции , чтобы обеспечить необходимую защиту.

Обычно для этих контуров заземления требуется неизолированный медный проводник сечением не менее 2/0 AWG, проложенный в непосредственном контакте с землей на расстоянии 3 фута от периметра объекта на глубине 18 футов ниже уровня земли.Цель петли — минимизировать напряжение между объектом и поверхностью земли, где человек может стоять, касаясь объекта — , то есть минимизировать потенциалы прикосновения .

Рисунок 3 — Заземление опоры ВН

Важно, чтобы все металлические предметы в среде с повышенным потенциалом заземления были соединены с системой заземления, чтобы устранить любую разницу потенциалов. Также важно учитывать удельное сопротивление почвы как функцию глубины при вычислении напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения, а также при определении глубины размещения проводников.

Например, в почве с сухим поверхностным слоем с высоким удельным сопротивлением проводники в этом слое будут неэффективными. Слой с низким удельным сопротивлением под ним будет лучшим местом для заземляющих проводов. С другой стороны, если ниже существует еще один слой с высоким удельным сопротивлением, длинные заземляющие стержни или глубокие скважины, простирающиеся в этот слой, будут неэффективными.

Иногда считают, что размещение горизонтальных проводников контура заземления очень близко к поверхности приводит к наибольшему снижению потенциалов прикосновения. Это не обязательно так. , так как проводники, расположенные близко к поверхности, скорее всего, будут находиться в более сухой почве с более высоким удельным сопротивлением, что снижает эффективность этих проводников.

Кроме того, хотя потенциалы прикосновения непосредственно над петлей могут быть уменьшены, потенциалы прикосновения на небольшом расстоянии могут фактически увеличиваться из-за уменьшения зоны влияния этих проводников. Наконец, ступенчатые потенциалы в этих местах могут возрасти. Действительно, ступенчатые потенциалы могут быть проблемой вблизи проводников, которые расположены близко к поверхности, особенно по периметру системы заземления.

Обычно для решения этой проблемы можно увидеть проводники по периметру вокруг небольших систем заземления , заглубленных на глубину 3 фута ниже уровня .

3. Резистивные поверхностные слои

Одним из простейших методов снижения потенциальной опасности шага и прикосновения является ношение обуви для защиты от поражения электрическим током . В сухом состоянии обувь для защиты от поражения электрическим током имеет сопротивление в миллионы Ом на подошве и является отличным средством обеспечения безопасности персонала. С другой стороны, когда эти ботинки мокрые и грязные, ток может обойти подошвы ботинок в пленке материала, скопившейся по бокам ботинка.

Мокрый кожаный ботинок может иметь сопротивление порядка 100 Ом. Более того, нельзя предполагать, что широкая публика, которая может иметь доступ к внешнему периметру некоторых объектов, будет носить такое защитное снаряжение.

Еще одна технология, используемая для снижения потенциальной опасности ступенек и прикосновений, — это добавление более резистивных поверхностных слоев. Часто к башне или подстанции добавляют слой щебня, чтобы обеспечить изоляцию между персоналом и землей. Этот слой уменьшает количество тока, который может протекать через человека в землю.Борьба с сорняками — еще один важный фактор, поскольку во время неисправности растения получают электропитание и могут проводить опасное напряжение в организме человека.

Асфальт — отличная альтернатива, так как он намного более устойчив, чем щебень , и рост сорняков не является проблемой. Добавление резистивных поверхностных слоев всегда повышает безопасность персонала при повышении потенциала земли.

Рисунок 4 — Линия 300 В на опорной башне

Телекоммуникации в условиях высокого напряжения

Когда на высоковольтной площадке требуются линии связи, требуются особые меры предосторожности для защиты коммутационных станций от нежелательных напряжений.Прокладка проводов на подстанции или на вышке может создать опасную ситуацию, поэтому требуются определенные меры предосторожности.

Отраслевые стандарты, касающиеся этих мер предосторожности и защитных требований, описаны в стандартах IEEE 387, 487 и 1590 . Эти стандарты требуют, чтобы было проведено исследование роста потенциала земли, чтобы можно было правильно рассчитать линию пика 300 В.

Для защиты телефонных коммутационных станций стандарты электросвязи требуют использования оптоволоконных кабелей вместо медных проводов.Коробка преобразования медь-оптоволокно должна располагаться за пределами зоны события повышения потенциала земли на расстоянии, превышающем пиковое значение 300 В или среднеквадратичное значение 212 В (рисунок 4).

Это известно в промышленности как «линия 300-В» . Это означает, что согласно результатам расчетов, медный провод телекоммуникационной компании не может быть ближе, чем пиковое расстояние 300 В. Это расстояние, на котором медный провод должен быть преобразован в оптоволоконный кабель. Это может помочь предотвратить попадание нежелательного напряжения в телекоммуникационную сеть телефонных компаний.

Текущие формулы для расчета 300-вольтовой линии, перечисленные в стандартах, привели к неправильному толкованию и расхождению во мнениях, что привело к изменению порядка величины в расчетных расстояниях для практически идентичных исходных данных проекта. Кроме того, опыт эксплуатации показал, что строгое применение теории приводит к излишне большим расстояниям. Это привело к множеству компромиссов в телекоммуникационной отрасли.

Самый известный из них — это новый стандарт IEEE Std.1590-2003 , в котором указана отметка 150 м (~ 500 футов) в качестве расстояния по умолчанию, если исследование повышения потенциала земли не проводилось в данном месте.

Ссылка // Стандартное руководство для инженеров-электриков — Системы заземления Дэвида Р. Стокина и Майкла А. Эспарса

6 Напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции

Опасные напряжения на подстанции

Рисунки 1 и 2 показаны напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции.Есть много определений, связанных с этими напряжениями, но следующие шесть являются наиболее важными.

5 напряжений, которым может подвергнуться человек в подстанции (фото предоставлено Терри Ф. Люманн через Flickr)

Эти определения следующие:

1. Повышение потенциала земли (GPR)
2. Напряжение сети
3. Напряжение прикосновения металла к металлу
4. Напряжение ступени
5. Напряжение прикосновения
6. Напряжение передачи красного

1. Повышение потенциала земли (GPR)

Максимальный электрический потенциал, который может достигнуть сеть заземления подстанции относительно удаленной точки заземления, принимается равным при потенциале удаленной земли .Повышение потенциала земли — это произведение величины тока сети, части тока короткого замыкания, проводимого на землю системой заземления, и сопротивления сети заземления.

Рисунок 1 — Основные ситуации удара

Вернуться к опасным напряжениям ↑

2. Напряжение сети

Максимальное напряжение прикосновения в пределах ячейки сети заземления .

Фактическое напряжение ячейки , E _м (максимальное напряжение прикосновения) , является произведением удельного сопротивления почвы, ρ ; геометрический коэффициент, основанный на конфигурации сетки, K _м ; поправочный коэффициент, K _i , который учитывает некоторые ошибки, внесенные допущениями, сделанными при выводе K _m ; и средний ток на единицу эффективной скрытой длины проводника, составляющего систему заземления ( I _{G /} L _M ):

3.Напряжение прикосновения «металл-металл»

Разность потенциалов между металлическими объектами или конструкциями в пределах подстанции, которая может быть перекрыта прямым контактом рук или ног .

Рисунок 2 — Типичная ситуация внешнего переданного потенциала

Важное примечание //

Предполагается, что на обычных подстанциях напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с сеткой заземления, будет незначительным.

Однако напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, связанными с сеткой заземления, и металлическими объектами внутри подстанции, но не связанными с сеткой заземления, такими как изолированный забор, может быть значительным.

В случае подстанций с газовой изоляцией напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с сеткой заземления, может быть значительным из-за внутренних повреждений или индуцированных токов в корпусах.

Вернуться к разделу «Опасные напряжения» ↑

4. Напряжение ступени

Напряжение ступени фактически равно разнице поверхностных потенциалов , испытываемой человеком, преодолевая расстояние 1 м ногами, не касаясь любого другого заземленного объекта.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

5. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения — это разность потенциалов между повышением потенциала земли и поверхностным потенциалом в точке, где человек стоит, одновременно держа руку в контакте с заземленной конструкцией.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

6. Передать красное напряжение

Особый случай напряжения прикосновения , когда напряжение передается на подстанцию ​​или с нее, с или на удаленный точка за пределами площадки подстанции.Максимальное напряжение любой случайной цепи не должно превышать предел, при котором через тело может протекать ток, который может вызвать фибрилляцию.

Если принять более консервативный вес тела 50 кг для определения допустимого тока тела и сопротивления тела 1000 В , допустимое напряжение прикосновения t составляет:

, а допустимое напряжение ступени равно равно :

где //

• E _step — Напряжение шага, В
• E _touch — Напряжение прикосновения, В
• r _s — Удельное сопротивление материала поверхности, Vm
• t _s — Продолжительность ударного тока, в секундах

Поскольку единственным сопротивлением для напряжения прикосновения металла к металлу является сопротивление тела, предел напряжения составляет:

Обычно предполагается, что длительность разряда равна продолжительности разлома.Если планируется повторное замыкание цепи, время продолжительности короткого замыкания должно быть суммой отдельных отказов и использоваться как время продолжительности разряда t _с .

Вернуться к опасным напряжениям ↑

Ссылка: Справочник по электроэнергетике — Л.Л. Григсби (приобретите книгу в твердом переплете на Amazon)

HIPOT Step Voltage Test — High Voltage HIPOT Tester

Hipot Step Voltage

Тест Hipot Step Voltage Test рекомендуется для ИУ с рабочим среднеквадратичным напряжением 2300 В и выше.Это выполняется на двигателях с любым рабочим напряжением, когда требуется больше информации, чем дает 1-минутный тест Hipot.

В тесте Hipot Step Voltage Test напряжение обычно повышается одинаково. На каждом шаге напряжение и измеренный ток записываются через 1 минуту в соответствии с IEEE 95. Количество шагов определяется оператором тестирования и может быть любым от 5 до 30 или более шагов напряжения. 10 ступеней являются общими для двигателей среднего напряжения; для высоковольтных двигателей можно использовать больше ступеней.В iTIG III D программируются профили для пошаговых испытаний напряжения, включая количество шагов, время выдержки на каждом шаге и скорость нарастания напряжения.

Пошаговые тесты предоставляют дополнительную информацию

Тесты напряжения

Hipot Step предоставляют гораздо больше информации, чем 1-минутный тест Hipot, поскольку данные записываются при повышении напряжения. Построив график зависимости тока от напряжения, обычно можно определить, вызван ли ток утечки главным образом загрязненными грязными обмотками или повреждением изоляции, как показано на рисунках ниже.

Защита от дуги

При тесте ступенчатого напряжения тестер двигателя может завершить тест до возникновения дуги, используя предел ROC (текущий предел ускорения). Оператор тестирования также может вручную прервать тест, если ток утечки увеличивается.

Modern Hipot и тестеры двигателей имеют функцию обнаружения дуги, которая немедленно прекращает проверку при обнаружении дуги, вместо того, чтобы продолжать наращивать напряжение со все более и более сильной дугой.

К сожалению, дуга может возникнуть вскоре после того, как ток утечки начнет увеличиваться. Согласно IEEE 95, ускорение может начинаться на 5% или меньше ниже напряжения дуги. В этих случаях резкого пробоя изоляции текущее событие ускорения может не обнаруживаться.

A Clear Pass: прямая линия, слабый ток

Чистый проход: прямая линия, слабый ток

Хороший результат; Двигатель 3300 В, испытательное напряжение 7600 В:

Хорошие обмотки будут иметь более или менее прямую кривую, как показано на графике.Сила тока зависит от степени загрязнения обмоток. В этом случае ток и уровень загрязнения низкий с общим током утечки менее 1,4 мкА.

4 испытания одного и того же двигателя с возрастающими уровнями загрязнения

ОК результат; Двигатель 4000 В, испытательное напряжение 9000 В:

Четыре теста шагового напряжения по 10 точкам были выполнены с течением времени. Две нижние кривые из первых двух тестов очень хороши.

Красная и синяя кривые из следующих двух тестов показывают незначительное ускорение тока.Но максимальный ток все еще относительно низок и составляет 11 мкА, а ускорение начинается выше 7000 В, что значительно выше пикового рабочего напряжения.

Повышенная общая утечка в основном связана с увеличивающимся загрязнением поверхности обмотки (включая влажность), судя по результатам предыдущих испытаний.

Если ускорение тока было значительным и синяя линия сместилась ближе к вертикали, это указывало бы на пробой изоляции.

Проблема: Начало пробоя изоляции выше пикового рабочего напряжения, высокий уровень загрязнения

Концерн; Двигатель 6000 В, испытательное напряжение 11700 В :

Испытание, представленное синей кривой, не привело к преждевременному завершению испытания, поскольку максимальный ток около 25 мкА не достиг предела общего тока утечки, а ускорение тока было недостаточно высоким, чтобы превысить выбранный предел ROC, равный 2 ( скорость изменения тока между ступенями напряжения).

Однако ускоряющий ток утечки и уровень тока в конце теста указывают на слабую изоляцию, которая начинает разрушаться. Текущее ускорение начинается медленно примерно при 6000 В, поэтому состояние двигателя вызывает беспокойство, но все равно в норме.

Во время теста дуга не была обнаружена, так как это привело бы к преждевременному прекращению тестирования. При более низком пределе ROC испытание было бы прекращено до достижения полного испытательного напряжения.

Проблема: пробой изоляции в районе пикового рабочего напряжения

Проблема: двигатель 4160 В, испытательное напряжение 9320 В:

В этом тесте происходит внезапный пробой изоляции между примерно 5.6 и 6,5 кВ, и испытание прекращается в конце этапа 7 при примерно 6500 В, потому что ускорение измеряемого тока превысило предел ROC с этапа 6 по этап 7.

При быстром ускорении тока вероятность возникновения дуги значительно возрастает, но здесь этого не произошло. Пробой происходит около пикового рабочего напряжения 5 882 В.