Шаговое напряжение. В этой заметке я постараюсь ответить на следующие вопросы:
- Откуда появился этот термин и почему о нем стоит беспокоиться?
- В чем причины такого напряжения?
- О чем это явление?
- Как предотвратить появление шагового напряжения?
- Присутствует ли шаговое напряжение при низком напряжении?
Откуда появился этот термин?
Этот термин происходит от сущности самого явления, то есть от электрического напряжения, которое может возникнуть между двумя точками, разнесенными друг от друга на расстояние от 0,5 до 1,0 м, то есть на один шаг.
В нормальных условиях мы можем наступать на землю с электрическим потенциалом, равным 0 В, - делать короткие и длинные шаги, бегать, прыгать - так комфортно, как нам удобно, без риска быть пораженным электрическим током. Это было бы безумием для человека, идущего и гадающего, может ли он сделать шаг или рисковать не стоит. И все же бывают случаи, когда шаг может быть для нас угрозой. Об этом стоит знать и, прежде всего, знать, как себя вести.
Каковы причины возникновения шагового напряжения?
К основным причинам можно отнести:
- Электрические разряды во время грозы или обычные молнии
- Повреждения воздушных линий среднего и высокого напряжения, вызванные стихией природы, случайными событиями или просто человеческой неосторожностью
Оба эти явления происходят довольно часто, в чем мы можем убедиться, когда видим шторм за окном или смотрим новости по телевизору. Однако со статистической точки зрения кажется, что оказаться рядом с поражающей молнией или поврежденной линией электропередачи не так-то просто. Теоретически для человека, не имеющего никакого профессионального отношения к электричеству, шаговое напряжение просто редкость в мире.
О чем это явление?
Представьте себе воздушную линию электропередачи высокого напряжения. Электрическое напряжение на такой линии относительно земли может составлять, например, 10000 В. Провода на высоте несколько десятков метров. Ветер немного подул, вырвал дерево с корнями, которое, падая, зацепило веревки, провод порвался и упал на землю.
Если предположить, что поврежденный провод неподвижен, в точке его контакта с землей электрическое напряжение земли больше не будет равным 0 В, а будет вышеупомянутым 10000 В. При этом на землю будет протекать ток короткого замыкания, то есть большой силы. Таким образом, на землю будет течь электрический ток определенного напряжения.
Поскольку земля также имеет собственное электрическое сопротивление, электрическое напряжение земли будет уменьшаться по мере удаления от источника проблемы.
Допустим какой-либо человек оказался возле места повреждения и решил сделать шаг, чтобы уйти от места опасности. При этом его первая нога находится в точке, где электрический потенциал земли является U1 = 1500 В. С другой стороны, другая нога уже находится в точке, где электрический потенциал земли U2 = 1300В. Таким образом, разность потенциалов, то есть электрическое напряжение, между ногами составляет U2 - U3 = 200 В. И ток с таким напряжением будет течь по несчастному человеку.
В качестве дополнения хочу добавить, что электрический потенциал земли изменяется во всех направлениях от источника. Поэтому независимо от того, в каком направлении вы пытаетесь уйти от угрозы, у вас может быть одна и та же проблема.
Сопротивление почвы могут быть разными в разных направлениях, так что в одном направлении напряжение может уменьшаться быстрее при удалении от источника, чем в противоположном. Однако перед лицом угрозы я бы не стал решать, какое направление является наиболее подходящим.
Как предотвратить появление шагового напряжения?
Ответ на этот вопрос очевиден. Чтобы предотвратить образование разности потенциалов между ступнями, нужно… не предпринимать никаких шагов.
На данный момент есть два варианта:
1) Соединение ступней вместе - теоретически разница потенциалов может быть между ступнями, поскольку обычно обувь не соединяется вместе.
2) Прыжки с соединенными ногами. Вы можете попытаться уйти в безопасное место, выполнив с шагом в несколько сантиметров короткие прыжки со стопами вместе, но это тоже очень опасно, так как можно упасть. Лучше просто стоять и ждать помощи.
Что в случае с напряжением 220 - 230В?
Если мы сделаем короткое замыкание и соединим фазный провод 220 - 230 В с землей, то защита, которая есть у нас дома в электрическом щитке (предохранители или автоматические выключатели), должна сработать. Но, предположим, что эта защита неисправна. Тогда напряжение 230 В, приложенное к земле, не должно представлять большой опасности, если смотреть на него с точки зрения явления шагового напряжения. Электрический потенциал земли исчезнет очень близко к точке, в которой прикасается провод.
Смотрите также другие полезные статьи на нашем канале:
Почему в мире существует так много типов электрических розеток
Как определить пригодность батареек для дальнейшего использования
Самый популярный способ уменьшить или увеличить электрический ток
5 необычных способов получения электрической энергии
Электрик Инфо - онлайн-журнал про электричество и его использование