Шаговое напряжение

Шаговое напряжение (ШН) возникает в результате протекания тока по какой-либо поверхности (открытому грунту или полу). Разница потенциалов между двумя точками токопроводящей плоскости на расстоянии среднего шага человека – это то, что понимается под напряжением шага.

Зона распространения шагового напряжения

Определение опасности

Зона ШН может возникнуть в результате падения на землю силового проводника тока. Электрическое поле распространяется по поверхности, создавая тем самым опасность удара электрическим током шагающего человека. Степень поражения человеческого организма зависит от нескольких факторов:

• величина напряжения тока;
• удалённость от аварийного источника электроэнергии;
• сопротивление поверхностного слоя земли или пола;
• расстояние между двумя точками контакта (средняя величина шага взрослого человека составляет 80 см).

Самая распространённая ситуация возникновения ШН происходит вследствие различных природных катаклизмов. Это может быть падение высоковольтных опор линий электропередач от землетрясения или повал деревьев на провода во время урагана. На производстве могут произойти обрыв силового кабеля и падение его на пол цеха.

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.

Зона опасности шагового напряжения

Величина территории поражения электрическим током находится в прямой зависимости от силы протекающего тока, его частоты, сопротивления земли и ширины шага. Через ступни человека в это время может проходить ток, который вызовет непроизвольные судороги мышц.

Самое опасное это то, что при первом ударе человек может упасть, тогда ток начинает проходить сквозь организм. Это может вызвать паралич грудной клетки и сердечной мышцы. Остановка дыхания и сердца приводит к летальному исходу.

Расчёт шагового напряжения

Во время возникновения аварийной ситуации, связанной с падением силового кабеля, важно определить площадь поражения. Производят расчёт ШН в опасной для здоровья человека зоне. В аварийных службах энергообеспечения существуют нормативы для определённых участков риска вокруг линий электропередач.

Для определения силы однофазного тока Iкз короткого замыкания в той или иной точке опасного участка принимают во внимание напряжение фазы Uфаз, сопротивление в месте заземления R0 и в точке контакта – Rконт. Расчёт производят по формуле:

Iкз = Uф /R0 + Rконт

После вычисления силы тока приступают непосредственно к расчёту величины напряжения шага. Этому служит формула:

Uш = Iкзρa / 2πL (L + a),

где:

• ρ – удельное сопротивление грунта,
• L – расстояние от источника тока,
• «a» – ширина шага.

На основании расчёта получают определение не только величины пошагового напряжения, но и создают сетку шага. Она позволяет обозначить зону, где наиболее вероятен летальный исход поражения человека.

Условия поражения шаговым напряжением

Безопасный выход из зоны поражения

Тяжесть поражения в зоне ШН могут выражаться следующими признаками:

1. Покалывание и зуд в нижней части тела.
2. Спазмы мышц ног и органов дыхания.
3. Резкие болевые ощущения.
4. Паралич.

Увеличение сопротивления по мере удалённости от заземлителя

При появлении первых двух ощущений у человека есть все шансы покинуть опасную территорию самостоятельно. Для этого нужно сомкнуть ступни и продолжать движение, так называемой гусиной походкой. Гусиный шаг – это передвижение ног, не размыкая ступни. То есть шаркающее перемещение не даёт возникнуть разным потенциалам между нижними конечностями.

Способ передвижения с помощью прыжков на одной ноге вполне безопасен, при этом возрастает риск потерять равновесие и упасть на землю. Тогда о самостоятельном спасении не может быть и речи. В этом случае могут наступить более тяжкие степени поражения: резкая боль и паралич. Тут спасение человека зависит от быстроты оказания помощи.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

Признаны общие положения нахождения людей на территории с ШН. Они очень просты, соблюдать их надо обязательно. Правила состоят из 3 основных пунктов:

1. Категорически запрещается находиться в опасной зоне без основных и дополнительных средств электрозащиты. К ним относятся сухая обувь на толстой резиновой подошве, резиновые перчатки, диэлектрический стержень (сухая деревянная палка или рейка).
2. Если визуально виден лежащий провод или кабель, то приближаться к нему нельзя ближе 8-10 метров. Это безопасное расстояние определено специалистами при падении проводника с напряжением 1 тысячи вольт.
3. Когда человека застало неожиданное возникновение ШН, ему нужно покинуть опасную территорию и передвигаться шаркающим шагом. Пятка одной ноги, не отставая от земли, плотно прилегает к носку другой ступни. Перемещение таким образом является самым безопасным выходом из опасной зоны ШН.

Правила

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.

Как освободить человека от воздействия ШН

Высвободить жертву шагового напряжения от воздействия электрического тока можно только с применением средств индивидуальной защиты и дополнительных приспособлений. К ним относятся:

• резиновые сапоги или обувь на толстой резиновой подошве;
• резиновые электротехнические перчатки;
• по возможности одеть прорезиненный комбинезон;
• широкая сухая доска или лучше деревянный щит;
• длинная палка.

Инструкция по освобождению человека от воздействия шагового напряжения:

1. Одевают вышеуказанную обувь и перчатки.
2. Для подхода к лежащему человеку используют доски или 2 щита.
3. Один щит спасатель держит в руках, по другому настилу проходит далее.
4. Затем меняет местами щиты. Таким образом спасатель продвигается к телу поражённого током человека.
5. Если провод или кабель находится вблизи или на теле поражённого током, то его надо отбросить палкой в противоположную сторону от себя.
6. Пострадавшего укладывают на щит и постепенно вытягивают настил в безопасное место, не забывая самому перешагивать попеременно на щиты.
7. После доставки в безопасное место пострадавшему делают искусственное дыхание и непрямой массаж сердца, не дожидаясь прибытия скорой помощи.

Освобождение пострадавшего от токоведущего проводника

Снижения риска поражения ШН на предприятиях

На каждом промышленном предприятии, где используется мощное электрическое оборудование, предусмотрены мероприятия, ограждающие работников от негативного воздействия шагового напряжения. Во избежание возникновения аварийных ситуаций, связанных с несанкционированной утечкой тока высокого напряжения, систематически проводится обследование состояния защиты энергетических установок.

В соответствии с правилами техники безопасности работник попадает в зону риска только по получении специального допуска. Перед этим электромонтёр проходит специальный инструктаж и получает в своё распоряжение средства индивидуальной защиты от токов высокого напряжения.

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.

Опасное напряжение для животных

В зонах возникновения пошагового напряжения, где человеку находиться более-менее безопасно, пребывание для животных может закончиться смертельным исходом. Расстояние между передними и задними конечностями вместе с массой тела животного представляет гораздо больший риск поражения током в месте шагового напряжения.

Дополнительная информация. Зная о незащищённости животных от ШН, пастухи на выпасе уводят крупный и мелкий скот подальше от линий электропередач. В случае падения кабеля на землю может погибнуть сразу всё стадо коров или овец.

Вовремя принятые меры к спасению людей, попавших в зону ШН, сохранят им жизнь. Не нужно паниковать, а строго придерживаться выполнения требований техники безопасности.

Видео

Автор:

Винoгрaдов Aндрeй Aлексaндрoвич