Шаговое напряжение представляет серьезную угрозу для человека. Давайте разберемся, что это такое, откуда берется, и как защитить себя от опасности.
1. Что понимается под напряжением шага
Под напряжением шага понимают разность потенциалов по поверхности земли между точками контакта ног человека. Оно возникает при повреждениях высоковольтных линий электропередач и представляет большую угрозу.
Как возникает шаговое напряжение? В месте контакта оборванного провода высокого напряжения с землей возникает сильный электрический ток. Он растекается по поверхности земли концентрическими кругами вокруг места повреждения.
Величина шагового напряжения зависит от:
- Мощности и напряжения линии электропередач
- Сопротивления грунта в месте повреждения
- Расстояния между контактными точками на земле
Опасное шаговое напряжение возникает, например, около упавшего провода линии электропередач. Запрещается приближаться к такому проводу ближе 8-10 метров!
Почему шаговое напряжение опасно
Когда человек оказывается в зоне действия шагового напряжения, он испытывает сильные непроизвольные судороги мышц ног. Это приводит к падению на землю. В этот момент возникает еще более опасная ситуация:
- Прекращается действие шагового напряжения
- Возникает новый опасный путь тока через тело человека, обычно от рук к ногам
- Появляется угроза смертельного поражения током
Поэтому нельзя падать и ложиться на землю в зоне шагового напряжения!
Разница между шаговым напряжением и напряжением прикосновения
Часто эти понятия путают. Давайте разберемся.
Напряжение прикосновения - это разность потенциалов в двух точках электроустановки, к которым человек прикоснулся одновременно.
А шаговое напряжение - это разность потенциалов между двумя точками по поверхности земли, на которых стоят ноги человека. То есть между контактами "земля-нога".
При каком расстоянии шаговое напряжение минимально
Максимальна опасность шагового напряжения на расстоянии 0-5 метров от источника (места контакта оборванного провода с землей).
На расстоянии около 20 метров шаговое напряжение практически отсутствует, так как ток в земле очень сильно рассеивается.
Таким образом, чем дальше от источника - тем безопаснее.
2. Как рассчитать величину шагового напряжения
Для расчета шагового напряжения используют усредненные значения параметров.
Сначала определяют ток короткого замыкания ICS по формуле:
ICS = UPHASE / (R0 + RKONT)
где:
- UPHASE - напряжение фазы линии электропередач
- R0 - сопротивление заземления нейтрали трансформатора
- RKONT - сопротивление заземления в месте повреждения (контакта фазного провода с землей)
Затем рассчитывают шаговое напряжение USTEP:
USTEP = ICS × ρ × a / (2 × π × (x + a))
где:
- ICS - ток короткого замыкания
- ρ - удельное сопротивление грунта
- а - длина шага (принимается 0,8 м)
- х - расстояние от места замыкания
Как видно из формулы, на шаговое напряжение влияют:
- Напряжение и мощность линии (через ток короткого замыкания ICS)
- Удельное сопротивление грунта ρ
- Расстояние от места замыкания х
Пример расчета шагового напряжения
Допустим, упал провод воздушной линии 110 кВ. Расстояние от места обрыва до человека составляет 5 м. Найдем шаговое напряжение.
Сопротивление RKONT = 10 Ом (типичное значение).
Сопротивление R0 = 4 Ом.
Рассчитаем ток короткого замыкания:
ICS = 110 000 В / (10 Ом + 4 Ом) = 10 000 А
Примем удельное сопротивление грунта ρ = 100 Ом·м.
Тогда шаговое напряжение будет:
USTEP = 10 000 А × 100 Ом·м × 0,8 м / (2 × 3,14 × (5 м + 0,8 м) ) = 95 В
Это опасное напряжение, угрожающее жизни человека!
Особенности расчета шагового напряжения в промышленных условиях
На предприятиях расчетом показателей шагового напряжения занимаются специалисты. Они регулярно проводят замеры параметров и рассчитывают усредненные значения.
Это необходимо для оценки уровня электробезопасности на объектах и принятия мер по его повышению.
3. Правила безопасного поведения в зоне шагового напряжения
Если вы оказались в зоне действия шагового напряжения, нужно четко знать и выполнять правила безопасного поведения.
Что делать, если попали в зону шагового напряжения
Прежде всего, нельзя поддаваться панике. Необходимо как можно скорее покинуть опасную зону. Для этого используйте следующие безопасные способы передвижения:
- Гусиный шаг
- Прыжки на одной ноге
- Использование сухих досок и других диэлектриков
Почему нельзя падать и ложиться на землю
Как уже говорилось ранее, при падении на землю в зоне шагового напряжения резко возрастает опасность смертельного поражения током. Это связано с возникновением нового пути тока через тело человека.
Как безопасно передвигаться по зоне шагового напряжения
- Гусиный шаг
Это наиболее надежный способ. Передвигайтесь, переставляя ступни строго одна за другой, не отрывая их от земли. Таким образом сводится к минимуму шаговое напряжение между ногами.
- Прыжки на одной ноге
Можно продвигаться небольшими прыжками на одной ноге, вытянув вторую ногу в сторону. Но будьте аккуратны - есть риск потерять равновесие и упасть!
- Использование диэлектриков
Безопаснее всего ступать на сухие доски, кирпичи, пластмассу и другие диэлектрики, которые плохо проводят ток. Но нельзя прикасаться при этом к металлическим предметам!
Особенности спасения людей и животных из зоны шагового напряжения
Чтобы безопасно вынести человека или животное из зоны опасного напряжения, необходимо выполнить следующие действия:
- Намотать руки и ноги толстым слоем сухой одежды
- Передвигаться очень мелкими шагами, не отрывая ног от земли
- Осторожно оттянуть пострадавшего от источника напряжения
- Вызвать бригаду скорой помощи
4. Современные средства защиты от шагового напряжения
Существуют эффективные технические решения, позволяющие свести к минимуму опасность возникновения шагового напряжения.
Автоматические защитные устройства
Сегодня выпускается электрооборудование, которое при возникновении каких-либо неисправностей в сети автоматически отключается. Это позволяет предотвратить образование опасных шаговых напряжений.
Контроль потенциалов
На опасных объектах создаются системы постоянного контроля распределения электрических потенциалов. При превышении допустимых значений срабатывает сигнализация и производится автоматическое отключение.
Благодаря таким системам удается практически полностью устранить угрозу шаговых напряжений в промышленных условиях.
5. Профилактика шагового напряжения на промышленных объектах
Для минимизации рисков шагового напряжения на опасных производственных объектах проводится комплекс мероприятий.
Периодический инструктаж персонала
Все сотрудники, работающие в зонах возможного возникновения шаговых напряжений, проходят целевые и повторные инструктажи.
На них персонал знакомят со всеми правилами безопасного поведения, особенностями нового оборудования, методами защиты.
Контроль технического состояния оборудования
Постоянно осуществляются проверки исправности электросетей и отдельных элементов. Выявляются возможные неисправности, создающие угрозу возникновения шаговых напряжений.
Создание комиссий по охране труда
Такие комиссии на предприятиях занимаются разработкой мер по повышению электробезопасности. Проводят обучение персонала и контролируют соблюдение всех правил.
В результате напряжение шага перестает быть неожиданной опасностью для работников промышленных предприятий, а рассматривается как хорошо изученный и контролируемый фактор.
6. Профилактика шагового напряжения в быту
Хотя бытовые электросети имеют невысокие напряжения, в некоторых случаях также возможно возникновение опасных шаговых напряжений.
Устройства защитного отключения
Для исключения такой угрозы в современных щитках устанавливаются устройства защитного отключения. Они мгновенно размыкают электрическую цепь при возникновении утечек тока на землю.
Системы зануления и заземления
Правильно выполненные системы зануления и заземления позволяют также надежно защититься от возможности появления шаговых напряжений в жилых помещениях.
Таким образом, при соблюдении всех норм, ответ на вопрос, что понимается напряжением шага, достаточно прост - данная опасность полностью исключена в бытовых условиях.
