По мере удаления от заземлителя шаговое напряжение – » :

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

 

 

 

Тема: что собой представляет шаговое электрическое напряжение, осторожно, 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 испытовать судьбу, и не подходить близко к такому месту. Шаговое напряжение невидимо, но оно способно в считаные секунды забрать вашу жизнь! Будте внимательны и осторожны с электричеством. Это опасно!

 

electrohobby.ru

10 Распределение потенциала и растекание тока в месте замыкания на землю

Распределение потенциала и растекание тока в месте замыкания на землю. Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения.

При повреждении изоляции электрического аппарата (электродвигатель, трансформатор и т.д.) и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования, при падении на землю провода под напряжением может образоваться цепь, по которой потечет ток замыкания на землю (рис. 1).

Рисунок 1- Цепи тока замыкания на землю

В объеме земли, где протекает ток, возникает так называемая, зона растекания тока замыкания на землю, — зона земли, за пределами которой электрический потенциал может быть условно принят равным нулю (ГОСТ (2.1.009)).

Значение тока замыкания на землю будет зависеть от системы сети, ее мощности протяженности, сопротивления цепи сети замыкания и пр. Для упрощения анализа предположим, что заземлитесь имеет форму полусферы и находится в однородном грунте. Если на расстоянии д о 20 м нет других электродов, то линии растекания тока направлены по радиусам от заземлителя. По мере удаления тока от заземлителя, падение напряжения на единицу длины уменьшиться. Это объясняется тем, что объем земли в полусфере увеличивается по мере удаления тока or заземлителя. Если с помощью вольтметра измерить потенциалы по линии растекания тока замыкания, то получим кривую, изображенную на рисунке 2. Потенциал на поверхности земли будет измеряться по уравнению гиперболы.

По форме кривой легко обнаружить, что вблизи заземлителя потенциал падает очень резко, а в некотором удалении от него постепенно, и, наконец, на расстоянии примерно 15-20 метров становится столь незначительным, что его можно принять равным нулю.

С замыкание тока на землю тесно связаны такие понятия, как напряжение шага и напряжение прикосновения.

Напряжение шага (ГОСТ 12.1.009) — это напряжение, которое может возникнуть между двумя точками земли на расстоянии одного шага, равного 0,8 метра, когда по ней протекает ток замыкания на землю. Значение шагового напряжения не одинаково на всей площади зоны растекания тока. Оно постепенно снижается по мере удаления от заземлителя и на расстоянии 15-20 метров от заземлителя становится столь же незначительным, что его можно принять нулю. Снижение напряжения шага достигается путем выравнивания потенциалов в зоне протекания тока.

Напряжением прикосновения (ГОСТ 12.1.009) называется напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю, которых одновременно касается человек подсхеме «рука-рука» или «рука-ноги», находясь на расстоянии 0,8 метра от оборудования. Напряжение прикосновения зависит от расстояния между заземленным корпусом и заземлителем, от значения сопротивления в цепи замыкания, от значения сопротивления в цепи замыкания, от степени спада потенциала.

Рисунок 3- Контурная схема заземления

(3-4)м

Распределение потенциала и растекание тока в месте замыкания на землю. Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения.

При повреждении изоляции электрического аппарата (электродвигатель, трансформатор и т.д.) и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования, при падении на землю провода под напряжением может образоваться цепь, по которой потечет ток замыкания на землю (рис. 1).

В объеме земли, где протекает ток, возникает так называемая, зона растекания тока замыкания на землю, — зона земли, за пределами которой электрический потенциал может быть условно принят равным нулю (ГОСТ (2.1.009)).

Значение тока замыкания на землю будет зависеть от системы сети, ее мощности протяженности, сопротивления цепи сети замыкания и пр. Для упрощения анализа предположим, что заземлитесь имеет форму полусферы и находится в однородном грунте. Если на расстоянии д о 20 м нет других электродов, то линии растекания тока направлены по радиусам от заземлителя. По мере удаления тока от заземлителя, падение напряжения на единицу длины уменьшиться. Это объясняется тем, что объем земли в полусфере увеличивается по мере удаления тока or заземлителя. Если с помощью вольтметра измерить потенциалы по линии растекания тока замыкания, то получим кривую, изображенную на рисунке 2. Потенциал на поверхности земли будет измеряться по уравнению гиперболы.

По форме кривой легко обнаружить, что вблизи заземлителя потенциал падает очень резко, а в некотором удалении от него постепенно, и, наконец, на расстоянии примерно 15-20 метров становится столь незначительным, что его можно принять равным нулю.

С замыкание тока на землю тесно связаны такие понятия, как напряжение шага и напряжение прикосновения.

Напряжение шага (ГОСТ 12.1.009) — это напряжение, которое может возникнуть между двумя точками земли на расстоянии одного шага, равного 0,8 метра, когда по ней протекает ток замыкания на землю. Значение шагового напряжения не одинаково на всей площади зоны растекания тока. Оно постепенно снижается по мере удаления от заземлителя и на расстоянии 15-20 метров от заземлителя становится столь же незначительным, что его можно принять нулю. Снижение напряжения шага достигается путем выравнивания потенциалов в зоне протекания тока.

Напряжением прикосновения (ГОСТ 12.1.009) называется напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю, которых одновременно касается человек подсхеме «рука-рука» или «рука-ноги», находясь на расстоянии 0,8 метра от оборудования. Напряжение прикосновения зависит от расстояния между заземленным корпусом и заземлителем, от значения сопротивления в цепи замыкания, от значения сопротивления в цепи замыкания, от степени спада потенциала.

studfiles.net

Что такое шаговое напряжение | ЗАО Архангельсксельхозкомплект

Главная » Статьи » Что такое шаговое напряжение 08.11.2012

 

Шаговое напряжение или напряжение шага — напряжение в цепи тока между двумя точками, которые находятся на расстоянии шага одна от одной и на которых одновременно стоит человек. Такое напряжение связано с удельным сопротивлением грунта и силы тока, который протекает через него.

При использовании защитных устройств (зануление, заземление), главным образом обращают внимание на напряжение между точками поверхности, на которой стоит человек в зоне растекания тока с заземлителя.

Шаговое напряжение в случае одиночного заземлителя

Шаговое напряжение определяет отрезок с длиной, зависящей от формы потенциальной кривой (от типа заземления), которая меняется от определенного максимального значения до нуля при изменении расстояния от заземлителя.
По мере увеличения расстояния от заземлителя увеличивается объем земли, через который на землю проходит ток замыкания. Происходит процесс растекания тока в земле. На расстоянии от заземлителя больше 20 м объем земли возрастает так, что плотность тока становится очень небольшой. И не ощущается напряжение между точками земли и точками более удаленными.

Нельзя приближаться к проводу, упавшему на землю, ближе, чем на 8-10 м. Вблизи него может возникнуть опасное шаговое напряжение.

Если человек стоит вне зоны растекания тока или на линии равного потенциала, шагового напряжения не будет.

Шаговое напряжение будет иметь максимальные значения при наиболее коротком расстоянии от заземлителя. При этом человек одной ногой стоит на самом заземлителе, а другой — в шаге от него. В этом случае потенциал вокруг заземлителей проходит по вогнутым кривым и самый большой перепад обычно бывает в начале кривой.

Шаговое напряжение будет иметь наименьшее значение за пределами поля растекания тока, при большом удалении от заземлителя (дальше 20 м).

Шаговое напряжение в случае группового заземлителя

Шаговое напряжение электродов группового заземлителя меньше, чем в случае использования одиночного заземлителя, в пределах площади, на которой они размещены. При удалении от электродов, шаговое напряжение уменьшается от определенного максимального значения до нуля.

Шаговое напряжение, как и при одиночном заземлителе, будет иметь максимальное значение в начале потенциальной кривой. При этом человек стоит одной ногой на самом электроде, а другой — в шаге от него.

Минимальное значение шагового напряжения будет, когда человек находится на точках, имеющих одинаковый потенциал.

При попадании человека под шаговое напряжение, у него появляются непроизвольные сокращения мышц ног. Он падает на землю, возникает более опасная ситуация. В теле человека от рук к ногам возникает путь тока, что создает угрозу смертельного поражения током. В случае попадания в область действия шагового напряжения, нужно выходить из этой зоны маленькими шагами.

Часто от шагового напряжения гибнет крупный рогатый скот. Расстояние шага у таких животных большое, и поэтому большое напряжение, под которое они могут попасть.

На заметку: При покупке квартиры в одинцово гусарская баллада поможет агентство недвижимости ООО «Домус Финанс». Специалисты компании по недвижимости подберут вам для рассмотрения и в дальнейшем для покупки квартиры в ЖК «Гусарская баллада».

www.ognetika.com

Напряжение прикосновения и шага. Выравнивание потенциалов заземлителей.

Как уже говорилось, при возникновении напряжения на хорошо соединенной с землей машине, оборудовании земля (основание) вокруг заземлителя получает определенный потенциал. На заземлителе в точке а (рис. 24.11) он наибольший и равен потенциалу на корпусе установки, а на земле – убывает по мере удаления от заземлителя. Если человек, стоя на земле, касается поврежденной электроустановки, то он попадает под напряжение прикосновения Uпр, приложенное к рукам и ногам и образованное разностью потенциалов на корпусе (φк) и земле (φ3). При нахождении человека непосредственно на заземлителе потенциалы φк и φ3 равны, следовательно, напряжение прикосновения Uпр = φк – φ3 = 0. Это безопасный случай, так как человек не подвержен воздействию напряжения прикосновения, хотя и находится под потенциалом φк. При удалении человека от заземлителя (например, точка б) потенциал земли убывает, и при неизменном потенциале на корпусе растет напряжение прикосновения. В точке в (далее 20 м от заземлителя) потенциал земли равен нулю, следовательно, напряжение прикосновения будет максимальным (наиболее опасный случай прикосновения). Однако не следует считать, что в данном случае заземление будет ненадежно защищать человека. В электроустановках напряжением до 1000 В в таких ситуациях напряжение прикосновения, как правило, не превышает допустимых норм. Рис. 24.11. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе: а, б ив – точки расположения людей; 1 – кривая убывания потенциала земли; 2 – кривая возрастания напряжения прикосновения Если установить не один, а несколько заземлителей, равномерно распределив их по всей рабочей зоне (контурное заземление), то потенциал земли в любой точке будет достаточно высоким (рис. 24.12), а напряжение прикосновения – минимальным. Этот прием называют выравниванием потенциалов. On позволяет не только повысить потенциал земли, но и выровнять его по всей зоне обслуживания, что уменьшает опасность поражения шаговым напряжением Uш. Итак, выравнивание потенциалов – это снижение разности потенциалов между заземляющим устройством и рабочей площадкой пола, земли; между отдельными участками рабочей площадки. Выравнивания потенциалов достигают также горизонтальной укладкой в земле протяженных металлических предметов 1 (полосовой стали, швеллеров, уголков, стальных решеток, сеток и т.п.).Ввиду незначительного сопротивления металла по сравнению с грунтом в зоне каждого отдельного металлического предмета будет постоянный потенциал, величина которого соответствует удалению от заземлителя или соседнего металлического предмета. При нахождении над этими предметами потенциалы, приложенные к ногам, будут одинаковыми, следовательно, шаговое напряжение будет равно нулю. Рис. 24.12. Изменение потенциала земли, напряжения прикосновения и шага при групповом заземлителе и выравнивающих проводниках: 1 – выравнивающие проводники; 2 – изменение потенциала земли при наличии выравнивающих проводников; 3 – изменение потенциала земли без выравнивающих проводников Кроме выравнивания потенциалов, применяют уравнивание потенциалов – снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению человеком корпусов электроустановок и стороннего оборудования, имеющего контакт с землей, путем подсоединения оборудования к электроустановкам и системе зануления, заземления защитными проводниками. В случае попадания напряжения на корпус какой-либо электроустановки потенциалы на ней и на любом соединенном с ней оборудовании будут одинаковыми, следовательно, напряжение прикосновения, приложенное к человеку при его одновременном касании к тому и другому оборудованию, будет равно нулю (безопасная ситуация). С целью уравнивания потенциалов согласно ПУЭ в тех помещениях и наружных установках, где применяют заземление или зануление, все строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования, систему центрального отопления, вентиляции, молниезащиты и т.п. присоединяют к сети заземления или зануления. При работе в электроустановках под напряжением при невозможности использовать другие средства защиты применяют изолирующие площадки, которые за счет применения, например, фарфоровых ножек-изоляторов, имеют надежную изоляцию от земли. Находясь на изолирующей площадке, человек может касаться частей электроустановок под напряжением. При ремонте ЛЭП с телескопической вышки изолирующую площадку с металлическим полом иногда подсоединяют к ремонтируемой сети с целью уравнивания потенциалов. В этом случае с проводами под напряжением можно работать голыми руками – ток через тело человека не пойдет. Но здесь важно выполнить одно условие: находясь на изолирующей площадке, запрещено касаться каких-либо частей вышки, так как в этом случае ток пойдет от проводов через тело человека и вышку на землю. Для безопасного входа на такую площадку используют изолирующее звено лестницы. Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Растекание тока в земле. Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения

При эксплуатации электрических сетей и электроустановок возможно случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей, и с токоведущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли, называемое электрическим замыканием на землю. Замыкание сопровождается протеканием через нее тока. Земля становится участком электрической цепи, в зоне растекания тока, на которой из-за сопротивления земли падает напряжение и появляется разность потенциалов между отдельными точками ее поверхности.
Характер растекания тока в зоне из-за разных электрических свойств грунта описывается сложной зависимостью.

В однофазном грунте от одиночного полусферического заземлителя падение напряжения на поверхности земли в зоне растекания тока подчиняется гиперболическому закону. При этом падение напряжения на расстоянии 1 м от заземлителя составляет 68 %, 10 м — 92 %, а 20 м потенциалы точек практически могут быть приняты равными нулю.
Шаговое напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками в зоне растекания тока, находящимися на расстоянии шага 0,8 м.
Попав в зону растекания, человек может оказаться под разностью потенциалов с напряжением шага (В):
где U3 — напряжение фазы в точно растекания тока; в1 — коэффициент напряжения, учитывающий закон изменения в зоне растекания; в2 — коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях обуви, ног человека.
Ток, протекающий через человека, попавшего под шаговое напряжение (в А) :

где Rа — сопротивление заземлителя растеканию тока.

Величина шагового напряжения зависит ог ширины шага и расстояния до места замыкания на землю. По мере удаления от места замыкания опасность шаговых напряжений уменьшается. Для обеспечения безопасности при случайном попадании в зону растекания тока необходимо соединить ноги и не спеша выходить из нее так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила за ступню другой.

Согласно нормативным документамнапряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного. Другими словами напряжением прикосновения (для человека) U_пр называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или падение напряжения в сопротивлении тела человека, В:

U_пр = I_h R_h, где I_h — ток, проходящий через человека по пути «рука — ноги», A; R_h — сопротивление тела человека,Ом

megaobuchalka.ru

Что такое шаговое напряжение | Онлайн журнал электрика

Шаговым напряжением (напряжением шага) именуется напряжение меж 2-мя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых сразу стоит человек. Шаговое напряжение находится в зависимости от удельного сопротивления грунта и силы протекающего через него тока.

В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др. — энтузиазм представляют сначала напряжения меж точками на поверхности земли (либо другого основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя.

Шаговое напряжение при одиночном заземлителе

Шаговое напряжение определяется отрезком, длина которого находится в зависимости от формы возможной кривой, т.е. от типа заземлителя, и меняется от некого наибольшего значения до нуля с конфигурацией расстояния от заземлителя.

Допустим, что в земле в точке О расположен один заземлитель (электрод) и через этот заземлитель проходит ток замыкания на землю. Вокруг заземлителя появляется зона растекания тока по земле, т. е. зона земли, за пределами которой электронный потенциал, обусловленный токами заземления на землю, может быть условно принят равным нулю.

Причина этого явления состоит в том, что объем земли, через который проходит ток замыкания на землю, по мере удаления от заземлителя возрастает, при всем этом происходит растекание тока в земле. На расстоянии 20 м и поболее от заземлителя объем земли так растет, что плотность тока становится очень малой, напряжение меж точками земли и точками еще больше удаленными не находится сколько нибудь осязаемо.

Рассредотачивание напряжения на разных расстояниях от заземлителя: 1 — возможная кривая 2 — кривая характеризующая изменение шагового напряжения

Если измерить напряжение Uз меж точками, находящимися на различных расстояниях в любом направлении от заземлителя, а потом выстроить график зависимости этих напряжений от расстояния до заземлителя, то получится возможная кривая ) Если разбить линию ОН на участки длиной 0,8 м, что соответствует длине шага человека, то ноги его возможно окажутся в точках различного потенциала Чем поближе к заземлителю, тем напряжение меж этими точками на земле будет больше (Uaб
> Uбв; Uбв >
Uвг)

Шаговое напряжение для точек В и Г определяется как разность потенциалов меж этими точками

Uш = Uв —
Uг = UзB

где B — коэффициент напряжения шага, учитывающий форму возможной кривой 1.
Самые большие значения напряжения шага и коэффициента B будут при меньшем расстоянии от заземлителя, когда человек
одной ногой стоит на заземлителе, а другая нога на расстоянии шага.

Кривая 2 охарактеризовывает изменение шагового напряжения.

Опасное шаговое напряжение может, к примеру, появиться поблизости упавшего на землю и находящегося под напряжением провода. В данном случае воспрещается приближаться к проводу, лежащему на земле, на расстояние поближе 8
— 10 м.

Шаговое напряжение отсутствует, если человек стоит либо на полосы равного потенциала либо вне зоны растекания тока.

Наибольшие значения шагового напряжения
будут при меньшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит конкретно на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него. Разъясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутым кривым и, как следует, больший перепад оказывается, обычно, сначала кривой.

Меньшие значения шагового напряжения
будут при нескончаемо большенном удалении от заземлителя, а фактически за пределами поля растекания тока, т.е. далее 20 м.

Шаговое напряжение при групповом заземлителе

В границах площади, на которой расположены электроды группового заземлителя, шаговое напряжение меньше, чем при использовании одиночного заземлителя. Шаговое напряжение также меняется от некого наибольшего значения до нуля — при удалении от электродов.

Наибольшее шаговое напряжение будет, как и при одиночном заземлителе,
сначала возможной кривой, т.е. когда человек одной ногой стоит
конкретно на электроде (либо на участке земли, под которым зарыт электрод),
а другой — на расстоянии шага от электрода.

Малое шаговое напряжение соответствует случаю, когда человек стоит на «точках» с схожими потенциалами.

Опасность шагового напряжения

При попадании под шаговое напряжение появляются непроизвольные конвульсивные сокращения мускул ног и как следствие этого падение человека на землю. В этот момент прекращается действие на человека шагового напряжения и появляется другая, более томная ситуация: заместо нижней петли в человеческом теле появляется новый, более страшный путь тока, обычно от рук к ногам и создается настоящая угроза смертельного поражения током. При попадании в область деяния шагового напряжения нужно выходить из небезопасной зоны наименьшими шажками («гусиным шагом»).

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

elektrica.info