Шаговое напряжение что это такое: 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, электрическое напряжение шага — что это такое и почему оно опасно.

Шаговое напряжение (или ещё его называют напряжением шага) — это опасное напряжение, возникающее между двух точек цепи электрического тока, расстояние между этих двух точек равно длине шага. Шаговое напряжение в первую очередь зависит от удельного электрического сопротивления поверхности и силы тока, что протекает через него. Шаговое напряжение может возникать на местах защитных заземляющих устройств — зануление, заземления и др. Также на местах аварий, где токоведущие части касаются поверхности грунта.

Напряжение шага определяется расстоянием, длина которого напрямую зависит от непосредственной формы кривой напряжения, то есть от конкретного типа заземлителя, и меняется от определённого значения максимальной величины до нуля с изменением промежутка от электрического заземлителя. Предположим, что на грунте в точке «О» установлен один заземлитель (металлический электрод) и через него проходит электрический ток замыкания на землю. Около этого защитного заземлителя создается некоторая зона рассеивания электрического тока в почве. То есть, зона поверхности, за пределами которой потенциал, что обусловлен токами защитного заземления на грунт, может быть принят условно за ноль.

Основная причина подобного явления лежит в том, что объем грунта, через который течёт электрический ток замыкания на почву, по мере удаления от защитного электрического заземлителя увеличивается, при этом происходит рассеивание тока по грунту. На расстоянии 20 метров и более от защитного заземлителя объем грунта так увеличивается, что действительная плотность электрического тока становится довольно малой, а электрическое напряжение между точками поверхности грунта и точками более удаленными не проявляет себя ощутимо.

Если мы с Вами измерим электрическое напряжение между точками, которые располагаются на некотором расстоянии в любом векторном направлении от защитного заземлителя, а после построим наглядный график прямой зависимости этих электрических напряжений от имеющегося расстояния до защитного заземлителя, то в результате появиться потенциальная кривая. Если поделить линию на промежутки по 0.8 метров, что будет соответствовать расстоянию человеческого шага, то его ноги могут оказаться в непосредственных точках различного электрического потенциала. Чем ближе к защитному заземлителю, тем электрическое напряжение между данными точками на поверхности грунта будет больше.

Слишком опасное шаговое напряжение может появиться неподалёку упавшего на поверхность земли и находящегося под небезопасным для жизни электрическим напряжением провода. В таком случае категорически запрещается приближаться к электрическому проводу, который лежит на поверхности земли, на расстояние ближе 8-10 метров. Напряжение шага отсутствует, если человек стоит, либо вне зоны растекания тока, либо на линии равного потенциала.

Наиболее опасные значения напряжения шага будут при малом расстоянии от защитного заземлителя, в том случае, когда человек своей одной ногой касается заземлителя, а другой ногой стоит на расстоянии шага от него. Это объясняется тем, что электрические потенциал вокруг защитного заземлителя равномерно распределяется по определённым вогнутым кривым, и значит, максимальный перепад разности потенциалов оказывается в начале этой кривой. Минимальные значения шагового напряжения будут при бесконечно дальнем удалении от электрического защитного заземлителя, то есть за пределами территории растекания электрического тока, примерно дальше 20 метров от центра электрического заземлителя. На территории, где располагаются электроды группового защитного заземлителя, шаговое напряжение будет немного меньше, по сравнению с применением одиночного заземлителя.

В случае попадании под шаговое напряжение появляются судорожные непроизвольные сокращения мышц ног человека (или животного). В данный момент заканчивается воздействие шагового напряжения на человека и появляется другая, более тяжелая ситуация: образуется новый путь протекания электрического тока — от рук к ногам, что порождает смертельную угрозу для жизни. Если Вы вдруг попали в зону действия шагового напряжения, в первую очередь следует выйти из этой зоны маленькими шажками (гусиным шагом).

P.S. Хуже всего то, что данное явление нельзя обнаружить сразу, если заранее не знаешь. Просто нужно быть достаточно внимательным, когда проходишь возле высоковольтных линий электропередач. Любой оборванный провод, лежащий на земле, должен сразу же насторожить и повысить ваше внимание. Лучше не испытывать судьбу, и не подходить близко к такому месту. Шаговое напряжение невидимо, но оно способно в считанные секунды забрать вашу жизнь! Будьте внимательны и осторожны с электричеством. Это опасно!

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.

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.

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:

Шаговое напряжение, что это такое? Электробезопасность

Здравствуйте, дорогие читатели. В этой статье мы вам расскажем, про шаговое напряжение, а так же рассмотрим правила перемещения в зоне шагового напряжения. И так начнём. 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.

   Шаговое напряжение

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. Шаговое напряжение зависит от удельного сопротивления грунта и силы протекающего через него тока.

Опасность шагового напряжения

Напряжение между двумя точками поверхности земли, от стоящими друг от друга на расстоянии шага (0,7-0,8 м), в зоне растекания токов замыкания в радиусе до 20 м случайно оборванного электрического провода, называется шаговым напряжением. Наибольшую величину шаговое напряжение будет иметь при подходе человека к упавшему проводу, а наименьшее — при нахождении его на расстоянии 20 м и более от него. При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю. В этот момент прекращается действие на человека шагового напряжения и возникает иная, более тяжелая ситуация: вместо нижней петли в теле человека образуется новый, более опасный путь тока, обычно от рук к ногам и создается реальная угроза смертельного поражения током. При попадании в область действия шагового напряжения необходимо выходить из опасной зоны минимальными шажками или прыжками на одной ноге.

Особо опасно шаговое напряжение для крупного рогатого скота, т.к. расстояние шага у этих животных очень велико и соответственно велико напряжение, под которое они попадают. Нередки случаи гибели скота от шагового напряжения.

Рядом с проводом высокого напряжения на поверхности земли в радиусе 8 метров образуется опасная зона, проводящая электрический ток – зона «шагового» напряжения.

Правила перемещения в зоне «шагового» напряжения

НЕЛЬЗЯ

Приближаться бегом или обычным шагом к лежащему проводу или человеку на земле!

НЕЛЬЗЯ

Отрывать подошвы от поверхности земли и делать широкие шаги!

Передвигаться следует только «гусиным шагом» — пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги.

НЕДОПУСТИМО

Прикасаться к пострадавшему или к металическим предметам без предварительного обесточивания!

НЕОБХОДИМО

Как можно быстрее отключить электричество с помощью выключателя, рубильника, вынуть вилку из розетки и т. д.

Способы защиты, электробезопасность

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).

При ударе молнии в дерево, молниеотвод или опору электропередач электрический ток поступает в землю и растекается в грунте во все стороны до нескольких десятков метров. В таких местах и может быть шаговое напряжение. То же самое происходит и возле упавшего на землю электрического провода, находящегося под напряжением. Представим себе, что разряд молнии пришелся в дерево, вблизи которого в это время стоял человек. Электрический ток молнии, попадая в землю и растекаясь в ней, проходит и под ногами человека. Если ноги расставлены, то ток входит в одну ногу и, пройдя через тело, уходит в землю через другую. Это и есть шаговое напряжение, в этом случае человек находится под шаговым напряжением.

Чтобы человек не подвергался воздействию тока, там где шаговое напряжение, необходимо все устройства защитного заземления размещать там, где нет людей. В частности, молниеотводы в сельской местности следует заземлять не ближе 4 метров от стен домов и обязательно их ограждать.

Во время грозы надо держаться подальше от опор электропередач, нельзя стоять вблизи высоких деревьев, особенно на открытой местности. Это необходимо и потому, что возле любого выделяющегося на поверхности земли предмета (дерево, мачта, опора ЛЭП, молниеотвод) во время грозы создаются условия, при которых молния устремляется именно к этому предмету, где может случиться шаговое напряжение. Как правило, она поражает все, находящееся в радиусе десятков метров.

При поражении молнией человека, там где произошло шаговое напряжение, пострадавшему надо обязательно сделать искусственное дыхание и закрытый массаж сердца. И немедленно доставить в лечебное учреждение или вызвать «скорую помощь».

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.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Шаговое напряжение и как от него уберечься

Порой простая прогулка по заброшенной стройке или пустырю невдалеке от высоковольтных ЛЭП может стать неожиданно опасной, если на земле окажется провод. По мере приближения к нему возрастает угроза поражения электрическим током из-за явления шагового напряжения. Сегодня мы объясним, что это такое, в чём состоит его ключевая опасность и как человеку необходимо действовать, если он уже оказался в радиусе поражения.

Особенно неприятен тот факт, что мы не способны заранее распознать потенциальную угрозу, поскольку не имеем рецепторов электромагнитного поля. В основном, осознание, что человек находится в опасной зоне, приходит только в тот момент, когда в теле начинаются неприятные ощущения, а на земле обнаруживается оголённый кабель или провод. Ошибкой также будет полагать, что в подобной ситуации проводник будет разбрызгивать искры и громко трещать – примерно в половине случаев утечка тока на землю происходит без видимых проявлений, а тихие периодические потрескивания можно расслышать только с критически близкого расстояния.

 

 

 

Сущность шагового напряжения

Объяснять всю опасность шагового напряжения следует прежде всего детям. Они много находятся на улице и часто попадают в места, куда взрослый человек никогда бы не пошёл. Необходимо научить их, что у электричества нет ни цвета, ни запаха, и даже самый высокий вольтаж может никак себя не проявлять. Как ребёнок, так и взрослый, должны понимать, что для попадания под шаговое напряжение касаться оборванного провода или устройства с неисправной изоляцией руками необязательно. Контакта через единственную опору, землю, может оказаться вполне достаточно.

Наиболее типичным источником рассматриваемой опасности является оголённый провод высоковольтной линии электропередач, упавший на землю. Сам термин «шаговое напряжение» довольно лаконично описывает суть явления: между двумя точками пространства образуется некая разность потенциалов, а сами эти точки являются местами прикосновения человеческих ног к земле при ходьбе. Напряжение шага очень сильно зависит от грунта, на котором развиваются события, его влажности, силы тока в цепи, дистанции до места падения кабеля и размаха самого шага. Считается, что широкий шаг в 80 см способен создать смертельно опасную разность потенциалов, а в зависимости от расстояния до провода на каждый, даже самый короткий шаг, может прийтись от пары десятков до пары тысяч вольт.

Если потенциально опасная ситуация с шаговым напряжением складывается на производстве, от трагических последствий людей должна уберечь защитная автоматика, однако на открытом пространстве ни на какие предохранители рассчитывать не стоит. Хотя говорить об абсолютных величинах применительно к рассматриваемому случаю и не приходится, специалисты утверждают, что вне зависимости от вольтажа, безопасный радиус всё же существует. На расстоянии в 20 метров от точки падения кабеля сопротивление грунта превышает его проводимость и человек имеет шанс вообще не ощутить никакого напряжения, даже если на самом деле крайне малые токи будут проходить через его организм.

Случаи падения кабелей на землю зачастую случаются после сильных бурь, гроз и ураганов. Природные катаклизмы валят деревья, а те, в свою очередь, падают на высоковольтные линии и рвут их. Конечно же, для подобных случаев предусмотрены средства защиты, однако никто не может дать Вам гарантии, что они сработали или также не повреждены бурей. В условно идеальном случае при обрыве провода на ближайшей питающей подстанции должна сработать релейная защита, обесточивающая проблемный участок. Тем не менее, системы электроснабжения в населённых пунктах устроены таким образом, чтобы после небольшой задержки от момента первичного срабатывания заново пустить ток по проводам. Такой механизм предусмотрен для того, чтобы исключить случайные отключения и автоматически восстанавливать питание. Кроме того, небольшая пауза позволяет высвободиться из-под действия электрического поля каким-либо животным или птицам, вызвавшим исходное замыкание. То есть, даже при формальной исправности всех систем, через которые проходит ток, провод вполне может оказаться под напряжением. Наконец, никто не гарантирует, что провода без изоляции не провиснут до такой степени, чтобы коснуться земли или ветвей деревьев, по которым потенциал с лёгкостью дойдёт до ствола и передастся на землю.

Если Вам удастся издалека увидеть провод, упавший на землю, оцените расстояние до него. Если оно более двадцати метров, на всякий случай спокойно отойдите ещё немного дальше назад и продолжайте свой путь по окружности, не уменьшая радиус. Наиболее критичным для ЛЭП свыше 1 кВ считается дистанция около 8 метров – здесь риск серьёзного поражения электротоком крайне велик. Когда речь идёт о локальной магистрали в частном секторе с напряжениями до 1000 В, критичный радиус уменьшается до пяти метров.

Следует не только понимать, но и помнить простое правило: ток быстрее человека. Покидать опасную зону быстро запрещается! Здесь нельзя бежать или пытаться ускорить свой выход из области поражения, увеличивая длину шага – всё с точностью до наоборот. Идеальный способ ходьбы в подобной зоне – «гусиный шаг», когда ноги ставятся друг за другом, пятка к носку, без отрыва друг от друга. Хотя со стороны это и может показаться смешным, а времени придётся потратить больше – забудьте об условностях. Описанная забавная походка может спасти Вашу жизнь!

 

 

 

Порой специалисты предлагают и другой, более быстрый способ эвакуации из опасной зоны – прыжки на одной ноге или солдатиком, на двух сомкнутых ногах. Хотя данный подход и имеет право на жизнь, поскольку точно так же, как и предыдущий, формирует всего одну условную точку касания к поверхности без образования разницы потенциалов, он несёт в себе дополнительные опасности. Представим, что после серии прыжков человек наскочит на камень или просто потеряет равновесие от усталости. Что он сделает в первую очередь? Правильно: попытается восстановить баланс, расставив ноги пошире или опустится на колени, упираясь руками в землю. Очевидно, что число точек касания станет больше, а расстояния между некоторыми из них могут превысить даже длину шага. Исходя из этого, мы всё же не рекомендуем второй способ и считаем гораздо более универсальным и безопасным медленный «гусиный шаг».

Если вокруг Вас находятся другие люди или расположены какие-либо объекты, постарайтесь избежать прикосновения к ним даже одеждой. Попытка помочь рукой другому человеку может для всех закончиться печально. Разумеется, это не означает, что, если Вы видите приближающегося к проводам пешехода следует смолчать. Предупредите его об опасности голосом, а также проинструктируйте, как надо себя вести или покажите своим примером, как следует покидать область под напряжением.

Ток от источника растекается по земле вокруг точки касания радиально. Эту картину можно изобразить в виде серии окружностей с увеличивающимся диаметром. И если по каким-либо причинам в достаточно удалённой от эпицентра зоне Вам необходимо стать на две ноги, как обычно, сделайте это, повернувшись к проводу под напряжением лицом, а не боком. Такое положение обеспечит Вам ситуацию, когда обе конечности будут находиться на условно одном радиусе с одинаковыми, а не существенно отличающимися электрическими потенциалами.

Более всего от шагового напряжения страдают крупные животные. Хотя их чувствительность к электромагнитному полю и больше, в современном мире так много видов излучений, что они начинают их игнорировать, не обходя опасные зоны. Особенно часто несчастные случаи с животными случаются в деревнях: коровы и козы попадают под действие шагового напряжения просто потому, что расстояние между их передними и задними ногами составляет больше метра. В таких условиях результатом почти всегда становится летальный исход, если только скоту не повезёт находиться на радиусе, где уровень напряжений на порядок ниже. Из самой опасной восьмиметровой зоны вывести животное нереально: оно не может ни прыгать, ни ходить на двух конечностях гуськом вместо четырёх. Попытка помочь (точно так же, как и в примере с пешеходом выше) однозначно приведёт к трагедии.

Всегда старайтесь трезво оценивать свой глазомер: если Вы не уверены, что преодолели двадцатиметровый барьер, пройдите гусиным шагом ещё несколько метров. Кроме того, принимайте во внимание погодные условия. Влажный грунт увеличивает радиус поражения как минимум на 20%. Особенно хорошо проводит ток мокрый асфальт: если есть возможность обойти опасную заасфальтированную область подальше, так и следует поступить. Во время дождя не только избежать опасности, но и вовремя заметить сам оголённый провод на земле может быть гораздо сложнее. Выходить из зоны при любой погоде следует одинаково, однако в ливень это нужно делать максимально долго, удалившись от кабеля на большое расстояние. Причём в случае возможности передвижения по более удобному ровному асфальту или грязной земляной жиже, первые 10-15 метров имеет смысл преодолевать на однородной поверхности, а последующие – по земле. Так Вас от источника будет гарантированно отделять достаточный объём грунта, способный принять в себя любой потенциал, в отличие от асфальта.

Напоследок здесь важно отметить, что усугубить ситуацию способны и другие, менее очевидные факторы. Проводимость человеческого организма в данном контексте имеет существенное значение и изменяться она может по разным причинам. Для детей, заведомо обладающих меньшим весом тела, опасность шагового напряжения выше, чем для взрослых. В дождь ток проводит не только та вода, что разлита по поверхности земли, но и та, которая намочила Вашу одежду и обувь. Кроме того, зафиксировано множество случаев, когда люди, попросту вспотевшие от летней жары, получали серьёзные и даже смертельные электроудары, находясь в зоне с напряжением всего в пару-тройку десятков вольт.

 

 

 

Как распознать опасность и что делать после выхода из опасной зоны?

Нередко зону обрыва можно распознать издалека по отсутствию искусственного освещения в тёмное время суток. Если Вы каждый день ходите по одной и той же дороге, то чётко знаете, где расположены фонарные столбы или подвесные уличные светильники. Увидев, что они не работают все сразу, Вы вряд ли решите, что они одновременно перегорели – скорее всего, участок обесточен. И если недавно была гроза, то это вполне может случиться из-за того, что провода оборваны.

Не все люди в своей жизни попадали под действие электротока даже в бытовых условиях, а потому могут не сразу осознать, что, идя по улице, испытывают шаговое напряжение. Совершенно логично, что поражение ощущается снизу-вверх: сначала в ногах чувствуется покалывание, затем оно переходит в зуд, а в мышцах начинаются непроизвольные спазмы. Если человек зашёл слишком далеко в опасную область, вполне может начаться сильная боль в ногах, сопровождающаяся мышечным тремором и частичной невозможностью управлять конечностями. Зачастую ток идёт по кратчайшему пути «нога-таз-нога» и не поднимается выше пояса, что оставляет большие шансы на нормальное функционирование рук, лёгких, сердца и мозга. Главное – вовремя сориентироваться и не становиться на четвереньки, а наоборот попытаться встать на ноги. Старайтесь подниматься, держа пятки или носки вместе, в контакте, не опираясь при этом ни на что руками.

Покидая опасную область, не торопитесь: даже в случае мышечного спазма каждый последующий шаг от эпицентра будет даваться Вам легче, поскольку парализующее действие тока ослабеет с расстоянием. Добравшись до безопасного места, проверьте своё самочувствие: продолжают ли дрожать конечности, нет ли онемения, ощущается ли головная боль или головокружение. Имеет смысл произнести вслух несколько предложений – например, вспомнить школьное стихотворение. Это даст понимание, не повреждены ли мозг и речевой аппарат. Небольшая боль в мышцах может ещё некоторое время сохраняться, однако сердечный ритм должен довольно быстро прийти в норму. Дыхание в обычной ситуации также стабилизируется за пару минут. Статистика гласит, что в 80% случаев правильные действия позволяют пережить шаговое напряжение без последствий для здоровья.

Шаговое напряжение что это такое

Определение опасности

Что такое шаговое напряжение — это напряжение, которое может возникнуть вблизи от упавшего рабочего провода или кабеля, растекаясь по поверхности земли и создавая опасный потенциал между двумя точками, на расстоянии одного шага человека (обычный шаг взрослого мужчины около 80 см). В зависимости от напряжения и расстояния до точки контакта провода и нахождении человека эта величина может достигать от десяти до нескольких тысяч вольт на один шаг.

Часто, после бури упавшие деревья ложатся на воздушные линии, обрывая провода или ломая опоры кидают ВЛ на землю, создавая таким образом причину данного явления, и опасность возникновения потенциала в зоне возможного поражения. Во время таких аварий отключение на подстанции происходит в несколько этапов. Сначала автоматически подается повторно напряжение, проверяя устранилась ли причина. Это нужно в том случае, если возможно причина самоустранилась, освободив линию из своих ветвей или лап в случае мелких животных или птиц, которые по неосторожности перекрыли воздушный изолятор. Нет гарантии что автоматика отработает четко, определив обрыв или провисание провода с качающейся веткой и обесточив линию.

Пересекая линии электропередач убедитесь в отсутствии на вашем пути свисающих проводов и лежащих на деревьях кабелей. По стволу также расходится ток, создавая потенциал вокруг него.

Пример опасной ситуации вы можете просмотреть на видео:

Наглядное действие дерева на ЛЭП

Примечания

1. Что такое шаговое напряжение
2. Манойлов В.Е.
   10-5. Учёт неоднородности грунта при расчётах простых и сложных заземлителей // Основы электробезопасности. — Ленинград: Энергия, 1976. — С. 275. — 344 с. — 70 000 экз.
3. Духанин Ю. А., Акулин Д. Ф.
   § 5. Условия поражения электрическим током // Техника безопасности и противопожарная техника в машиностроении. — Москва: Машиностроение.
4. Манойлов В.Е.
   3-1. Распределение электротравм по напряжениям установок // Основы электробезопасности. — Ленинград: Энергия, 1976. — С. 54—63. — 344 с. — 70 000 экз.
5. Лошадиная авария :: Класс!ная физика
6. https://alexkonovlov.blogspot.com/2011/02/blog-post_18.html

Причины возникновения шагового напряжения

Что это такое шаговое напряжение, и как происходит его возникновение? Чтобы ответить на эти вопросы, надо понимать действие электрического поля в зоне заземления источника тока. Заземлитель (упавший провод или кабель) распространяет вокруг себя электрический потенциал в виде конуса, вершина которого уходит вверх к точке соприкосновения проводника с землёй.

Степени опасности ШН

На поверхности грунта образуется электрическое поле в виде круга с определённым радиусом, точки которого обладают разной величиной потенциала. По мере увеличения расстояния от заземлителя сила тока падает. Чем больше длина между точками зоны поражения, тем больше разница потенциалов, значит, больше пошаговое напряжение.

Безопасный выход из зоны поражения

Безопасным считается расстояние более 20 метров от источника высокого потенциала. Несмотря на это, считается, что максимальный радиус поражения шагового напряжения составляет 8 метров, если в месте обрыва опасное напряжение составляет выше 1000 вольт и 5 метров, если значение не превышает 1000 вольт. В то же время начиная с 380 В и выше, напряжение считается опасным, т.к. способно вызвать такой шаговый потенциал.

Чтобы покинуть опасную зону, безопасно выйти, не нужно быстро бежать, делая длинные шаги. Шаговое напряжение увеличивается при увеличении длины шага, и наоборот. Пока ноги рядом угрозы для жизни не возникнет. Выходить из зоны высокого электрического потенциала нужно, переступая с ноги на ногу, делая небольшой шаг в пределах размера ступни (такое перемещение еще называют гусиным шагом).

Ни в коем случае не пробуйте выпрыгнуть из зоны поражения на одной ноге. Такой способ выхода конечно действенный, но если вы упадете на руки либо локти, возникнет шаговое напряжение более высокой величины, что может сразу же привести к летальному исходу.

Какая опасность напряжения шага

Максимальное значение ШН определяется при наибольшем приближении человека к лежащему на земле проводу, а минимальное — при удалении его на дистанцию 20 м и дальше. При поражении шаговым напряжением начинаются судороги ножных мускул ног, из-за чего пострадавший падает на почву.

В это мгновение кончается действие шагового напряжения и появляется еще одна, наиболее страшная опасность: взамен нижней петли в теле пострадавшего создается другой, наиболее угрожающий путь электротока, как правило — от рук к ногам, через все жизненно важные органы, тем самым появляется угроза поражения электротоком со смертельным исходом.

Важно! Не менее опасным шаговое напряжение является для крупных домашних животных, поскольку размер хода у них большой и, следовательно, создается громадный размер разности потенциалов, воздействующих на них.

Опасность ШН

Коварство ШН состоит в бесконтактном поражении жертвы — для получения «удара» не обязательно касаться электроприбора. А после попадания в зону ШН покинуть ее самостоятельно бывает почти невозможно. Грунт обладает собственным удельным напряжением, поэтому удар током можно получить, просто проходя мимо.

При попадании в область поражения человек начинает испытывать непроизвольные судороги ножных мышц и падает. На этом «нижняя петля» прекращает действовать, и ситуация становится гораздо тяжелее. Ток начинает течь от рук к ногам, воздействуя на все тело и его мышечные группы. Длительное пребывание в такой зоне после падения способно привести к гибели человека или другого живого существа.

Напряжение шага особенно опасно для крупного рогатого скота. У КРС велика дистанция шагов, поэтому эти животные подвергаются воздействию гораздо большего напряжения. Случаи гибели скота от ШН довольно часты.

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.

Вопрос 7. Что понимается под напряжением прикосновения?

Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного	Правильный ответ
Напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека
Напряжение, возникающее при протекании тока по проводнику между двумя точками
Напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека
Напряжение между двумя точками электрической цепи с разным потенциалом

Вопрос 8. Какие плакаты из перечисленных относятся к запрещающим?

Не включать! Работают люди.	Правильный ответ
Стой! Напряжение.
Не влезай! Убьет.
Осторожно! Электрическое напряжение.

Вопрос 9. К какому виду плакатов безопасности относится плакат с надписью «Осторожно! Электрическое напряжение»?

К запрещающим
К предупреждающим	Правильный ответ
К предписывающим
К указательным

Вопрос 10. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока, протекающего через тело человека, следует считать:

20 мА
40 мА
60 мА
100 мА	Правильный ответ

Допущено ошибок:

Результат тестирования :________________________

При проведении тестирования нарушений его порядка не зафиксировано

Ответственный за проведение тестирования

Тестируемый /______________________________/

ЭБ 141.1 Аттестация электротехнического и электротехнологического персонала по электробезопасности (II группа допуска)

_____________________________________________________________________________

(Ф.И.О.Тестируемого)

Дата проведения тестирования: «____»__________ 20_ г.

Допустимое количество ошибок 2

Билет 15

Вопрос 1. Какое напряжение должно применяться для питания переносных (ручных) светильников, применяемых в помещениях с повышенной опасностью?

Не выше 12 В
Не выше 42 В
Не выше 50 В	Правильный ответ
Не выше 127 В

Вопрос 2. Как классифицируются электроинструмент и ручные электрические машины по способу защиты от поражения электрическим током?

Делятся на 4 класса — нулевой, первый, второй и третий	Правильный ответ
Делятся на 3 класса — первый, второй и третий
Делятся на 4 класса — первый, второй, третий и четвертый
Делятся на 3 класса — нулевой, первый и второй

Вопрос 3. Кто осуществляет государственный надзор за соблюдением требований правил и норм электробезопасности в электроустановках?

МЧС
Ростехнадзор	Правильный ответ
Главгосэнергонадзор
Роспотребнадзор

Вопрос 4. Сколько существует групп допуска по электробезопасности?

Три
Четыре
Пять	Правильный ответ
Шесть

Вопрос 5. На какой срок выдается наряд на производство работ в электроустановках?

Не более 5 календарных дней со дня начала работы
Не более 10 календарных дней со дня начала работы
Не более 15 календарных дней со дня начала работы	Правильный ответ
Не более 20 календарных дней со дня начала работы
На все время проведения работ

Вопрос 6. Кто допускается к выполнению электросварочных работ?

Работники, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний, имеющие соответствующие удостоверения и группу по электробезопасности не ниже II	Правильный ответ
Работники, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний, имеющие соответствующие удостоверения и группу по электробезопасности не ниже III
Работники, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний, имеющие соответствующие удостоверения и группу по электробезопасности III или IV
Работники, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний безопасности выполнения работ

Вопрос 7. Какие объекты относятся к обычным объектам по степени опасности поражения молнией?

studlib.info

Лошадиная авария

В 1928 году в Ленинграде произошла авария, вошедшая в учебники под названием «лошадиной»[5].

Посреди площади, вымощенной деревянными шестиугольниками, стоял чугунный колодец с разъединителем на 2000 вольт. Однажды в колодце растрескался изолятор, и разъединитель повис на проводе в нескольких сантиметрах от стенки. Прошёл дождь, и мостовая стала проводящей и податливой. Когда рядом с колодцем проехала гружёная телега, мостовая прогнулась — и провод замкнуло на колодец.

Людей, чья длина шага не превышала метра, просто било током. А лошадь, с её полутораметровым корпусом и железными подковами, убило насмерть. Мостовая была под напряжением в течение двух секунд, после чего на подстанции сработал «автомат».

Неожиданная гибель лошади вызвала интерес людей, прибыл конный патруль. Телегу оттащили, и короткое замыкание прекратилось. В это время дежурный по подстанции проверил сопротивление изоляции и, посчитав отключение ложным, подал ток. Разъединитель с колодцем образовали электрическую дугу, и на мостовой снова возникло шаговое напряжение, погибли две милицейские лошади.

Повторно подать ток дежурный не имел права, так что ущерб ограничился тремя убитыми лошадьми.

В 2011 году сходная авария случилась на английском ипподроме в графстве Беркшир, причиной стал ветхий подземный кабель. Убитые лошади носили стальные подковы, а подкованные алюминием выжили[6].

Чем опасен оборванный провод

Оборванный провод или кабель под напряжением опасен тем, что его присутствие никак не ощущается: нет ни запаха, ни звука. Только визуально можно определить наличие опасной ситуации.

По мере приближения к несанкционированному источнику электроэнергии, не видя его, можно ощутить первый признак ШН – лёгкое покалывание в нижних конечностях и небольшой зуд по всему телу. При возникновении этих ощущений нужно развернуться на 1800 и покинуть подозрительное место.

Средства защиты

Чтобы избежать аварийных ситуаций, связанных с пробоем высокого напряжения в местах пребывания людей, применяются средства защиты как индивидуального, так и общего назначения. К необходимым индивидуальным предметам, ограждающим от опасного воздействия электроэнергии, относятся:

• специальные комбинезоны;
• перчатки;
• диэлектрическая обувь;
• шлемы из пластика.

Защита от шагового напряжения общего характера представляет собой средства аварийной автоматики. Современные системы автоматического контроля мгновенно реагируют на утечку электроэнергии и отключают линию, где это произошло.

Расчет напряжения прикосновения и шага

При выполнении анализа системы заземления очень важно оценить безопасность персонала и населения на объекте электроснабжения. Во время замыкания на землю напряжение системы заземления и окружающей почвы повышается, что описывается как повышение потенциала земли. Опасные условия могут возникнуть для людей, поскольку напряжение варьируется от оборудования к различным точкам почвы, характеризуемое как напряжение прикосновения или опасность скачка напряжения.

Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения определяется как разность потенциалов между повышением потенциала заземления заземляющей сети или системы и поверхностным потенциалом в точке, где человек может стоять, в то же время имея руку в контакте с наземной конструкцией.

Пример касания: у ног человека напряжение 800 В, поэтому при контакте с оборудованием на 1000 В возникает напряжение прикосновения 200 В.

Напряжение ступени

Разница в поверхностном потенциале, которую может испытать человек, преодолевая расстояние в 1 м (3 ‘) ногами, не касаясь заземленного объекта.

Пример ступени: человек идет одной ногой при напряжении 900 В, а другой — при 800 В, в результате чего возникает ступенчатое напряжение 100 В.

Оценка напряжения прикосновения и шага

В случае замыкания на землю невозможно устранить напряжение прикосновения или ступенчатое напряжение, поскольку ток будет проходить все пути, чтобы вернуться к своему источнику. К счастью, в мире существует несколько руководств и стандартов, которые предоставляют методы для оценки допустимого напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения. Основное внимание в этих документах уделяется расчетам для определения напряжения, при котором человек, вероятно, переживет это испытание, имея в виду, что минимальный ток, протекающий через сердце, может вызвать фибрилляцию.Если анализ показывает, что допустимые напряжения превышают допустимые величины, существует множество подходов к их снижению, например:

• Расширение или увеличение системы заземления для уменьшения повышения потенциала земли.
• Установка дополнительного заземлителя для уменьшения перепада напряжений на поверхности почвы и оборудовании.
• Добавление или расширение материала поверхностного слоя с высоким удельным сопротивлением, такого как измельченный чистый гравий или асфальт, для уменьшения тока через человека на поверхности.
• Ускорение времени сброса защитных настроек для уменьшения продолжительности разряда.
• Добавление физических барьеров для ограничения доступа к возможным опасным местам.
• Использование средств индивидуальной защиты для создания зон уравнивания потенциалов и / или повышения сопротивления персонала.

Каждая станция уникальна, и правильный подход — это инженерное проектное решение для снижения и ограничения рисков.

Понимание шага и потенциала касания

Наступает 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 потенциал шага и касания?
Чтобы понять потенциал шага и касания, нам сначала нужно понять, как энергия рассеивается через проводящие объекты. В условиях обрыва полюса или обрыва 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 электроснабжения.Дерево обычно считается изолятором, 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 по мере того, как энергия движется по земле.

Шаговый потенциал
Когда ток течет от электрического провода 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 проверено обесточивание.
• Никогда не подходите 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 возникнуть 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 покинуть какое-либо оборудование из-за пожара или по другим причинам безопасности, постарайтесь полностью отпрыгнуть, следя за тем, чтобы вы не касались 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 при шторме, 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. Имеет более чем 28-летний опыт работы в атомной и ветроэнергетической отраслях. производство электроэнергии и распределение электроэнергии и газа.

энергетика — Повышение потенциала земли, напряжение прикосновения, ступенчатое напряжение

В области электротехники на подстанциях и линиях электропередачи заземляющие сети предназначены для защиты людей от поражения электрическим током.

При более внимательном рассмотрении поведения земли (грунта) в случае протекания тока в сеть заземления в результате короткого замыкания важны перечисленные ниже ситуации.

Повышение потенциала земли (EPR) или повышение потенциала земли (GPR):

Поскольку импеданс земли не равен нулю, ток через землю создает разность потенциалов между точкой, где ток входит в землю (через сеть заземления), и удаленной точкой. Следовательно, наибольшая разность потенциалов между удаленной точкой и точкой, где ток входит в землю.Этот эффект называется повышением потенциала земли (EPR) или повышением потенциала земли (GRP).

Георадар

является проблемой при проектировании систем электроснабжения, поскольку высокое повышение потенциала может представлять опасность для людей и / или оборудования. Поскольку ток, протекающий по желобу, определяет уровень опасности, необходимо принимать во внимание многие факторы, такие как: доступный ток повреждения, тип почвы, влажность почвы, температура, нижележащие слои горных пород и время очистки для устранения неисправности.

Напряжение прикосновения:

Если заземление между металлическим предметом и землей имеет высокое сопротивление (обычное для некоторых почвенных условий), сам объект и любой проводящий предмет (человек), касающийся объекта, могут быть под напряжением.Напряжение прикосновения — это потенциал между объектом, находящимся под напряжением, и ступнями человека, стоящего на земле и касающегося объекта, находящегося под напряжением.

Напряжение ступени:

Когда ток течет от объекта под напряжением к земле, потенциал земли повышается на объекте, и возникает градиент напряжения в зависимости от удельного сопротивления земли, что приводит к разнице потенциалов между любыми двумя точками на земле. Это называется ступенчатым потенциалом, поскольку он может вызвать разницу в напряжении между ногами человека.Чем дальше человек стоит от объекта под напряжением (точки, где ток течет в землю), тем меньше ступенчатое напряжение и, следовательно, опасность для человека.

На (высокой) мощности и подстанциях принимаются меры по снижению риска (высоких) прикосновений и скачков напряжения путем размещения изоляционного материала (гальки) поверх почвы. Это снижает опасность поражения электрическим током от тока, протекающего через человека в результате прикосновения или ступенчатого напряжения.

Pololu — повышающие / понижающие регуляторы напряжения

Преобразователи

Buck-boost и SEPIC работают с входными напряжениями, которые выше, равны или ниже регулируемого выходного напряжения, что делает их особенно подходящими для приложений с батарейным питанием, в которых напряжение батареи начинается выше желаемого выходного напряжения и падает ниже цели по мере разряда батареи.Для приложений, где входное напряжение всегда будет значительно выше или ниже выходного, рассмотрите возможность использования понижающих или повышающих регуляторов. В следующей таблице приведены некоторые ключевые характеристики регуляторов в этой категории:

Регулятор	Выходное напряжение (В)	Типичный максимальный выходной ток	Диапазон входного напряжения	КПД типовой	Размер	Цена
# 4082: S13V30F5	5 В	3 А	2.8 В — 22 В	85% — 95%	0,9 ″ × 0,9 ″	$ 12.95
Семейство S18V20Fx	5, 6, 9, 12, 24 4-12 9-30	2 А	2,9 В — 30 В	80% — 90%	0,825 ″ × 1,7 ″	с 22,49 долл. США до 26,95 долл. США
Семейство S9V11x	2,5 В — 9 В	1,5 А	2 В — 16 В (1)	85% — 95%	различные	$ 14.95 к 14,95 долл. США
# 2118: S7V8A	2,5 В — 8 В	1 А	2,7 В — 11,8 В	80% — 95%	0,45 дюйма × 0,65 дюйма	$ 5.95
# 2122: S7V8F3	3,3 В	1 А	2,7 В — 11,8 В	80% — 95%	0,45 дюйма × 0,65 дюйма	$ 5.95
# 2123: S7V8F5	5 В	1 А	2.7 В — 11,8 В	80% — 95%	0,45 дюйма × 0,65 дюйма	$ 5.95
# 2119: S7V7F5	5 В	1 А	2,7 В — 11,8 В	80% — 95%	0,35 дюйма × 0,475 дюйма	$ 4,95
# 2095: S10V3F9	9 В	0,3 А	2,5 В — 18 В	70% — 80%	0,4 ″ × 0,575 ″	$ 14.95
# 2096: S10V2F12	12 В	0.2 А	2,5 В — 18 В	70% — 80%	0,4 ″ × 0,575 ″	$ 14.95

1 Семейство S9V11x имеет минимальное пусковое напряжение 3 В, но после запуска оно может работать до 2 В.

Сравнить все товары в этой категории

Подкатегории

Повышающие / понижающие стабилизаторы

S9V11x могут выдавать напряжения выше, равные или ниже их входных напряжений до 1,5 А. Диапазон выходных напряжений составляет от 2.От 5 до 9,0 В, входной диапазон от 2,0 до 16 В (с некоторыми ограничениями). Регулируемые версии оснащены многооборотными подстроечными потенциометрами.

Повышающие / понижающие стабилизаторы

S18V20x могут выдавать напряжения выше, равные или ниже их входных. Они могут выдавать до 2 А, когда входное напряжение близко к выходному. Диапазон выходных напряжений от 4 В до 30 В, входных диапазонов от 3 В до 30 В.

---

Продукция в категории «Повышающие / Понижающие регуляторы напряжения»

Этот мощный синхронный импульсный повышающий / понижающий стабилизатор эффективно вырабатывает 5 В при входном напряжении между 2.8 В и 22 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно варьироваться, например, с батареями, которые запускаются выше, но разряжаются ниже 5 В. Размер платы составляет 0,9 ″ × 0,9 ″. , имеет типичный КПД от 85% до 95% и может обеспечивать постоянные выходные токи от 2 до 4 А в зависимости от входного напряжения. Регулятор также имеет защиту от обратного напряжения и дополнительный вход включения, который можно использовать для перевода регулятора в состояние пониженного энергопотребления с потребляемым током менее 10 мкА на вольт на VIN.

Импульсный повышающий / понижающий стабилизатор S7V8A эффективно обеспечивает регулируемый выходной сигнал от 2,5 В до 8 В при входных напряжениях от 2,7 В до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где Напряжение источника питания может сильно различаться, как и в случае батарей, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжения. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может выдавать от 500 мА до 1 А при большинстве комбинаций входных и выходных напряжений.

Импульсный повышающий / понижающий стабилизатор S7V8F3 эффективно вырабатывает фиксированное выходное напряжение 3,3 В при входных напряжениях от 2,7 В до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно различаются, как и в случае батарей, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжения. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может выдавать от 500 мА до 1 А в большей части диапазона входного напряжения.

Импульсный повышающий / понижающий стабилизатор S7V8F5 эффективно выдает фиксированное выходное напряжение 5 В при входных напряжениях от 2,7 до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно различаются, как и в случае батарей, которые запускаются выше, но разряжаются ниже регулируемого напряжения. Компактный (0,45 ″ × 0,65 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может выдавать от 500 мА до 1 А в большей части диапазона входного напряжения.

Импульсный повышающий / понижающий стабилизатор S7V7F5 эффективно вырабатывает 5 В при входных напряжениях от 2,7 до 11,8 В. Его способность преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно варьироваться, как и батареи, которые запускаются выше, но разряжаются ниже 5 В. Очень компактный (0,35 ″ × 0,475 ″) модуль имеет типичный КПД более 90% и может обеспечивать ток до 1 А при понижении и около 500 мА при повышении.

В этом импульсном стабилизаторе используется топология SEPIC для выработки 9 В при входном напряжении от 2,5 В до 18 В. Широкий диапазон входного сигнала в сочетании с его способностью преобразовывать как более высокие, так и более низкие входные напряжения делают его полезным для приложений, в которых напряжение источника питания может изменяться. в значительной степени, как и с батареями, которые запускаются выше, но разряжаются ниже 9 В. Компактный (0,4 ″ × 0,575 ″) модуль может обеспечить более 300 мА в типичных приложениях.

Этот импульсный стабилизатор использует топологию SEPIC для получения 12 В при входном напряжении между 2.5 В и 18 В. Широкий диапазон входных напряжений в сочетании с возможностью преобразования как более высоких, так и более низких входных напряжений делает его полезным для приложений, где напряжение источника питания может сильно варьироваться, например, с аккумуляторами, которые начинаются выше, но разряжаются ниже 12 В. Компактный (0,4 ″ × 0,575 ″) модуль может подавать более 200 мА в типичных приложениях.

Почему напряжение повышается только для понижения?

Электроэнергия состоит из двух компонентов: напряжения и тока.

Мощность = Напряжение x Ток

После выработки электроэнергии на электростанции ее напряжение повышается повышающим трансформатором.Затем мощность передается по линиям электропередачи в район, где она будет управлять домами, офисами и фабриками. Но перед тем, как попасть в район, напряжение в электросети понижается с помощью понижающего трансформатора.

Но почему?

Почему увеличивают напряжение питания, чтобы потом его понизить?

Мы хотим, чтобы как можно больше энергии, производимой заводом, доставлялось в окрестности, но мы теряем часть энергии в пути. Когда мощность проходит по линиям, трение превращает электрическую энергию в тепловую, которая рассеивается в воздухе, окружающем линии.2)

рэнд

Потери мощности экспоненциально возрастают с увеличением тока. Поэтому мы хотим, чтобы наш ток был как можно более низким, не уменьшая при этом передаваемую мощность. Пока мы увеличиваем напряжение на величину, пропорциональную уменьшению тока, мы сохраняем мощность на том же уровне.

Мощность = Напряжение x Ток

Вот почему мы увеличиваем напряжение питания на повышающем трансформаторе перед тем, как отправить питание по соседству.Повышенное напряжение позволяет снизить ток, что значительно снижает потери мощности. Когда питание завершает свой путь, мы уменьшаем его напряжение на понижающем трансформаторе, чтобы сделать его более безопасным и более удобным для использования в окрестностях.

Еще одна вещь

Помимо минимизации потерь мощности, более низкий ток позволяет передавать мощность по более тонким электрическим линиям, которые дешевле, чем более толстые.

Таким образом, минимизация тока экономит деньги не только за счет минимизации потерь мощности, но и за счет минимизации затрат на строительство.Вот почему напряжение повышается только для того, чтобы понизить его.

Том Рафферти, BSEE, менеджер по развитию бизнеса

Шаг напряжения и напряжение прикосновения

При прерывании связи с землей (замыкание на землю) электрический ток, протекающий через систему заземления к заземляющему стержню или другой системе заземления (металлическая конструкция, заземляющий провод), возвращается к источнику электроэнергии. Возможность протекания электрического тока может возникать по земле на определенном расстоянии от точки, где земля получает усиление или напряжение.Электрический ток будет следовать в секции, ближайшей к проводникам утечки тока повреждения.

Шаг напряжения (ступенчатый потенциал), вызванный протеканием тока короткого замыкания через землю. Чем ближе персонал к заземляющему стержню или заземленному устройству, тем больше концентрация потоков и больше напряжение или электрический потенциал. Поток электрического тока создает падение напряжения (падение напряжения) из-за электрического тока, протекающего через землю, и стойку для обслуживания человека или персонала с широкой ступенькой, как показано на Рисунке 1.6, становится частью моста падения напряжения, который создает путь, параллельный потоку электрического тока,

Чем больше ширина шагов персонала, тем большую разницу напряжений воспринимает персонал. Чтобы защитить себя или избежать опасности для персонала, подвергающегося воздействию скачка напряжения, который работает в эквипотенциальной зоне, лучшую защиту можно сделать просто: всегда остерегайтесь любого скачка напряжения. Что касается случайного выбора, то другой персонал, не имеющий отношения к беспорядку, который стоит на земле, был предупрежден, чтобы он держался подальше от места замыкания на землю.

Рисунок 1.6 Шаг напряжения

Это означает, что персонал, который стоял рядом с точкой возникновения токов КЗ, если ток КЗ потечет на землю, вызовет большую разность потенциалов между ногой и ступней. Разница потенциалов будет уменьшаться в областях дальше от точки прерывания.

Рисунок 1.7 Шаг величины напряжения

Voltage Touch
Напряжение прикосновения является источником тех же проблем, что и скачок напряжения (ступенчатый потенциал) — см. Рисунок 1.9. относительно прерывания протекания тока напряжения прикосновения (тока короткого замыкания) к земле, вызванного разностью напряжений между точкой контакта с землей и соседними проводящими конструкциями.

Рисунок 1.9 Voltage Touch

Испытание двигателей с повышенным напряжением постоянного тока и импульсным перенапряжением

Забудьте о спорах. Очевидно, что эти тесты являются неразрушающими по своей природе. Понимание преимуществ этих методов над другими может сделать их мощными инструментами в вашей программе PdM.

Прежде чем какая-либо компания исследует контрольно-измерительные приборы для электрического профилактического обслуживания (PdM), она должна знать прочность изоляции своего оборудования, напряжения, которым его двигатели подвергаются ежедневно, как обычно выходит из строя двигатель и где обычно возникают эти неисправности. Только тогда вы действительно сможете принять решение о том, какое электрическое оборудование PdM будет наиболее подходящим для вашей работы.

Как обычно выходит из строя двигатель
Статор двигателя имеет две основные изоляционные системы, которые включают в себя заземляющую стенку и межвитковую изоляцию.Когда эта изоляция находится в хорошем состоянии, она может выдерживать обычные ежедневные скачки напряжения, возникающие во время пуска и останова. Со временем эта изоляция ухудшится в результате механического движения обмоток, переходных процессов крутящего момента, тепла, загрязнения и других загрязнений окружающей среды. Когда диэлектрическая прочность этой изоляции падает ниже скачков входящего напряжения, появляется еще один механизм отказа: озон.

Озон — очень агрессивный газ, который быстро портит изоляцию.Несмотря на то, что двигатель будет продолжать работать при появлении этого механизма отказа, поскольку он видит постоянные всплески напряжения, скорость износа будет увеличиваться. В конце концов, диэлектрическая прочность изоляции упадет ниже рабочего напряжения или ухудшится до такой степени, что медный провод будет соприкасаться по очереди. На этом этапе возникло межвитковое или твердосплавное короткое замыкание.

Согласно «Переходной модели для индукционных машин с повреждениями обмотки статора», написанной для IEEE Рангараджаном М.Таллам, Том Г. Хабетлер и Рональд Г. Харли, когда возникает жестко сваренное межвитковое замыкание, закороченные обмотки создают высокие циркулирующие токи. Эти токи, которые могут быть порядка 16–20 ампер полной нагрузки, создают чрезмерное тепло, которое изоляция не может выдержать. Это сильное тепло быстро прожигает изоляцию, вызывая отказ двигателя в течение нескольких минут.

В исследовании, проведенном доктором Эрнесто Виденбругом в Университете штата Орегон, был рассмотрен двигатель, специально разработанный с межвитковым замыканием, путем установки двух проводов, соединенных для включения одного и двух одинаковых фаз.Затем эти провода были выведены на выключатель. Двигатель был помещен на динамометр и работал с нагрузкой около 80%. При включении межповоротного короткого замыкания через переключатель, мотор начал заметно дымить в течение 45 секунд. Хотя большинство двигателей не будут работать долго с межвитковым коротким замыканием, существуют некоторые исключения. Двигатель с высоким сопротивлением или плавающим заземлением будет работать с закороченной фазой, но как только закорачивается вторая фаза, двигатель катастрофически выйдет из строя.

Рекомендуемые испытания Испытания, перечисленные на следующей странице, рекомендуются для автономных полевых испытаний:

• Обмотка по методу Кельвина
• Мег-Ом
• Индекс поляризации (PI)
• Шаг напряжения
• Скачок

Каждый из этих методов испытаний оценивает отдельную секцию двигателя.Даны краткие описания первых трех тестов, чтобы предложить полный набор тестовой информации. Однако природа высоковольтных испытаний и необходимость методов ступенчатого напряжения и импульсного перенапряжения остаются в центре внимания данной статьи.

Обмотка по методу Кельвина…
Обмотка по методу Кельвина измеряет сопротивление медного провода в цепи двигателя. Если тестируется в приложении PdM, тест обычно выполняется из Центра управления двигателем (MCC).Этот тест обнаруживает проблемы с пропущенными соединениями, короткими замыканиями, размыканиями, несбалансированным числом витков в одной фазе на другую и медью разного диаметра в одной фазе на другую. Этот тест очень ценен и должен выполняться для профилактического обслуживания, поиска и устранения неисправностей и обеспечения качества.

Тест мегомов…
Тест мегомов прикладывает потенциал постоянного тока (обычно рабочее напряжение) к обмоткам, удерживая корпус на земле. В таблице I показаны рекомендуемые испытательные напряжения для двигателей с различным классом напряжения.Для поиска заземленных двигателей обычно используется мегомное тестирование. Это также очень ценный инструмент PdM для поиска мокрых и грязных двигателей. Обычно он не используется для контроля качества из-за низкого уровня напряжения, при котором проводится испытание.

Тест индекса поляризации (PI)…
Этот тест очень похож на мегомный тест, но выполняется в течение 10 минут. В течение этого периода времени молекулы в бумажной подложке с прорезями поляризуются. Когда молекулы поляризуются, значения сопротивления изоляции должны увеличиваться в течение 10-минутного периода.Если сопротивление увеличивается в течение этого времени, это свидетельствует о хорошей изоляции грунтовых стен без влаги и загрязнений.

Испытания изоляции
До сих пор мы обсуждали только испытания низкого напряжения. После успешного завершения этих испытаний известно следующее: сопротивление обмотки уравновешено. Это означает, что в двигателе нет коротких замыканий, обрывов или пропущенных соединений, а мегом и PI указывают, что двигатель и чистый, и сухой. Однако эти испытания до сих пор не подтвердили, что двигатель может запускаться или работать в течение любого периода времени.Основная причина проведения профилактического обслуживания двигателя — узнать, будет ли он продолжать обеспечивать бесперебойную работу. Поскольку низковольтные испытания не проводятся при обычном для двигателя напряжении, они не могут предоставить эту информацию.

Во многих статьях обсуждались скачки напряжения, которые наблюдаются двигателями при запуске и останове. Как указано в статье B.K. Гупта, Б.А. Ллойд, Г. Стоун и С.Р. Кэмпбелл (IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol.EC-2, No. 4, December 1987), эти скачки напряжения могут составлять порядка 5 ед. (На единицу):

Рассчитывая эту формулу для трехфазного двигателя 480 В, PU будет 391,9 В, или приблизительно 1960 В при запуске. По логике вещей, если двигатель испытывается только при рабочем напряжении или ниже рабочего напряжения, пользователь не может быть уверен, что скачки напряжения вызвали повреждение изоляции двигателя, что приведет к прерыванию работы. Другая проблема заключается в том, что межвитковая изоляция не оценивалась.Кроме того, мегом и PI не оценивают изоляцию заземленной стены на прочность или способность выдерживать высокие напряжения, которые она видит во время повседневной эксплуатации. При испытании сопротивления обмотки оценивается только цепь двигателя, но не изоляция.

Самый эффективный способ убедиться, что двигатель запускается и продолжает обеспечивать надежную работу, — это проверить его при напряжениях, которые двигатель видит во время нормальной работы, включая запуск и останов. Это выполняется с помощью двух тестов: скачкообразного напряжения и скачка напряжения.Эти методы оценивают заземление стены и межвитковую изоляцию соответственно.

Испытание ступенчатым напряжением
Это испытание постоянным током выполняется при напряжении, которое двигатель обычно видит во время пуска и останова. Испытательные напряжения, регулируемые IEEE, отражены в таблице II.

Напряжение постоянного тока подается на все три фазы обмотки и медленно повышается до предварительно запрограммированного уровня скачка напряжения и удерживается в течение предварительно определенного периода времени. Затем он повышается до следующего шага напряжения и удерживается в течение соответствующего периода времени.Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто целевое испытательное напряжение. Типичные шаги для двигателя 4160 В — это шаги по 1000 вольт с минутными интервалами. Для двигателей менее 4160 В ступенчатое напряжение должно составлять 500 вольт (см. Рис. 1).

Данные регистрируются в конце каждого шага. Это необходимо для обеспечения снятия емкостного заряда и поляризационного тока и сохранения только реального тока утечки, что обеспечивает точную индикацию состояния изоляции стены заземления. Если в этот момент ток утечки (мкА) удваивается, это указывает на слабость изоляции и испытание следует прекратить.Если ток утечки (I мкА) постоянно увеличивается менее чем в два раза, изоляция двигателя находится в хорошем состоянии.

Испытание ступенчатым напряжением необходимо для того, чтобы убедиться, что изоляция заземленной стены и кабель могут выдерживать обычные ежедневные скачки напряжения, которые обычно наблюдаются в двигателе во время работы. Если испытание ступенчатым напряжением постоянного тока не выполняется, оператор не может быть уверен, что двигатель запустится и будет работать без сбоев в работе.

Испытание на скачок напряжения
Испытание на скачок напряжения очень важно.Это потому, что 80% всех электрических отказов статора начинаются из-за слабой межвитковой изоляции. Эти типы катастрофических отказов являются причиной того, что NFPA 70 B рекомендует проводить испытания Surge и HiPot. Независимо от личного отношения человека к испытаниям на импульсные перенапряжения, знание того, что межвитковая изоляция двигателя является хорошей, имеет решающее значение для безопасности и надежности двигателя.

Во время испытания на скачок напряжения оборудование заряжает конденсатор внутри блока и рассеивает его на одну фазу, удерживая две другие фазы на земле.Затем автоматически тестовый блок будет медленно увеличивать напряжение от 0 вольт до целевого тестового напряжения. Это генерирует форму волны, форма которой зависит от индуктивности катушки, которая отображается на экране испытательного оборудования. Если заданное испытательное напряжение достигается без какого-либо изменения частоты формы сигнала, целостность межвитковой изоляции реализована. Рис. 2 представляет собой графическое представление формы волны для одной трети, двух третей и полного напряжения одной фазы. Вот как будет выглядеть форма волны, когда изоляция в хорошем состоянии.

Если в любой момент испытательное оборудование обнаружит слабую изоляцию между витками, форма сигнала сместится влево, как показано на рис. 3. Белая линия на графике показывает неисправную форму сигнала при напряжении около 1000 вольт.

Теория испытаний на импульсные перенапряжения
Когда конденсатор разряжается в обмотку, это происходит с очень быстрым нарастанием (0,1 микросекунды). Это вызывает нелинейное падение напряжения на витках, создавая разность потенциалов между последовательными витками.По мере замедления времени нарастания оператор заметит, что разность потенциалов напряжения между витками резко уменьшается. Это контрастирует с любым другим сигналом, используемым для диагностики двигательных проблем. Никакое испытание постоянным током (или испытания переменного тока, такие как индуктивность, емкость, импеданс, фазовый угол или HiPot) не приведет к возникновению этой разности потенциалов между витками.

Physics предоставляет нам закон Пашена, который гласит, что двум неизолированным проводам, расположенным рядом друг с другом на расстоянии всего в один волос, требуется минимум 325 вольт, чтобы преодолеть воздушный зазор между двумя проводниками.Эти две концепции являются основной причиной того, почему импульсные испытания являются естественным выбором для проверки межвитковой изоляции. Основная причина заключается в том, что если испытательное оборудование не создает разности потенциалов между витками, превышающую закон Пашена, ток не может протекать через короткое замыкание. Если ток не может протекать через повреждение, он будет проходить через все катушки и не покажет разницы.

При испытании импульсным напряжением между витками катушки со слабой изоляцией приложенное напряжение может перескакивать через слабую изоляцию.Удаление этих обойденных витков из цепи снижает индуктивность цепи и приводит к более быстрому увеличению частоты сигнала. Это приведет к сдвигу частоты влево на осциллограмме. К счастью, развитие технологий привело к усовершенствованию анализа форм сигналов до такой степени, что некоторые тестовые устройства автоматически распознают отказы (см. Врезку).

Сравнение помпажа В прошлом испытание помпажем называлось «сравнительным испытанием помпажа». Хотя некоторые люди считают, что импульсный тест по-прежнему необходимо проводить таким образом, это действительно зависит от того, что анализируется.

Для поиска слабой изоляции сравнение перенапряжения не требуется. Как отмечалось ранее, слабая изоляция диагностируется по сдвигу частоты влево и сравнивается с последовательными сигналами в одной фазе. Однако, если в следующем списке отражены проблемы, которые вы стремитесь выявить и устранить, рекомендуется сравнить каждую фазу.

• Шорты
• Открытие
• Медь разного диаметра между фазами
• Несбалансированное количество оборотов между фазами
• Перевернутые катушки
• Закороченные ламинаты

Здесь снова, как указано на сопроводительной боковой панели, теперь доступны инструменты, которые автоматически обнаруживают эти проблемы.

Старое оборудование по сравнению с новым
Как и компьютеры, испытательное оборудование высокого напряжения сильно изменилось за последние 20 лет.

Сегодняшнее оборудование включает в себя современную высокоскоростную электронную оценку изменений сопротивления, тока утечки, тока утечки в зависимости от времени, напряжения, скачкообразного напряжения, диэлектрического поглощения, частотной характеристики, формы волны, напряжения зажигания коронного разряда (CIV) и многое другое для обнаружения неисправностей в или ниже уровней энергии, воздействующей на двигатель во время работы.Мгновенные отключения, управляемые микропроцессором, позволяют оценить состояние обмотки без нарушения диэлектрической целостности. Более того, добавление разработанных на местах критериев тестирования PASS / FAIL теперь делает это тестирование чрезвычайно повторяемым.

Одно из самых значительных достижений в высоковольтных испытаниях произошло благодаря использованию твердотельных высоковольтных источников питания, заменяющих тяжелый повышающий трансформатор. Это привело к значительным улучшениям в переносимости оборудования. Теперь каждый тест оцифрован и сравнивается с ранее примененным импульсом.Если обнаруживается какое-либо слабое место, тест мгновенно останавливается, сохраняя диэлектрик. Уровень слабости сохраняется для использования в будущем в банке памяти.

На что обращать внимание
При оценке электрического оборудования PdM имейте в виду, что каждый производитель немного отличается. Тем не менее, испытательные образцы должны уметь выполнять следующие проверки безопасности, чтобы убедиться, что ваши двигатели не были повреждены во время тестирования:

1. Должны быть получены приемлемые значения в МОм.
2. Должен быть проведен приемлемый тест PI.
3. Тестовое устройство должно оценивать показания в мегомах в конце каждого шага. Если двигатель не соответствует критериям, испытательный комплект должен автоматически остановить испытание.
4. Утечка тока должна отслеживаться постоянно, и прибор должен автоматически останавливать испытание, если существует состояние утечки сверхтока. Типичные настройки отключения по току: утечка тока 1, 10, 100 и 1000 мкА.
5. Обнаружение микродуги имеет решающее значение; если тест обнаруживает крошечную дугу, прибор должен автоматически остановить тест.
6. Отображение на экране в реальном времени обязательно; это позволяет оператору видеть напряжение и ток во время выполнения теста. Если оператор видит какое-либо ненормальное состояние, он может остановить тест.

Пример: испытание ступенчатого напряжения
Exelon Nuclear, станция Лимерик…
Программа профилактического техобслуживания станции в Лимерике регулярно проводит электрические испытания больших двигателей с двухлетней периодичностью. Это испытание состоит из сопротивления обмотки, сопротивления изоляции, емкости / коэффициента рассеяния PI и испытания ступенчатого напряжения постоянного тока до 20 кВ.Полученные данные отслеживались и отслеживались в течение почти 20 лет.

Несколько раз в течение 2002 года оперативный персонал сообщал, что от двигателя циркуляционного водяного насоса 1С присутствует «едкий» запах. Группа PdM отслеживала этот двигатель в «контрольном» списке, который возник в результате растущей тенденции в токах утечки, обнаруженных при испытаниях ступенчатым напряжением постоянного тока с 1997 по 2002 год (см. Рис. 4).

В рамках расширенной деятельности по поиску и устранению неисправностей группа Limerick Station PdM наблюдала за двигателем в течение лета 2002 года, используя акустический мониторинг и мониторинг вибрации и температуры обмотки / RTD на ежемесячной основе.В сентябре 2002 года был сделан запрос на замену двигателя зимой, основываясь на результатах электрических испытаний, увеличив вибрацию на частотах пазов статора и более высокий акустический / ультразвуковой «шум».

После того, как двигатель был снят, он показал высокий ток утечки на обмотке двигателя фазы «A» по сравнению с двумя другими обмотками. После очистки визуальный осмотр обмотки выявил частичный разряд в месте соединения, где отвод обмотки паза сердечника переходит в концевую обмотку / поворотную ленту.Расследование выявило отсутствие «надлежащей» ленты для подавления коронного разряда в этой критической точке соединения обмотки.

Среди уроков, извлеченных из этого мероприятия, был тот факт, что отслеживание и отслеживание тенденций тока утечки в зависимости от приложенного напряжения при испытании ступенчатого напряжения постоянного тока, представленное автономным тестером Baker AWA, может указывать и действительно указывает на потенциальные проблемы в обмотке. Кроме того, когда эти данные объединены с другими технологиями прогнозирования, это позволит упреждающую замену двигателя до выхода из строя в процессе эксплуатации.

Пример: испытание импульсным током
Целлюлозно-бумажная промышленность…
Электродвигатель с обмоткой 2300 В на целлюлозно-бумажной фабрике имеет слабую межвитковую изоляцию. Из всех тестов, проведенных на этом двигателе, единственное, что выявило слабость при повороте, — это импульсный тест. Однако разногласия по поводу испытаний на импульсные перенапряжения заключаются в том, что, обнаружив проблему с изоляцией, мог ли тестер настолько ухудшить характеристики двигателя, что он не стал бы работать?

Это тематическое исследование целлюлозно-бумажной промышленности легко развеивает этот миф.Рассматриваемый мотор сразу после испытаний был снова введен в эксплуатацию. Он был запущен и проработал четыре месяца, пока его не остановили и не сняли для ремонта. Опять же, как отмечено на рис. 5, испытание на скачки напряжения было единственным методом определения слабости изоляции. Проблема была намного выше линейного напряжения, поэтому другие тесты низкого напряжения не приблизились бы к этому пороговому значению. (Сводка помпажа на рис. 5 подчеркивает слабые места неисправности, обнаруженные с помощью тестера. )

Для замены этого конкретного двигателя целлюлозно-бумажной фабрики требуется около 6-7 часов.Таким образом, простой может стоить около 42000 долларов, если бы импульсный тест не обнаружил проблему. Интересно, что 80% всех отказов электродвигателей начинаются со слабой межвитковой изоляции. Очевидно, что импульсный тест — лучший способ найти эту проблему. Вот почему так важно проводить этот вид неразрушающего контроля на всех двигателях.

Сводка
Тесты скачков напряжения и скачков напряжения необходимы для эффективной программы PdM. Они выявляют проблемы, которые не могут найти низковольтные испытания.

Как показали тематические исследования в этой статье, оба этих теста являются неразрушающими в том смысле, что тестируемые блоки были возвращены в эксплуатацию до тех пор, пока не будет запланировано следующее доступное время для их замены.

Наконец, эти испытания проводятся при уровнях напряжения, которым двигатель подвергается во время нормальной работы. Если двигатель не может пройти испытания на скачкообразное напряжение и скачок напряжения, можно рассчитывать на то, что его срок службы приближается к концу. Следовательно, следует как можно скорее принять меры для демонтажа этого двигателя до того, как произойдет незапланированный простой.

Джо Гейман имеет степень бакалавра наук. из Университета штата Колорадо в области управления промышленными технологиями. Он много путешествует по западным и юго-восточным регионам США и испытал и проанализировал сотни двигателей для различных отраслей промышленности. Телефон: (800) 752-8272 или (970) 282-1200. электронная почта: [email protected]

.