Меры защиты от шагового напряжения: Шаговое напряжение, правила перемещения в зоне шагового напряжения

что это такое и меры безопасности

Электрический ток представляет опасность для окружающих прежде всего отсутствием каких-либо внешних признаков, указывающих на возможность потенциального вреда. Особо следует отметить шаговое напряжение, которое в большинстве случаев становится настоящей ловушкой. Его нельзя заранее увидеть или услышать, это явление обнаруживается лишь в последний момент, когда сложно принять действенные меры.

Содержание

Отчего возникает явление шагового напряжения

Согласно определению электротехники, такое понятие, как шаговое напряжение представляет само по себе опасный потенциал, возникающий неподалеку от любого проводника, находящегося в рабочем состоянии. Непосредственную опасность представляют две точки зоны шагового напряжения, находящиеся в опасной близости, на дистанции примерно 0,8 метра одна от другой. Этот показатель по своей сути ни что иное, как средний размер шага, который делает взрослый человек.

Данный потенциал обладает опасной величиной, которая зависит от сетевого напряжения и расстояния между оборванным проводом и человеком. Поэтому данное значение находится в очень широком диапазоне и составляет от десятков до тысяч вольт, приходящихся на один шаг. В связи с этим, его называют потенциально опасным.

Основной причиной возникновения подобной ситуации являются деревья, довольно часто падающие на ЛЭП под действием неблагоприятных проявлений непогоды. Из-за этого происходит обрыв проводов, которые находятся под высоким напряжением, создавая тем самым небезопасную зону воздействия электрического тока.

Шаговое напряжение, как электротехнический термин, находится в прямой зависимости от различных физических условий. Кроме величины напряжения в ЛЭП, большое значение имеет величина удельного сопротивления земли на данном участке. В тех случаях, когда наблюдаются повышенные показатели влажности, радиус действия зоны поражения значительно возрастает. Это связано с ростом площади сильно увлажненного грунта, по которому электрический ток неравномерно растекается.

При попадании в зону, где возможно получить удар током, любой оборванный провод, находящийся на поверхности земли, следует обходить как можно дальше и не сближаться с ним на дистанцию двадцати метров и менее. Если величина опасного напряжения в точке обрыва будет равна более 1000 вольт, то максимальный радиус опасной зоны поражения составит восемь метров. При значении напряжении менее 1000 вольт радиус шагового напряжения, представляющего реальную опасность, снижается до пяти метров.

Негативные факторы шагового напряжения

Наибольшее значение, до которого в данных условиях доходит шаговое напряжение, наблюдается в непосредственной близости от оборванного проводника. До минимального значения оно доходит к 20 метрам, а затем, когда расстояние увеличивается, постепенно исчезает. Земля сама по себе является хорошим проводником электричества.

После того как человека стала окружать опасная зона шагового напряжения, у него в промежутке между обеими ногами возникает электрический ток, проявляющийся в виде разности потенциалов. Под действием тока начинается самопроизвольное сокращение ножных мышц. В результате судорожных сокращений пострадавший не может удержаться и совершает непроизвольное падение на землю.

После того как человек упал и оказался в горизонтальном положении, шаговое напряжение останавливает свое воздействие, но ситуация не становится менее опасной. Электрический ток изменяет свое направление внутри человеческого тела и начинает двигаться в направлении руки-ноги, что нередко приводит к поражению, вызывающему летальный исход.

В подобных ситуациях особенно сильно достается крупному рогатому скоту из-за большого размера шага, на который влияет расстояние, измеряемое между каждой ногой. Естественно, что и напряжение на этих участках также будет очень высоким. Поэтому животные часто погибают от поражения током.

Опасная ситуация нередко усугубляется в зависимости от поведения, которое часто бывает неправильным. Человек старается как можно быстрее выйти из опасной зоны и пытается делать максимально широкие шаги. Это приводит к еще большему увеличению разности потенциалов. Поэтому не следует поддаваться панике, а сосредоточиться на выполнении мероприятий по безопасному выходу с угрожающего участка.

Как выйти из опасной зоны

Правила электробезопасности необходимо соблюдать не только в опасной зоне, но и там, где уже не действует радиус поражения. Это связано с самой природой электрического тока, не имеющего запахов, цветовой гаммы и прочих аналогичных внешних признаков.

Потенциальная опасность устанавливается исключительно специальными приборами, а иногда – определяется внешним осмотром, то есть путем визуального наблюдения. В последнем случае становятся хорошо видны оторванные проводники линии электропередачи, находящиеся непосредственно на земле. Одно это безусловно указывает на потенциальную опасность и предполагаемый радиус действия тока. К таким участкам вообще не рекомендуется близко подходить в связи с реальной опасностью, угрожающей здоровью и самой жизни людей.

Место падения оторвавшегося проводника необходимо покинуть максимально быстро, соблюдая при этом определенные правила безопасности. Когда потенциальная угроза стала реальностью, рекомендуется с максимально возможной скоростью соединить обе ноги между собой. За счет этого в точках соприкосновения конечностей с грунтом наступает заметное снижение отрицательного влияния электрического тока. После этого принимаются все меры по безопасному выходу с площади, представляющей реальную угрозу. Бежать нельзя ни при каких обстоятельствах, поскольку существует возможность вновь попасть под действие напряжения. Эти меры определяются Правилами устройства электроустановок.

Наиболее безопасным считается движение так называемой гусиной походкой. Данный способ передвижения предполагает неторопливое совершение движений мелкими скользящими шагами, поэтому он так и называется. Нужно следить, чтобы ноги постоянно касались земли и не отрывались от нее.

Во время движения рекомендуется наступать исключительно на сухие предметы, обладающие хорошими диэлектрическими свойствами. И, наоборот, не следует передвигаться по конструкциям из железобетона, кирпичам и другие аналогичным материалам, избегать влажных участков грунта. Это основные правила перемещения в зоне шагового напряжения, требующие неукоснительного выполнения.

Существует еще один вариант, как безопасно и безболезненно покинуть зону возможного поражения. В подобных ситуациях необходимо передвигаться, совершая прыгающие движения с помощью одной ноги. Однако данный способ несет в себе потенциальную угрозу в связи с возможным случайным падением. Ток изменит свой путь в теле человека и станет более опасным, вплоть до летального исхода. Поэтому пользоваться методом прыжков для переноса нужно очень осторожно, преимущественно на ровной местности, без каких-либо препятствий.

Меры безопасности

Если же, несмотря на все усилия, все-таки не удалось избежать удара электрическим током, пострадавшему нужно в кратчайшие сроки оказать первую медицинскую помощь:

• В первую очередь всеми возможными способами останавливается негативное влияние тока.
• Одновременно производится вызов скорой помощи.
• При необходимости выполняется процедура искусственного дыхания и массаж сердца.
• Электрический ожог закрывается стерильной повязкой.
• Пострадавшему нужно обеспечить полный покой и в любом случае – определение в лечебное медицинское учреждение, независимо от состояния здоровья на данный момент.

Категорически запрещается закапывать пострадавшего в землю, поскольку вес грунта затрудняет дыхание и нарушает работу сердечной мышцы. Нельзя производить обливание водой, по возможности избегайте переохлаждения организма. Ожоговая поверхность должна содержаться в чистоте, в противном случае может получить развитие гангрена или столбняк.

Существуют общие правила безопасности и меры защиты, позволяющие избежать неприятных последствий. Чаще всего, от поражения шаговым напряжением страдают рабочие и персонал обслуживающие электрические сети. Поэтому передвигаться в зоне возможного поражения следует только в специальных диэлектрических ботах, а с собой иметь защитные перчатки. В соответствии с требованиями ПУЭ, рукоятки всех рабочих инструментов оборудуются изоляцией, точно так же изолируются другие устройства.

Нередко рабочие получают травмы в процессе эксплуатации устройств при отсутствии наряда-допуска, в котором точно указывается, что, где и когда отключено, и оборудовано защитным заземлением, сколько метров до опасного участка. Любой человек, предупрежденный о наличии напряжения, никогда не полезет к неизолированному проводнику, находящемуся на поверхности земли и сможет избежать поражения.

Риск травматизма от шагового напряжения очень сильно возрастает, если в крови присутствует алкоголь, а на ногах имеются открытые повреждения и раны. Поскольку кожный покров выполняет функции своеобразного изолятора, то любое нарушение ведет к снижению защиты. Негативное влияние оказывает и повышенный температурный баланс окружающей среды. Чем выше температура, тем опаснее присутствие человека на участке возможного поражения.

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Закон Ома для переменного тока

Как понять Закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Закон Ома для однородного участка цепи – формула

Схемы подключения и настройка датчика движения для включения освещения

Что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны

Шаговое напряжение что это такое? Меры по защите, определение по ПУЭ

Человек и любое живое существо, попадая в зону воздействия электрического тока, рискуют получить электротравму и даже при определенных обстоятельствах лишиться жизни. Прохождение такого тока через тело вызывается во время прикосновения к таким предметам:

• неизолированному проводу, по которому протекает ток;
• проводу, у которого повреждена изоляция;
• корпусу электрооборудования с неисправной изоляцией или к оголенным контактам;
• металлическому предмету, который оказался под напряжением.

Поражение электротоком может произойти в случае обрыва провода на линии передачи электроэнергии напряжением 0,4 В и выше, если она не отключена от энергопоставляющей компании. Общеизвестный факт – земля это проводник электротока, особенно когда она влажная. Точка на грунте, находящаяся в зоне растекания тока, имеет потенциал (напряжение) определенной величины. Живое существо, попадая под действие электрического тока в момент, когда ноги на определенном расстоянии касаются 2 точек земли, может оказаться пораженным током. Эту разницу потенциалов называют

шаговым напряжением. И чем она больше, т.е. чем больше расстояние между ногами, тем опаснее действие тока. На шаговое напряжение оказывает влияние удельное сопротивление земли, ее состояние, сила протекающего тока и путь прохождения по организму живого существа.

Шаговое напряжение возникает при ударе молнии в металлическую опору, молниеотвод, высокое дерево или любой металлический предмет. Если ноги расставлены на определенную величину, то ток молнии, растекаясь в земле, проходит и под ногами живого существа. Заряд входит в одну ногу и уходит, проходя через тело и другую в землю. Это тот случай, когда возникает напряжение шаговое и живое существо находится под его влиянием. У человека обычно шаг э0,6 ÷ 0,8 м, у животного гораздо больше, что усиливает воздействие на организм живого существа.

Наибольшее значение шагового напряжения, которое может поразить живое существо, находится вблизи лежащего на земле оборванного кабеля или провода, наименьшее – на расстоянии 20 м и больше. Опасной зоной, проводящей смертельной величины электрический ток, считается в радиусе 8 ÷ 10 м от лежащего электропровода.

При попадании в зону действия шагового напряжения, необходимо придерживаться таких правил:

• не касаться лежащего на земле провода;
• не приближаться к человеку или живому существу;
• не касаться руками и телом лежащих металлических предметов;
• не трогать и не тормошить живое существо.

Во время грозы нельзя прятаться под деревьями, стоять под опорами электропередач, держать в руках металлические предметы. Именно они притягивают молнию.

Если человек оказался в зону действия шагового напряжение, то он должен знать как правильно из нее выходить.

Необходимо передвигаться гусиным шагом, т.е. не отрывать подошвы обуви от земли и носок одной ноги приставлять к пятке другой. Таким шагом, медленно покинуть зону, величина которой должна быть не менее 8 м.

При поражении живого существа в районе действия шагового напряжения в первую очередь необходимо попытаться обесточить объект, если это возможно. Для этого необходимо вырубить в щите рубильник, УЗО, автомат или вынуть вилку электрооборудования или прибора из розетки.

Необходимо помнить, что влажная земля увеличивает радиус действия тока и учитывать этот фактор при покидании зоны шагового напряжения.

Если в этой зоне упал человек, то его необходимо правильно вывести в безопасное место. Для этого необходимо убедиться, что на теле человека не лежит провод. Если он там есть, то в первую очередь необходимо его убрать. Для этого надо гусиными шагами приблизиться к лежащему проводу или кабелю и с помощью сухой длинной палки (обязательно смухой) отбросить провод. Затем, передвигаясь все тем же гусиным шагом, ухватившись за одежду лежащего, перетянуть его в безопасную зону.

Далее необходимо поступить таким образом:

• вызвать скорую помощь;
• сообщить об аварии в энергопоставляющую компанию;
• приступить к выполнению искусственного дыхания с закрытым массажем сердца. Эти действия необходимо выполнять до приезда скорой помощи.

Не пренебрегайте данными выше сведениями и советами и тогда, даже попав в зону действия шагового напряжения, вы сможете спасти себя или других в этой ситуации. При подозрение на неисправность электроустановки обращайтесь к специалистам нашей электротехнической лаборатории!

Что такое шаговое напряжение? Формула, расчет, меры защиты

Ступенчатое напряжение: напряжение между двумя точками на поверхности Земли [Источник: IEC 60050-195-2021].

Примечание 1 к записи: Обычно расстояние в 1 м между двумя точками считается длиной шага человека.

Причины ступенчатого напряжения

Ступенчатое напряжение обычно связано с электрическими системами, такими как высоковольтные линии электропередачи или подстанции, и может быть вызвано рядом факторов, включая:

• Удары молнии. Удары молнии могут вызвать протекание больших токов через землю, что может создать ступенчатое напряжение. Эти напряжения могут быть особенно опасны для людей и животных, находящихся в непосредственной близости от точки удара.
• Неисправное электрооборудование. Неисправное электрическое оборудование, такое как трансформаторы или распределительные устройства, может привести к протеканию тока в землю, что может привести к ступенчатому напряжению.
• Удельное сопротивление грунта. Сопротивление грунта может оказывать существенное влияние на развитие шаговых напряжений. Высокое удельное сопротивление почвы может привести к более высокому ступенчатому напряжению, в то время как низкое удельное сопротивление почвы может способствовать рассеянию напряжения.
• Обрыв линии электропередачи. При обрыве линии электропередачи передаваемая электрическая энергия выбрасывается в землю (землю). Это может привести к значительному течению тока в земле, что приводит к разности потенциалов между двумя точками на поверхности земли.
• Закороченные воздушные линии на улице или подземные кабели в помещении.

Рисунок 1. Иллюстрация ступенчатого напряжения

Пример ступени (см. рис. 1): Человек идет одной ногой при 900 В, а другой при 800 В, что приводит к ступенчатому напряжению 100 В.

Чем опасно ступенчатое напряжение?

Представьте ситуацию: на земле лежит оборванный провод. На первый взгляд может показаться, что он не представляет никакой опасности, но он может быть живым. Земля хорошо проводит электрический ток.

Когда человек находится рядом с проводом, на него незаметно действует шаговое напряжение. Опасность заключается в том, что создается разность потенциалов от одной ноги к другой . Человек пытается сделать более широкий шаг, попадая под действие электрического тока, и в этот момент разность потенциалов становится больше. В результате непроизвольные спазматические сокращения мышц заставляют человека упасть на землю.

Когда человек падает, расстояние между точками касания земли (разность потенциалов) увеличивается. Чем выше напряжение поврежденной линии электропередачи, тем опаснее участок напряжения.

Когда молния попадает в громоотвод, опору ЛЭП или просто в дерево, она вызывает протекание электрического тока по проводникам на землю, что также создает опасную зону ступенчатого напряжения.

Опасность ступенчатого напряжения может быть серьезной и потенциально смертельной. Электрический ток, протекающий через человека или животное, может вызвать поражение электрическим током, что может привести к ожогам, повреждению тканей, сердечной недостаточности и даже смерти.

Правила движения в зоне ступенчатого напряжения

1. Двигайтесь, не отрывая ног от земли, шагами не длиннее длины стопы.
2. Двигайтесь медленно и обдуманно, делая небольшие шаги и держа ноги близко к земле. Это помогает свести к минимуму разность потенциалов между ногами и снизить риск поражения электрическим током.
3. Не прикасайтесь руками к оголенным проводам и кабелям.
4. Не бегайте и не двигайтесь по спирали в радиусе шагового напряжения.
5. После выхода из опасной зоны немедленно сообщить в аварийные службы. Не предпринимать никаких действий по ликвидации аварии самостоятельно, тем более без доступа к устройствам, позволяющим отключать электропитание отдельных участков ЛЭП.
6. Передвижение обслуживающего персонала в радиусе поражения электрическим током должно производиться после расчета предельного шагового напряжения и его радиуса.
7. При входе в зону ступенчатого напряжения убедитесь, что на вас надеты соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как резиновые сапоги, перчатки и другие изолирующие приспособления.
8. Если вам необходимо переносить оборудование или инструменты в зону ступенчатого напряжения, убедитесь, что они должным образом изолированы и не соприкасаются с землей или конструкцией.

Расчет ступенчатого напряжения

Расчет ступенчатого напряжения производится по формуле:

U = ((I * ρ) / (2 * π)) * ((1 / L ₁ ) – (1 / L ₁ + L ₂ ))

где:

• U – шаговое напряжение;
• ρ – удельное электрическое сопротивление грунта;
• I – ток замыкания на землю;
• L ₁ — расстояние от человека до точки касания провода землей;
• л ₂ – расстояние шага (применяется равное 0,5 – 1 м).

Пример расчета.

При токе замыкания на землю 400 Ампер, удельном сопротивлении грунта (суглинки) 150 Ом⋅м, расстоянии от человека до места касания провода земли 15 метров и шаге 0, 5 метров, получаем ступенчатое напряжение 20,53 Вольта:

В = ((400*150)/(2*3,14159))*((1/15) – (1/15+0,5))=(60000 / 6,28318) * (0,06667 – 0,06452) = 9549. 30465 * 0,00215 = 20,53 В

Меры защиты от ступенчатого напряжения

Основные меры защиты от поражения живых существ прикосновением и ступенчатым напряжением предназначены для:

1. снижения опасного тока, протекающего через тела, путем изоляции открытых проводящих частей, и /или за счет увеличения удельного поверхностного сопротивления грунта,
2. уменьшить возникновение опасных ступенчатых напряжений за счет физических ограничений и/или предупреждений.

При определенных условиях близость токоотводов может быть опасной для жизни, даже если система молниезащиты (СМЗ) спроектирована и изготовлена ​​в соответствии с соответствующими правилами (см. IEC 62305-3).

Опасность снижается до допустимого уровня, если выполняется одно из следующих условий:

а) при нормальных условиях эксплуатации в пределах 3 м от токоотводов нет людей;

b) система, состоящая не менее чем из 10 токоотводов;

в) контактное сопротивление поверхностного слоя грунта в пределах 3 м от токоотвода не менее 100 кОм.

ПРИМЕЧАНИЕ. Слой изоляционного материала, напр. асфальт толщиной 5 см (или слой гравия толщиной 15 см) обычно снижает опасность до приемлемого уровня.

Если ни одно из этих условий не выполняется, должны быть приняты следующие меры защиты от поражения живых существ из-за ступенчатого напряжения:

• эквипотенциализация с помощью решетчатой ​​системы заземления;
• физические ограничения и/или предупреждающие надписи для сведения к минимуму вероятности доступа в опасную зону в пределах 3 м от токоотвода.

Меры защиты должны соответствовать соответствующим стандартам (см. ISO 3864-1).

Telegram-канал @asutpp_com

Методы снижения шагового потенциала и потенциала прикосновения на подстанции

Перейти к содержанию

от редакции

Ступенчатый потенциал

и потенциал прикосновения очень важны на подстанциях, потому что во время замыкания на землю весь ток заземления возвращается к трансформатору подстанции (поскольку трансформатор подстанции заземлен). Ток, который возвращается через землю, может создать значительный градиент напряжения вдоль земли и между землей и проводящими объектами. Шаговый потенциал  в подстанции создает путь через ноги от одной ноги к другой. Потенциал прикосновения на подстанции обычно считается контактом «рука-ноги» или «рука-рука».

Ступенчатый потенциал и потенциал прикосновения представляют опасность при нормальных условиях и при замыкании на землю. В нормальных условиях несбалансированные токи могут повышать напряжение между нейтралью и землей. Обычно это не опасно, но может вызвать шок.

Ступенчатый потенциал и потенциал прикосновения во время неисправности более опасны. Поэтому при проектировании подстанции важно уменьшить потенциал ступени и потенциал прикосновения, чтобы они находились в допустимых пределах.

Методы ограничения шагового потенциала и потенциала прикосновения:

Шаговые потенциалы и потенциалы прикосновения можно уменьшить, используя один из следующих методов:

1. Доказав низкое сопротивление пути к земле
2. Обеспечивая изоляционный слой между обслуживающим персоналом и землей
3. При правильном размещении заземляющих проводников

Некоторые из методов, используемых для уменьшения ступенчатого потенциала и потенциала прикосновения на подстанции :

• Многозаземленная нейтраль помогает снизить опасный ступенчатый потенциал и потенциал прикосновения при замыканиях на землю. Путем создания низкоимпедансного обратного пути к источнику неисправности быстро устраняются автоматическими прерывателями. Несколько заземляющих электродов, соединенных вместе, помогают снизить потенциалы прикосновения в месте повреждения. С несколькими нейтралями ступенчатые потенциалы обычно не опасны, поскольку токи короткого замыкания распространяются между несколькими заземляющими электродами
• Использование реактора на нейтрали трансформатора подстанции помогает ограничить шаговые и контактные потенциалы. В то время как коммунальные предприятия обычно используют нейтральные реакторы для ограничения токов короткого замыкания. снижение токов замыкания на землю также снижает шаговые потенциалы и потенциалы прикосновения, а также уменьшает ток в заземляющих и соединительных соединителях.
• При ношении электроопасной обуви. Эта обувь в сухом состоянии может иметь сопротивление в миллионы Ом, что может защитить обслуживающий персонал от этих опасных потенциалов. Использование изоляционных материалов, таких как резиновые перчатки, может защитить персонал.