Особенности напряжения прикосновения

Физика и физиология

Шаговое напряжение — это разность потенциалов между двумя участками почвы. При ударе молнии ток «растекается» в почве, создавая зону с высоким потенциалом. При наличии поблизости проводников, может формироваться цепь. Таким проводником может стать человек: ток входит через одну ногу, а выходит через другую, превращая тело в «нагрузку». Ситуация эта крайне опасная, поскольку высокое напряжение вызывает паралич мышц, как от электрошокера. В результате человек может упасть на руки, и, при многокомпонентных молниях, ток последующих разрядов пойдет через сердце, повышая риск его остановки. Если же земли коснется голова, резко увеличивается риск необратимых повреждений центральной нервной системы.

Будет интересно Как устроен однополупериодный выпрямитель и где применяется

В правой части рисунка схематично изображено воздействие шагового напряжения, которое создает нагрузку через ноги (красная стрелка) — поэтому оно и получило название шагового. Обычная молния может нести десятки тысяч ампер тока (I1-2), в результате чего разность потенциалов (V1-V2) может превысить десятки тысяч вольт. Поскольку существует разность напряжений между двумя точками (ногами), то человеческое тело представляет собой комплексное электрическое сопротивление и выступает в роли нагрузки. Величина тока (Ib), проходящего через тело, в этом случае зависит от сопротивления стопы (Rf) и тела (Rb).

Опасность шагового напряжения

Проблема в том, что воздействие импульсного тока молнии на живые организмы изучено плохо. Возможность рассчитать ориентировочную величину тока и напряжения шага есть, а вот результат их взаимодействия с организмом человека менее предсказуем. Удары молний, в том числе шаговым напряжением, имеют уникальные «физиологические особенности». Прежде всего, это связано с тем, что молнии хоть и несут огромное количество энергии, но выделяется она в очень короткий промежуток времени: 1/10000—1/1000 секунды. Такие удары редко вызывают сильные ожоги и повреждения внутренних органов, как в случае ударов током от обычного электрооборудования. Но молния способна воздействовать на сердце и нервную систему, в том числе периферические нервы.

Поэтому последствия удара шаговым напряжением могут быть неожиданно значительными и очень разнообразными: от катаракты, паралича конечностей и хронических болей до нарушений сна и умственной деятельности, потери слуха, памяти и т. д. Наиболее частая причина смерти — остановка сердца.

В своих вебинарах для проектировщиков систем молниезащиты доктор технических наук, профессор Эдуард Меерович Базелян неоднократно отмечал отсутствие четкого определения опасной величины шагового напряжения. Так, известно, что импульсное воздействие молнии 6 кВ может вызвать фибрилляцию сердца и возможную остановку сердцебиения. Но физиология организма людей сложна, и даже меньшее воздействие способно вызвать тяжелые травмы и привести к смерти. В случае с кардиостимуляторами и другими каналами прямого доступа тока к сердечной мышце, иногда достаточно кратковременного воздействия 1 мА для фибрилляции.

При этом и высокое сопротивление сухой кожи не является надежной защитой. С шаговым напряжением все еще сложнее, так как ток обычно течет через конечности, а суставы имеют более высокое сопротивление, чем сосуды и мышцы. Из-за этого ткани вблизи суставов могут получить очень сильные повреждения, что приведет к инвалидности. Яркой иллюстрацией грозной силы шагового напряжения стал случай массовой гибели оленей в Норвегии во время грозы. Удар молнии убил 323 диких оленей на участке примерно в 50 метров.

Что понимается под напряжением шага? — Студопедия.Нет

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 13Следующая ⇒ U между двумя точками на поверхности земли, при обрыве линейного провода, на расстоянии метра одна от другой, которая принимается равным длине шага.

Какую опасность для человека представляет напряжение шага?

U шага присутствует в зоне растекания, при обрыве линейного провода. Если человек, находясь в этой зоне, сделает шаг, то создадутся условия для прохождения тока через тело человека, что может привести к поражению электрическим током из за разности потенциалов.

Какие установлены правила перемещения человека в зоне шагового напряжения?

Передвигаться в зоне шагового U следует в диэлектрических ботах или галошах, либо гусиным шагом (ступая пяткой шагающей ноги , не отрываясь от земли, приставляя пятку к носку другой ноги, нельзя отрывать подошву от земли, делать широкие шаги, перемещаться прыжками.) Радиус зоны растекания на открытых участках равен 8 метрам, 4 на закрытых.

Как разделяются токоприемники в отношении обеспечения надежности электроснабжения?

1. 1 категория. Электро-приемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой:

— опасность для жизни людей.

— угрозу безопасности государства.

— значительный материальный ущерб.

— нарушение функционирования особо важных объектов связи и телевидения.

2. 2 категория. Электро-приемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой:

— массовый недовыпуск продукции.

— массовый простой рабочих, механизмов и промышленного транспорта.

— нарушение нормальной деятельности значительного к-ва городских и сельских жителей.

3. 3 категория. Все остальные электро-приемники, кроме попадающих под категорию 1 и 2.

Какой порядок обеспечения электроэнергией установлен для электроприемников 1-ой категории?

Электроприемники 1-й категории должны обеспечиваться до 2-х независимых, взаимно-резервирующих источников питания и перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого резервирующего источника питания.

Как подразделяются плакаты и знаки безопасности?

Запрещающие.

Для запрещения действий с коммутационными аппаратами, при ошибочном включении которых может быть подано напряжение на место проведения работ. (НЕ ВКЛЮЧАТЬ! Работают люди. Работа на линии.)

2. Предупреждающие – для предупреждения об опасности приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением или с напряженностью электрического поля выше допустимой нормы (СТОЙ НАПРЯЖЕНИЕ. НЕ ВЛЕЗАЙ! УБЪЕТ).

3. Предписывающие – для разрешения конкретных действий, только при выполнении определённых действий безопасности. (РАБОТАТЬ СДЕСЬ, ВЛЕЗАТЬ СДЕСЬ).

4. Указательные – для указания местонахождения различных объектов и устройств (заземлено, электроустановка).

Какие ЭЗС могут применяться в электроустановках в сырую погоду?

На открытом воздухе в сырую погоду могут применяться только средства защиты специальной конструкции, предназначенные для работы в таких условиях. Такие СЗ изготавливаются, испытываются и используются в соответствии с техническими условиями и инструкциями:

— навесы от дождя.

— удлинённая ручка закоротки.

Что обязан выполнять персонал перед каждым применением СЗ?

Пред каждым применением СЗ персонал обязан проверить его исправность, отсутствие внешних повреждений и загрязнений, а так же проверить по штампу срок годности (дата следующего испытания).

Кто может выполнять работы в электроустановках в порядке текущей эксплуатации согласно перечню?

Перечень разрабатывается ответственным за электрохозяйство и утверждается руководителем организации. Перечень может быть пересмотрен и расширен. В перечне обязательно указывается, какие работы выполняются единолично, а какие бригадой. В электроустановках до 1000В работы выполняются силами оперативного или оперативно ремонтного персонала, на закрепленном за этим персоналом оборудовании. Подготовка рабочего места производится теми же работниками.

Дата добавления: 2018-04-04; ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

studopedia.net

Напряжение шага

При наличии токопроводящих полов или грунта человек, находящийся недалеко от корпуса электрооборудования, на которое произошло замыкание тока, или упавшего на землю электропровода может оказаться под напряжением шага U_ш. Напряжение шага возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю.

Напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Характер распределения потенциалов на земной поверхности подчиняется гиперболическому закону.

На расстоянии 1м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока, а по закону Ома: где I – сила тока электроцепи, А; U – напряжение, В; R_з – сопротивление (в данном случае земли), Ом;

По мере удаления от заземлителя сечение проводника – земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока.

Человек, находясь в зоне растекания тока, даже не прикасаясь к поврежденному оборудованию, может попасть под высокое напряжение.

Это происходит потому, что различные точки земли, которых касаются ноги человека, имеют различные потенциалы. Например, левая нога отстоящая от заземлителя на расстоянии х, приобретает потенциал x_х, величину которого определяют по формуле:

где I_з – ток замыкания на землю, А;

r – удельное сопротивление грунта, Ом × м;

Правая нога соответственно приобретает потенциал x_х+а, определяемый выражением:

где а – ширина шага, м.

Разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, называют напряжением шага:

Отсюда определяют напряжение шага:

Из равенства следует, что напряжение шага зависит от тока замыкания, ширины шага, расстояния от человека до места замыкания тока на землю, а также от удельного сопротивления грунта. По мере удаления от места замыкания напряжение шага становится меньше.

Силу тока, проходящего через человека, попавшего под напряжение шага, определяют по формуле:

где R_h – сопротивление человека воздействию электрического тока, Ом.

Максимальное значение I_h будет, когда человек одной ногой стоит на участке земли в точке замыкания тока на землю, а другой – на расстоянии шага от этой точки. Минимальное значение I_h соответствует случаю, когда человек стоит на точках с одинаковыми потенциалами, тесно сомкнув ноги. В этом случае I_h=0.

Напряжение шага является причиной частой гибели людей и крупных животных (коров, лошадей). При обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещается приближение к месту повреждения на расстояние ближе 4м в помещениях и ближе 20м – на открытых площадях.

Необходимо отметить, что характер зависимости напряжения шага от расстояния между человеком и заземлителем противоположен той же зависимости напряжения прикосновения, которое увеличивается с увеличением расстояния.

Без учета дополнительных сопротивлений в электрической цепи человека максимальное напряжение шага меньше напряжения прикосновения. Однако поражение людей при воздействии напряжения шага объясняется тем, что под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные органы – легкие и сердце, что приводит к параличу их деятельности.

Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположенную месту замыкания электрического провода на землю.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8839 – | 7553 – или читать все.

93.79.246.243 studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Пути снижения опасности

ГОСТ 12.1.038-82 (2001) от 01.03 2020 г. является основным нормативным документом, на который ориентируются при принятии необходимых мер. Этот ГОСТ рассматривает нормы максимально возможных значений напряжения прикосновения.

Единица измерения силы тока

Чтобы обеспечить электрическую безопасность для людей, применяют следующие шаги:

• монтаж защитных заземляющих устройств;
• зануление рабочего оборудования;
• монтаж систем уравнивания потенциалов (ОСУП);
• ограждение и установка защитных щитов на оборудование, находящееся под напряжением;
• применение в работе пониженного напряжения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных;
• обеспечение персонала предметами коллективной и индивидуальной защиты: изолированным электроинструментом и диэлектрическими средствами;
• использование устройств защитного отключения (УЗО) и сигнализации.

Заземляющие устройства предназначены для защиты от короткого замыкания фазы на корпус. Они монтируются для уменьшения напряжения между землёй и токоведущими частями электроустановок.

Важно! Обязательному заземлению подлежат все металлические части установок, двигателей, щиты, пульты, металлические корпуса электроинструмента и иные доступные прикосновению элементы, способные проводить ток. Для защиты от постороннего напряжения в местах, где подключение к контуру заземления невозможно, применяется зануление

С помощью отдельного проводника корпус устройства соединяется с заземлённым нулём. При попадании на него фазы через этот проводник срабатывает устройство защиты от КЗ

Для защиты от постороннего напряжения в местах, где подключение к контуру заземления невозможно, применяется зануление. С помощью отдельного проводника корпус устройства соединяется с заземлённым нулём. При попадании на него фазы через этот проводник срабатывает устройство защиты от КЗ.

В производственных и бытовых помещениях для снижения опасности поражения людей электрическим током оборудуются системы уравнивания потенциалов (СУП). Они бывают основные (ОСУП) и дополнительные (ДОСУП). Основная система является самостоятельной и обеспечивает уравнивание потенциалов на доступных металлических поверхностях оборудования. ДОСУП осуществляет дополнительные меры по снижению уровня разности потенциалов в частных случаях.

Выполнение защитных ограждений и установка щитов защищают человека от случайного контакта с токоведущими частями. В виде дополнительных мер на ограждения вывешиваются предупреждающие плакаты.

В местах с повышенной опасностью и особо опасных работы могут производиться только с электроинструментом, напряжение питания которого не выше 42 В. Для этого используют понижающие трансформаторы.

Информация. К помещениям с повышенной опасностью относятся такие, где присутствуют: химически агрессивная среда, повышенная влажность (более 70%), повышенная температура (выше 500С), доступность контакта с металлическими частями или бетонные полы.

К средствам коллективной и индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: диэлектрические коврики и подставки, боты, галоши, перчатки и инструмент с изолирующими рукоятками. Применение подобных защитных комплектов уменьшает опасность напряжения прикосновения.

УЗО – устройства защитного отключения, смонтированные в квартире, позволяют контролировать возникновение утечек тока и опасного вольтажа в местах с повышенной опасностью (кухня, ванная комната). При появлении опасных величин устройство отключает подачу электроэнергии до устранения причины их возникновения.

Способ снижения угрозы поражения электричеством