Какой радиус действия зоны шагового напряжения: 11.2. Правила перемещения в зоне «шагового» напряжения \ КонсультантПлюс

Содержание

порядок действий в зоне поражения и методы снижения

Шаговое напряжение — разница потенциалов на участке земли, на котором происходит растекание тока, при расстоянии между точками, равном стандартному шагу человека, то есть 0,8–1 м. Величина этого показателя зависит от физических свойств грунта (удельного сопротивления), частоты и силы тока, растекающегося по участку, и ряда других параметров.

Попавший под его воздействие чувствует покалывание в ногах, в тяжёлых случаях появляются судороги. При панических попытках покинуть аварийную зону неподготовленный человек старается убежать, причём быстро с максимально возможной длиной шага. Во многих случаях это становится причиной летальных исходов.

Благодаря эффекту рассеивания электрического тока опасность поражения шаговым напряжением уменьшается при удалении от точки соприкосновения аварийного провода с землёй. На расстоянии в пределах 20 м при нормальных условиях вероятность получения удара током уже стремится к нулю.

Причины его появления

В непосредственной близости от высоковольтных ЛЭП, на участках с кабельными коммуникациями представляет опасность возникновения такого явления, как шаговое напряжение. Возникает подобный эффект при различных обстоятельствах. Например, причиной появления может стать обрыв линии ЛЭП, при котором один из проводников упал на землю. Кроме того, опасность представляют и зоны, расположенные вокруг штатных заземлителей электрооборудования, при аварийных ситуациях с КЗ на землю.

Существует вероятность возникновения шагового напряжения и при пробое изоляции высоковольтных подземных кабелей при отказе автоматических защитных устройств, которые должны обесточить линию в аварийных ситуациях.

По этой причине не рекомендуется находиться в зонах расположения ЛЭП и подземных коммуникаций, особенно в условиях повышенной влажности, а тем более при дожде.

Виды шагового напряжения

Наиболее опасным считается шаговое напряжение, возникающее при одиночном заземлителе. К этому случаю можно приравнять ситуацию с упавшим на землю проводом ЛЭП. При этом максимальный потенциал будет именно в точке соприкосновения с поверхностью или в месте установки заземлителя.

За счёт рассеивания тока по грунту с увеличением расстояния от точки заземления величина потенциала падает, причём значение меняется по изогнутой кривой, с максимальным уменьшением именно на первом её участке. Поэтому самым опасным считается шаг, при котором одна нога расположена непосредственно на проводе или над заземлителем, а вторая на расстоянии 0,8–1 м. Потенциально опасным считается нахождение на расстоянии до 8 м при напряжении не более 1 кВ, а для высоковольтных сетей этот показатель уменьшается до 4-5 м.

Аналогичная картина наблюдается и при наличии групповых заземлителей, с той только разницей, что общий потенциал распределяется по всем заземляющим проводникам. То есть, общее шаговое напряжение (разница потенциалов) на расстоянии одного шага человека будет меньшим. А при нахождении ног на разных заземлителях никаких последствий ощущаться не будет, так как величина потенциала у них одинаковая.

Значения шагового напряжения

Из физических предпосылок возникновения такого эффекта становится понятным, что величина шагового напряжения зависит от величины удаления от заземлителя или упавшего провода, расстояния между ступнями ног.

 

При этом можно выделить следующие основные значения:

  • Максимальное — возникает в случаях, когда одна ступня находится на проводе или на грунте над заземлителем, а вторая на расстоянии 80–100 см. Это объясняется крутизной падения кривой графика зависимости потенциала от расстояния до точки заземления. Именно на этом участке разница потенциалов будет максимальной.
  • Минимальное значение возможно только при значительном удалении от точки контакта провода с землёй. В этой зоне уже не наблюдается рассеивание электрического тока, поэтому разница потенциалов не возникает при любой величине шага.
  • Нулевое значение характерно для тех ситуаций, когда ступни ног находятся на точках, для которых характерны одинаковые потенциалы. Такое становится возможным, если стать на элементы группового заземлителя или держать ступни практически вплотную.

Именно на этих данных и обоснованы правила выхода из зоны шагового напряжения, возникающей при аварийной ситуации. Практика показала, что придерживаться этих рекомендаций следует до тех пор, пока расстояния до центра зоне не превысит значение 20 м.

Перемещения в зоне шагового напряжения

Главная задача — ставить ноги так, чтобы между точками соприкосновения с землёй была минимально возможная разница потенциалов. В том случае никаких последствий для организма за исключением неприятного покалывания не наблюдается.

Так как изменить величину потенциалов человек не может, а оставаться на месте также не вариант, ведь неизвестно, сработает ли защитная автоматика или нет, безопасный выход возможен только при максимальном уменьшении величины шага. Поэтому рекомендуется покидать зону поражения «гусиным шагом». Этот способ предполагает следующие действия:

  • Не отрывайте ноги от поверхности земли, перемещайте ступни, перетягивая по грунту.
  • За каждый шаг переставляйте ногу так, чтобы пятка одно поравнялась с носком другой(рис.б).
  • Если делать такие шажки ещё меньшими, это может увеличить время выхода, но снизит риск поражения электрическим током.

Не рекомендуется прыгать на одной ноге, хотя такие советы можно услышать. Если рассматривать ситуацию с точки зрения разницы потенциалов, то такой вариант хорош. Но не стоит забывать об опасности споткнуться, попасть на кочку или в яму, ведь идеальных условий в поле не бывает. В результате таких происшествий удержаться на ногах будет сложно, а при падении разница потенциалов увеличится, так как расстояние между точками будет равняться росту человека. Именно такие падения становятся причиной большинства летальных исходов. Не спешите, передвигайтесь «гусиным шагом».

Выход из зоны шагового напряжения

Чтобы повысить свои шансы на спасение, при попадании в зону действия шагового напряжения действуйте по следующей схеме:

  • Если находитесь недалеко от ЛЭП, действующих трансформаторных подстанций, другого электрооборудования, при возникновении ощущения пощипывания в ногах, появлении судорог остановитесь.
  • Не предпринимайте попытки панического бегства, это основная ошибка, которую можно допустить.
  • Осмотритесь по сторонам, определите возможное место падения провода и КЗ на землю. Даже если видимых ориентиров нет, выбирайте направление движение на удаление от любых электрических линий или оборудования.
  • Выходите «гусиным шагом», минимальное пройденное расстояние должно быть не менее 20 м, лучше перестраховаться.

После выхода из опасной зоны немедленно сообщите в службу спасения, так как телефона энергоснабжающей организации у вас под рукой, скорее всего, не будет.

Не предпринимайте никаких действий для самостоятельной ликвидации аварии, тем более, не имея доступа к устройствам, позволяющим отключить питание отдельных участков сети или обесточить электрооборудование.

Как освободить человека

Какие-либо действия можно предпринимать только в тех случаях, когда есть угроза жизни другого человека. И то, только тогда, когда вы чётко знаете что делать и уверены в своих силах. Если авария произошла в районе действия линий до 1 кВ, действуют по следующей схеме:

  • К пострадавшему передвигаются «гусиным шагом».
  • Чтобы убрать с него провод, применяют заранее приготовленную сухую деревянную жердь.
  • Эвакуируют пострадавшего, предварительно обмотав руки сухой одеждой, она сыграет роль изолятора.

Если авария произошла на высоковольтной линии, то спасение возможно только при наличии СИЗ(диэлектрические перчатки, галоши) или после отключения линия. Ускорить процесс можно закоротив фазы, набросив на них ветку или проволоку. Если такой возможности нет, не старайтесь рисковать, это опасно для жизни. Вход в возможную зону поражения без индивидуальных защитных средств запрещён. Лучшая помощь — вызов спасателей.

Методы снижения шагового напряжения на предприятиях

На промышленных предприятиях используют простой метод, доказавший эффективность на практике. Для этого необходимо выровнять потенциалы в зоне возможного рассеивания электрического тока. Для этого монтируют групповые заземлители, выполненные в виде сетки с небольшим размером ячейки. Во всех точках потенциал будет одинаковым, поэтому даже при аварийных КЗ на землю эффект шагового напряжения не возникнет.

Подобная схема защиты применяется в местах установки открытых распределительных устройств, трансформаторных подстанций, мощного электрооборудования и электрических машин. Следует понимать, что обеспечить такую защиту на всём протяжении существующих линий ЛЭП вокруг каждой опоры невозможно, слишком дорого. Поэтому при обнаружении первых признаков (пощипывание, потряхивание), покидайте опасную зону, передвигаясь «гусиным шагом», не отрывая ног.

Все о шаговом напряжении — важно знать


Что такое шаговое напряжение

Как часто вы видите ток, протекающий по проводам? Всем известно, что ток невидим. Увидеть его, значит столкнуться с аварийной ситуацией лицом к лицу.

Например, при коротком замыкании в цепи образуется электрическая дуга.

Если оголенный провод падает на землю, такой реакции не происходит, но вокруг места касания этого провода будет напряжение. На расстоянии шага оно представляет большую опасность.

В этой и подобных ситуациях: разницу потенциалов между двумя точками электрической цепи тока, находящимися на расстоянии шага одна от другой, на которых одновременно стоит человек, называют шаговым напряжением или напряжением шага.

Чтобы разобраться откуда возникает данное напряжение рассмотрим причины.

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.


Поражение от ШН

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.

Вам это будет интересно Определение резонанса

Причины возникновения шагового напряжения

По принципу проводимости электрического тока все материалы делятся на проводники и диэлектрики. Так, например, земля являет проводником, особенно в сырую погоду. Если при обрыве провода линии электропередачи, он касается земли, то там образуется опасная зона, в которой и возникает напряжение шага.

Подобная ситуация происходит, когда молния попадает в молниеотвод, который соединён с электроустановкой. В этом случае образуется контакт между токопроводящими элементами установки и землей, на которой образуется зона под напряжением.

Причиной для образования зоны опасного напряжения шага может послужить:

  • Авария на электрической подстанции;
  • Короткое замыкание воздушных линий на улице или кабельных — в помещении.

Все вышеперечисленные случаи представляют опасность для людей и животных.

Причины

Опасное напряжение чаще всего возникает при обрыве электрического локального кабеля, поставляющего электричество к определенному объекту. Опаснее всего в такой момент человеку находиться на болоте, в воде или даже стоять на мокром асфальте, т. к. вода является превосходным проводником электрического тока.

О том, какое напряжение называют шаговым, изучается даже в школах, но, к сожалению, предугадать момент его появления и конкретное поле действия очень сложно. Оно может проявиться из-за перепадов атмосферного давления, возникновения взрыва на электрических подстанциях, при коротком замыкании на проводе в помещении или на улице, и даже от взаимодействия земли с молнией.

В чем заключается опасность

Представьте ситуацию: на земле лежит оборванный провод и как может показаться на первый взгляд не представляет никаких признаков угрозы, а ведь он может быть под напряжением.

Напомню, земля — хороший проводник электричества. Когда человек оказывается в непосредственной близости с проводом, он незаметно попадает под действие шагового напряжения. Опасность заключается в том, что между ног образуется разность потенциалов.

Попадая под воздействие электрического тока, человек пытается сделать шире шаг, а в этот момент разница потенциалов становится выше. В итоге непроизвольные судорожные сокращения мышц приводят к падению человека на землю.

При падении происходит увеличение расстояния между точками касания земли, что в свою очередь представляет повышенною опасность.

Когда мы говорим про оборванный провод, касающийся земли своим оголенным концом, то и не задумываемся какую опасность он может представлять. Чем выше напряжение поврежденной линии, тем более опасна зона действия этого напряжения.

Целые воздушные линии или кабельные системы не представляют опасности, но при аварийной ситуации природного или технического характера они представляют большую угрозу.

Например попадание молнии в молниеотвод, опору электропередач или просто в дерево, вызывает растекание электрического тока через проводники на землю. В этом месте и образуется опасная зона шагового напряжения.

Правило выживания гласит:

Во время грозы и молнии нужно подальше находиться от высоких деревьев, зданий и строений.

В сырую погоду вообще старайтесь не приближаться к открытым (неизолированным) электроприборам и технике. Помните, если одной ногой стоять на заземлителе, а второй на расстоянии шага от него, то к добру это не приведет. И учитывайте, что среднестатистическая длина шага мужчины, равна 0,81 м.

Тело человека включается в электрическую цепь, как нагрузка, и происходит вредное воздействие электрического тока на организм. Но если обувь человека сделана из не проводящих ток материалов, например в резиновых сапогах – вероятность получения травмы меньше.

Риском в данной ситуации может стать наличие алкоголя в крови и наличие открытых ран на ногах. Потому что данный факт влияет на проводимость человека. А так как кожа является защитным диэлектриком, то нарушение кожного покрова снимает вашу защиту.

Помимо проводимости, риском может стать температура окружающей среды. Ведь чем она выше, тем более опасно находиться в зоне риска.

Во всех ранее перечисленных случаях представлена опасность шагового напряжения для жизни человека, животных и особенно детей. Поэтому ограничьте игру ваших детей вблизи электроустановок.

Максимальный радиус

Чрезвычайно значимым показателем при перемещении по зоне токовой утечки считается определение радиуса действия. На уровень поражения человека электротоком оказывают действие следующие факты:

  • на какой дистанции от точки падения он находится;
  • на каких точках потенциала расположены ноги человека.


Максимальный радиус
Самая опасная зона проявляется, обычно, в радиусе 20 м от места падения провода, находящегося под напряжением. Необходимо не забывать, что сырая земля усиливает эффект воздействия и увеличивает радиус. Наиболее серьезным будет ШН от 5 до 8 м от места пробоя, при напряжении в сети более 1000 В. Когда напряжение в точке падения не превосходит 1000 В, то жизненно опасный радиус воздействия напряжения шага сокращается до 5 м.

Обратите внимание! Наибольший ущерб жизни человека будет причинен в той ситуации, если одной ногой пострадавший станет стоять на заземлителе, а второй — на шаговом расстоянии от точки заземления. Считается, что средний шаг зрелого мужчины равен примерно 0.80 м.

Зона опасности шагового напряжения

Зона растекания тока может быть в радиусе порядка 10 и более метров от места касания земли оборванного провода. Радиус зоны опасности, которая находится под напряжением, зависит от нескольких факторов.

Во-первых: расстояние от источника опасности. Чем удаленнее, тем опасность меньше.

Во-вторых: напряжение линии оборванного провода: 0,4; 1; 3; 6; 10; 35; 110; 220 кВ.

Если влажность земли, по которой будет протекать ток, будет выше нормы, то нужно принять во внимание, что в перечисленных выше случаях радиус действия увеличивается. Исходя из всех вышеперечисленных условий, особо опасной является зона, расположенная в радиусе 8-10 метров от источника.

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.

Важно! При возникновении аварийных ситуаций, связанных с обрывом силового кабеля, отключение подстанции происходит в несколько этапов. При срабатывании автоматики напряжение подаётся ещё раз с целью проверки восстановления связи. Оказавшись в зоне поражения, нужно помнить об этом.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

В радиусе действия напряжения необходимо передвигаться соблюдая технику безопасности.

Передвигаться нужно не отрывая ног от земли с шагом не более длины стопы. Ни в коем случае не касайтесь руками оголенных проводов и кабелей, пока не убедитесь, что напряжение снято!

Запрещается!

Бежать или двигаться по спирали в радиусе действия шагового напряжения.

Согласно правилам, передвижение ремонтного персонала в радиусе поражения током должно выполняться после проведения расчета предельного шагового напряжения и его радиуса.

Методы снижения шагового напряжения на предприятиях

На промышленных предприятиях используют простой метод, доказавший эффективность на практике. Для этого необходимо выровнять потенциалы в зоне возможного рассеивания электрического тока. Для этого монтируют групповые заземлители, выполненные в виде сетки с небольшим размером ячейки. Во всех точках потенциал будет одинаковым, поэтому даже при аварийных КЗ на землю эффект шагового напряжения не возникнет.

Подобная схема защиты применяется в местах установки открытых распределительных устройств, трансформаторных подстанций, мощного электрооборудования и электрических машин. Следует понимать, что обеспечить такую защиту на всём протяжении существующих линий ЛЭП вокруг каждой опоры невозможно, слишком дорого. Поэтому при обнаружении первых признаков (пощипывание, потряхивание), покидайте опасную зону, передвигаясь «гусиным шагом», не отрывая ног.

Расчет шагового напряжения

Рассчитывают величину напряжения по формуле:

Из формулы видно, что напряжение шага напрямую зависит от тока короткого замыкания, удельного сопротивления грунта и обратно пропорционально разнице потенциалов между двух точек грунта, умноженной на 2π.

Под двумя точками подразумевают разность соотношений между длиной до места аварии и суммой расстояний от места повреждения до субъекта и расчетную длину шага. При расчетах, шаг человека или животного принимают значение равное 0,7-1 метр.

Так как шаговое напряжение протекает сквозь землю, а она в свою очередь состоит из разных слоев грунта, то для проведения точных расчетов необходимо умножить сопротивление грунта на соответствующий коэффициент.

Пример расчета.

При токе замыкания на землю в 400 Ампер, сопротивлении грунта 150 Ом*м (суглинок), расстоянии от человека до места касания проводом земли в 15 метров и расстоянии шага 0,50 м мы получаем напряжение 20,5 Вольт.

Ток замыкания будет зависеть от напряжения сети и соответственно, чем он выше, тем больше напряжение шага. Отсюда и вытекает рекомендация по сокращению расстояния при ходьбе в опасной зоне. Но чем ближе к источнику опасности, тем напряжение больше в несколько раз.

На расстоянии от источника 10 метров напряжение шага, при тех же параметрах, будет уже 45 Вольт, что в свою очередь является небезопасным для человека.

Воздействие на человека

Шаговое напряжение, так же как и обычное напряжение, очень опасно для жизни и здоровья человека, т.к. при его воздействии протекает электрический ток. В зависимости от разных факторов величина тока может достигать очень опасного значения для человеческого организма.

Попадание под шаговое напряжение происходит в момент времени, когда ноги человека одновременно касаются двух разных точек на грунте. Чем больше расстояние между точками (больше и шире шаг), тем больше значение шагового напряжения и тем опаснее его воздействие на организм. В момент попадания человека под большое шаговое напряжение, у него происходят непроизвольные сокращения мышц ног, вследствие чего человек может попросту упасть.

Каждая точка на поверхности грунта в зоне распространения шагового напряжения обладает определённым потенциалом. Чем ближе к проводнику, тем больше электрический потенциал конкретной точки в зоне шагового напряжения и тем опаснее человеку находиться в данном месте. Чем дальше расстояние от находящегося на поверхности грунта высоковольтного провода, тем меньшим становится электрический потенциал и, соответственно, уменьшается вероятность поражения электрическим током.

Выход из зоны шагового напряжения

Когда вы поздно заметили оголенный провод, касающийся земли, то есть оказались в зоне действия, то передвигаться нужно «гусиным шагом», направляясь прямо от места касания провода в противоположную сторону.

Прыгать или передвигаться на одной ноге, как советуют некоторые люди — опасно!

Так как при падении все ваше тело окажется под действием того напряжения, от которого вы хотели уйти. В таком случае поражение будет нанесено всему организму. Будьте внимательны!

Как правильно перемещаться и выйти из зоны

Чтобы не стать жертвой электроудара поблизости оторванного провода ЛЭП, необходимо знать, как правильно передвигаться в зоне шагового напряжения. В первую очередь покидают область угрозы, удаляясь на неопасную дистанцию, как минимум 8 м. Во время перемещения в опасных участках токового влияния применяют «гусиный шаг».

Вам это будет интересно Особенности ШДУП У4

Важно! Прикасаться к объектам и людям в области растекания тока — запрещено.


Правильное перемещение

Для возможности покинуть зону ШН, не подвергаясь опасности, нужно соблюдать правила электрической безопасности:

  • Перемещаться по участку напряжения, применяя «гусиный шаг».
  • В период передвижения, пятка идущей ноги ставится к носку опорной.
  • Запрещено отделять подошву от грунта либо другого покрытия земли.
  • Размах шажков нужно уменьшать до максимальной степени.
  • Запрещено перемещаться по месту бегом или прыжками.
  • Запрещено двигаться в направление к лежащему кабелю.
  • Запрещено двигаться спирально.

Дополнительная информация! Для безопасного движения в зоне ШН, в частности для высвобождения человека, необходимо применять специальные электрозащитные средства — диэлектрические боты.

Первая помощь при поражении током

Постоянно думай о собственной безопасности!

  1. Начать оказание первой помощи необходимо немедленно. Первым делом нужно обязательно освободить пострадавшего от действия электрического тока.
  2. Затем сразу же вызвать скорую помощь!
  3. При отсутствии дыхания и сердцебиения приступить к искусственному дыханию и массажу сердца.
  4. По возможности наложить стерильную повязку на место электрического ожога.
  5. Обеспечить покой пострадавшему.

Пострадавшего независимо от его самочувствия следует направить в лечебное учреждение.

Что нельзя делать с пострадавшим и почему:

  • Закапывать в землю (будет затруднено дыхание, что повлияет на работу сердца)
  • Обливать водой (происходит охлаждение организма)
  • Загрязнять поверхность ожога (начинает развиваться столбняк или гангрена)

Как освободить человека

Если вы были не одни и ваш спутник впереди внезапно упал, попав в зону растекания шагового напряжения, потому что электроток вызвал непроизвольное сокращение мышц ног, не стоит бросаться к нему бегом. Нужно оценить ситуацию и подходить к нему мелкими шагами, обмотав руки сухой одеждой, оттянув пострадавшего из зоны поражения.

Под шаговое напряжение можно попасть и дома, прикоснувшись к включенному в сеть неисправному электроприбору, образовав таким образом электрическую цепь. Для избежания таких несчастных случаев в квартирном щитке необходимо установить УЗО либо организовывать систему заземления вместе с системой уравнивания потенциалов.

Что делать если на ваших глазах человек попал под действие электротока в помещении? Не паниковать, первым делом нужно разорвать цепь, выключив рубильник или автомат питания. Если нет такой возможности, сухим деревянным предметом, обмотав руки сухой одеждой, помня о своей безопасности, попытаться освободить пострадавшего этим предметом, откинув его или поместив между человеком и источником, чтобы разорвать цепь. На картинках ниже показаны меры, которые нужно предпринять для освобождения пострадавшего, в том числе после поражения шаговым напряжением:

Будет интересно➡ Правила безопасности при работе с электричеством


Радиус действия шагового напряжения

Освободив человека, оттяните его в безопасное место, прощупайте пульс и посмотрите на реакцию зрачков на свет. Вызовите скорую и начинайте экстренную сердечно-легочную реанимацию, искусственное дыхание и массаж сердца, до приезда бригады скорой помощи. Если пострадавший пришел в сознание положите его набок, чтобы внезапный рвотный рефлекс не попал в дыхательные пути. Более наглядные пошаговые действия вы можете узнать в нашей статье — как оказать помощь при поражении электрическим током. Помните что каждый пункт в правилах, это жизнь или горький опыт пострадавшего.

Правила техники безопасности при нахождении на электрифицированных участках пути. Правила безопасности вблизи оборванного провода воздушной линии электропередач Какие средства защиты необходимо использовать при обслуживании электроустановок

В случае обнаружения снижения сопротивления изоляции проводов проводник обязан вызвать поездного электромеханика.

Проверка СКНБ при приёмке вагона в рейс. Положение главного пакетного переключателя в пути следования.

Проводник при приёмке вагона в рейс обязан визуально проверить состояние датчиков СКНБ и проводов к ним, в вагоне включением тумблера в режим проверки убедиться в исправности Системы Контроля Нагрева Букс.

В пути следования главный пакетный переключатель обязательно должен находиться в положении «Нормальный режим», или если используется низковольтная аварийная магистраль в положении «Подача в магистраль» или «Питание от магистрали» соответственно.

Виды заземления электрооборудования в вагоне. Какое оборудование необходимо заземлять?

В пассажирских вагонах используется два вида заземления:

· защитное заземление (см. п.16 ) в вагоне заземлены на корпус вагона путём соединения с металлом кузова все корпуса потребителей электроэнергии (кожух котла отопления, электрощит, светильники, водоохладитель и другие электроустановки напряжением выше 42 В .)

· рабочее заземление обеспечивает условно-обратную цепь высоковольтного отопления вагона (с корпуса вагона на раму тележки, с тележки на корпус буксы и далее через колёсную пару на рельсы).

О том, какие электроустановки должны быть заземлены, см. п.15.

Какие бытовые и нагревательные электроприборы разрешается подключать в вагоне?

В пассажирских вагонах разрешается подключение адаптированных под напряжение вагона пылесосов, настольных ламп, если они предусмотрены конструкцией вагона и электробритв. Остальные электроприборы подключать запрещается.

При нахождении на электрифицированных участках пути необходимо соблюдать особую осторожность:

Запрещается приближаться к контактной сети на расстояние менее 2 м , т.е. подниматься на крышу вагона;

Запрещается приближаться к оборванному контактному проводу и находящимся на них посторонним предметам независимо от того, касаются они земли или заземлённых конструкций на расстоянии менее 8 м , так как существует опасность попадания в зону шагового напряжения.

На какое расстояние нельзя приближаться к контактной сети?

Запрещается приближаться к контактной сети на расстояние менее 2-х метров.

На какое расстояние нельзя приближаться к оборванному контактному проводу, находящемуся под напряжением? Меры безопасности при выходе их опасной зоны.

Запрещается приближаться к оборванному контактному проводу на расстояние менее 8-ми метров. Для выхода из опасной зоны применять меры безопасности, описанные в п. 10 .

При обнаружении оборванного контактного провода работником железнодорожного транспорта, последний должен оградить опасную зону и немедленно сообщить лично или через кого-либо ДСП об обнаруженном обрыве.

Таблица 1.1 Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением

1.3.4. Единоличный осмотр электроустановок, электротехнической части технологического оборудования может выполнять работник, имеющий группу не ниже III, из числа оперативного персонала, обслуживающего данную электроустановку в рабочее время или находящегося на дежурстве, либо работник из числа административно-технического персонала, имеющий группу V, для электроустановок напряжением выше 1000 В, и работник, имеющий группу IV, — для электроустановок напряжением до 1000 В и право единоличного осмотра на основании письменного распоряжения руководителя организации.

Осмотр ВЛ должен выполняться в соответствии с требованиями пп. 2.3.15, 4.15.72, 4.15.73, 4.15.74 настоящих Правил.

1.3.5. Работники, не обслуживающие электроустановки, могут допускаться в них в сопровождении оперативного персонала, имеющего группу IV, в электроустановках напряжением выше 1000 В и имеющего группу III — в электроустановках напряжением до 1000 В, либо работника, имеющего право единоличного осмотра.

Сопровождающий работник должен следить за безопасностью людей, допущенных в электроустановки, и предупреждать их о запрещении приближаться к токоведущим частям.

1.3.6. При осмотре электроустановок разрешается открывать двери щитов, сборок, пультов управления и других устройств.

При осмотре электроустановок напряжением выше 1000 В не допускается входить в помещения, камеры, не оборудованные ограждениями (требования к установке ограждений приведены в Правилах устройства электроустановок) или барьерами, препятствующими приближению к токоведущим частям на расстояния, менее указанных в табл. 1.1. Не допускается проникать за ограждения и барьеры электроустановок.

Не допускается выполнение какой-либо работы во время осмотра.

1.3.7. При замыкании на землю в электроустановках напряжением 3-35 кВ приближаться к месту замыкания на расстояние менее 4 м в ЗРУ и менее 8 м — в ОРУ и на ВЛ допускается только для оперативных переключений с целью ликвидации замыкания и освобождения людей, попавших под напряжение. При этом следует пользоваться электрозащитными средствами.

1.3.8. Отключать и включать разъединители, отделители и выключатели напряжением выше 1000 В с ручным приводом необходимо в диэлектрических перчатках.

1.3.9. Снимать и устанавливать предохранители следует при снятом напряжении.

Допускается снимать и устанавливать предохранители, находящиеся под напряжением, но без нагрузки.

Под напряжением и под нагрузкой допускается заменять: предохранители во вторичных цепях, предохранители трансформаторов напряжения и предохранители пробочного типа.

1.3.10. При снятии и установке предохранителей под напряжением необходимо пользоваться:

в электроустановках напряжением выше 1000 В — изолирующими клещами (штангой) с применением диэлектрических перчаток и средств защиты лица или глаз;

в электроустановках напряжением до 1000 В — изолирующими клещами или диэлектрическими перчатками и средствами защиты лица и глаз.

1.3.11. Двери помещений электроустановок, камер, щитов и сборок, кроме тех, в которых проводятся работы, должны быть закрыты на замок.

1.3.12. Порядок хранения и выдачи ключей от электроустановок определяется распоряжением руководителя организации. Ключи от электроустановок должны находиться на учете у оперативного персонала. В электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, ключи могут быть на учете у административно-технического персонала.

Ключи должны быть пронумерованы и храниться в запираемом ящике. Один комплект должен быть запасным.

Ключи должны выдаваться под расписку:

работникам, имеющим право единоличного осмотра (в том числе оперативному персоналу), — от всех помещений;

при допуске по наряду-допуску — допускающему из числа оперативного персонала, ответственному руководителю и производителю работ, наблюдающему — от помещений, в которых предстоит работать.

Ключи подлежат возврату ежедневно по окончании осмотра или работы.

При работе в электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, ключи должны возвращаться не позднее следующего рабочего дня после осмотра или полного окончания работы.

Около трети всех случаев электротравматизма среди населения происходит из-за соприкосновения или приближения людей к провисшим и оборванным проводам.

СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНО ПРИБЛИЖАТЬСЯ:

  • к проводу, лежащему на земле.
  • к проводам, провисшим низко над землёй.
  • к деревьям, постройкам, машинам, которых касается оборванный провод.

Не подходите к таким объектам. Не пытайтесь поднять провод, убрать его с дороги.

    1. Не паникуйте. Не бросайтесь бежать из зоны поражения. Замрите, глубоко вдохните, оглянитесь по сторонам.

    2. Отсчитайте 8 м от точки, в которой провод касается земли. 8 м — радиус зоны поражения . Визуально расстояние аналогично длине рейсового автобуса.

    3. Прибавьте к полученному расстоянию еще несколько метров, чтобы учесть погрешности глазомера.

    По городской легенде, в советские времена шпионы прыжками приближались к секретным объектам, охраняемым электрическим током

    Выходите из зоны поражения «гусиным шагом» : сведите ноги вместе, не отрывайте их друг от друга и от земли, передвигайтесь мелкими-мелкими скользящими шажками. Таким образом, при ходьбе обе ноги будут находиться практически в одной точке с одним электрическим потенциалом — напряжение между ними не возникнет. Альтернативный способ: покинуть зону шагового напряжения прыжком на одной ноге. Данный способ небезопасен, так как потеря равновесия и падение повлекут за собой неизбежное поражение током.

    4.

    5. Немедленно сообщите об оборванном проводе:

    • 112 .
    • 8-800-333-02-52.
    • 03 .

    6.

    • Сообщите лицу, ответственному за хозяйство (например, председателю Правления садово-огородного товарищества)
  • 1. Признаки поражения электрическим током: судороги, неожиданное падение человека на улице.

    2. Прежде чем приблизиться к пострадавшему, проверьте на расстоянии 8 м. от пострадавшего наличие оборванного или провисшего провода, касающегося земли, строений, деревьев, забора. Поражение электрическим током со стороны может быть принято за обморок или сердечный приступ.

    3. Если у Вас есть подозрения, что травма прохожего может иметь электрическую природу, не приближайтесь к пострадавшему. Известны случаи, когда неравнодушные люди погибали при попытке приблизиться к пораженному электрическим током.

    Оказывать первую помощь пострадавшему вблизи оборванного провода можно только после отключения питания высоковольтной линии электропередачи.

    Предпринять попытку освободить пострадавшего от напряжения используя средства электрозащиты можно ТОЛЬКО если есть 100% уверенность что это провод низкого напряжения (до 1кВ) .

    4. Немедленно сообщите о несчастном случае по телефону службы спасения 112, вызовите скорую помощь по телефону 03.

    5. Предупредите прохожих об опасности:

    • Организуйте охрану места повреждения;
    • Обращайтесь к прохожим с предупреждением;
    • Во время наводнения 2012 г. в Геленджике пятеро человек погибло от поражения электрическим током. Мужчина переходил глубокую лужу рядом с трансформаторной будкой, его ударило током и он скончался на месте. На помощь поспешили две женщины и мужчина. Как только они приблизились к трупу, их тоже поразил сильный электрический разряд. Увидев это, еще один мужчина решил помочь пострадавшим, которые были уже мертвы, и также получил смертельную электротравму.

  • 1. При падении провода на машину водитель должен немедленно остановить машину. Если при этом можно освободить машину от оборванного провода передвижением машины, то это необходимо сделать как можно быстрее


    2. В случае соприкосновения подъемного механизма или других частей машины с токоведущими проводами водитель должен как можно быстро разорвать контакт и отвести подвижную часть механизма от токоведущих частей. Наблюдающий должен сообщить о случившемся владельцу линии и вызвать аварийную бригаду.


    3. Если провод низкого напряжения — изолирующих свойств автопокрышек достаточно для его изоляции от земли. Автомобиль будет под напряжением линии, но ток по нему не потечет. Немедленно звоните по телефону службы спасения 112 . Не выходите из машины и ожидайте помощь.


    4. Если провод напряжения более 1кВ , оно пробъет покрышки — ток будет по корпусу автомобиля утекать на землю. В этом случае, если нет возгорания, находиться в салоне безопасно. Немедленно звоните по телефону службы спасения 112. Не выходите из машины и ожидайте помощь.


    5. Электрический ток напряжением более 1 кВ, протекающий по шинам, вызывает физическое разрушение резины и пробой изоляции. Возгорание шин — сигнал к эвакуации.


    6. Эвакуация из автотранспортного средства:

    • Если у Вашей обуви неустойчивая подошва (например, каблуки) — снимите ее, эвакуируйтесь босиком. Толщина подошвы недостаточна для защиты от электрического тока. А вот потеря равновесия будет смертельной.
    • Выпрыгивайте одновременно на обе плотно сомкнутые ноги.
    • Если вы эвакуируетесь из автобуса — выходите в дальнюю от контакта с проводом дверь.
    • При эвакуации не касайтесь корпуса автотранспортного средства.
    • Отходите из зоны поражения «гусиным шагом»: сведите ноги вместе, не отрывайте их друг от друга и от земли, передвигайтесь мелкими-мелкими скользящими шажками. Таким образом, при ходьбе обе ноги будут находиться практически в одной точке с одним электрическим потенциалом — напряжение между ними не возникнет.
    • Старайтесь не терять равновесие, не увеличивайте ширину шага, не касайтесь земли рукой, не опирайтесь на посторонние предметы, не касайтесь других людей.
    • Отойдите от контакта с проводом на расстояние не менее 8 м. — визуально равно длине рейсового автобуса.

    7. Немедленно сообщите об оборванном проводе:

    • По единому телефону службы спасения 112.
    • В ПАО «МРСК Северо-Запада» по телефону бесплатной «горячей линии»: 8-800-333-02-52.
    • Если есть пострадавшие, вызовите скорую помощь по телефону 03.

    8. Предупредите прохожих об опасности:

    • Организуйте охрану места повреждения;
    • Обращайтесь к прохожим с предупреждением;
    • Не приступайте к работе и не покидайте место падения провода до приезда ремонтной бригады
    • Организуйте оказание первой помощи пострадавшим
    • Примеры несчастных случаев на территории РФ

      • В 2012 г. при падении строительного крана были повреждены опоры ЛЭП, и оборванные провода обмотали заднюю часть проезжающего пассажирского автобуса. Пассажиры оставались в салоне. После того, как на этом участке было отключено электричество, примерно через час после аварии, пассажиры покинули автобус. Пострадавших нет.
      • Рейсовый автобус зацепил провисший провод ЛЭП 35 кВ и оборвал его. Через некоторое время шины автобуса загорелись, пожар перекинулся на корпус. При выходе в переднюю дверь трое пассажиров попали под действие электрического тока и погибли на месте. Остальные пассажиры эвакуировались через задние двери и не пострадали.
      • Водитель «КАМАЗа» при отсыпке грунта двигался с поднятым кузовом по обочине дороги в охранной зоне линии электропередачи и зацепил один из проводов линии 10 кВ. При выходе из машины, держась за ручку двери машины, он ступил на землю и был поражен смертельно поражен электрическим током.

Наиболее распространенные причины обрыва провода линии электропередачи:

  • Падение дерева на провода во время грозы, урагана, снежной бури;
  • Повреждение опоры в результате автомобильной аварии;
  • Провисание провода в результате перепада температур / под тяжестью снега.
  • В электрических сетях низкого напряжения при обрыве провода электроэнергия по нему продолжает поступать, т.к. изменение силы тока в сети недостаточно для срабатывания систем защиты. Удельное электрическое сопротивление грунта составляет минимум 60 Ом*м. Если бы сопротивление грунта было ниже — аналогично сопротивлению металла, падение провода на землю завершилось бы коротким замыканием и отключением ЛЭП. Но величина сопротивления грунта недостаточна для срабатывания защиты от максимальных токов. При этом величины сопротивления грунта — особенно влажного — достаточно, чтобы он выступил в роли проводника электрического тока.

    Таким образом, при падении электрический провод замыкается «на землю» и возникает новая цепь: ток продолжает утекать в землю, а чувствительности защит недостаточно чтобы его отключить . И если в этот момент без средств электрозащиты коснуться провода или оторвать его от земли, человек становится проводником тока между проводом и землей — это смертельно опасно и шансов выжить в данном случае мало.

    В электросетях напряжением 1-35кВ по технологическим причинам защиты настроены таким образом, что при обрыве одного провода и касания им земли линия не отключается. Опасность аналогична обрыву провода низкого напряжения и усугубляется риском попасть под действие шагового напряжения.

    Невозможно определить степень опасности оборванного провода. В отличие от утечки газа или пожара, электричество не имеет видимых признаков присутствия опасности или запаха, которые могли бы вызвать беспокойство. Человек узнает о том, что попал в зону воздействия электрического тока, когда уже слишком поздно что-либо предпринимать. Электрический ток поражает внезапно и мгновенно.

    Поэтому любой провод заведомо считайте находящимся под напряжением. Даже отключенного провода лучше опасаться, даже если до вас его трогали два десятка человек. В момент, когда вы взяли его в руки, кто-то за несколько сотен метров от Вас может в любой момент времени подать на него напряжение.

    Признаки, однозначно указывающие, что провод находится под напряжением:

    • испарение влаги из почвы вокруг опоры, таяние снега
    • возникновение электрической дуги на стойках и в местах заделки опоры в грунт.
    • искрение в месте соприкосновения с землей.
  • Из оборванного провода по грунту расходятся невидимые концентрические круги электрического напряжения — электричество как бы «растекается» по почве. В точке вхождения тока в землю наблюдается высокое напряжение (потенциал равен потенциалу на проводе). По мере удаления от этой точки напряжение снижается и на краю круга оно равно практически нулю.

    РАДИУС ЗОНЫ ПОРАЖЕНИЯ — ДО 8 м.

    Таким образом, любая точка в зоне поражения получает определенный потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. В момент, когда Ваши ноги касаются двух точек земли, имеющих разные электрические потенциалы, между ногами возникает шаговое напряжение, равное разности потенциалов между этими точками, и из ноги в ногу начинает проходить электрический ток.

    При попадании под шаговое напряжение мышцы ног непроизвольно судорожно сокращаются, пострадавший падает на землю. Ток начинает проходить между новыми точками опоры — в том числе от рук к ногам, что чревато поражением внутренних органов и смертельным исходом.

    • Примеры несчастных случаев на территории РФ

      • Пятнадцатилетний мальчик, проезжая на лошади под провисшими проводами воздушной линии 6 кВ, коснулся головой провода. Он погиб, была убита и лошадь.
      • Семья отдыхала па берегу реки, поставив палатку под проводами воздушной линии электропередачи. От ветра дерево упало на провода, оборвав провод, и он упал на землю вблизи 15-летней девушки, которая в это время загорала около палатки. Девушка была смертельно поражена электрическим током. Ее мать, пытаясь оказать помощь, приблизилась к телу дочери и тоже погибла.
      • В 2013 г. во время грозы оборванный провод телефонной линии, запутавшийся в ветках деревьев, замкнул линию электропередачи с землей. Четырехлетний мальчик приблизился к проводу и был поражен, мать, пытаясь сына, также погибла.
  • 1. От длины шага — чем шире шаг, тем опаснее поражение.

    2. От удельного сопротивления грунта — влажный грунт проводит электричество лучше, чем сухой. От поражающего эффекта токов низкого напряжения может защитить обувь с толстой резиновой подошвой.

    3. От силы протекающего тока — при оборванном проводе ЛЭП 110 КВ на расстояние шага разница потенциалов составляет 5500 вольт. То есть эффект от шага равнозначен прикосновению к электродам с напряжение между ними до 4000 вольт. Ни одна пара обуви, даже боты электромонтера, не смогут защитить от напряжения такой величины.

Одной из наиболее распространенных аварийных ситуаций в электрических сетях является обрыв провода воздушной линии электропередач. Как правило, большую опасность представляют линии электропередач тех электрических сетей, которые работают в режиме изолированной нейтрали, при котором однофазное замыкание на землю — то есть падение провода на землю не приводит к обесточению линии.

Такие линии после падения провода могут находиться в работе некоторое время, пока не будет обнаружено повреждение. Это высоковольтные линии напряжением 6, 10, 35 кВ.

В электрических сетях напряжением 110 кВ и выше любое замыкание на землю является аварийным режимом и обычно отключается быстродействующими защитами. То есть при падении провода на землю в данных электрических сетях линия за доли секунды обесточивается. Но, как правило, не каждый человек знает, как определить класс напряжения линии и соответственно нужно знать как себя вести в случае обнаружения оборванного провода ЛЭП. Рассмотрим правила безопасности, которые следует соблюдать в случае нахождения вблизи оборванного провода ВЛ.

Чем опасно падение провода на землю?

Для начала рассмотрим вопрос о том, чем же опасно падение провода на землю. При падении провода, находящегося под напряжением, на землю или на токопроводящую поверхность происходит растекание токов замыкания. На открытой местности токи растекаются в радиусе восьми метров от точки соприкосновения провода с землей. Если человек попадает в радиус действия токов замыкания на землю, то он попадает под так называемое .

Шаговое напряжение – это такое напряжение, которое возникает между двумя точками поверхности, в данном случае земли, на расстоянии шага человека. То есть если человек в зоне действия токов замыкания на землю делает шаг, то он попадает под шаговое напряжение.

Для того чтобы не попасть под напряжение шага вблизи оборванного провода линии электропередач необходимо соблюдать несколько правил.

Первое, что следует сделать – это покинуть опасную зону, то есть необходимо удалиться от оборванного провода на расстояние более 8 м. Передвигаться в зоне действия токов замыкания на землю нужно «гусиным шагом», не отрывая ноги друг от друга. При этом запрещается прикасаться к каким-либо предметам и другим людям, находящимся в опасной зоне.

Иногда встречаются рекомендации по перемещению в зоне растекания токов прыжками на сомкнутых двух или одной ноге. Сам по себе такой способ перемещения в зоне растекания токов замыкания на землю безопасный, так как при этом ноги человека не разомкнуты, человек касается земли одной точкой. Но при таком способе перемещения можно споткнуться и стать на две ноги на расстоянии шага или упасть на руки. В этом случае человек попадает под действие шагового напряжения, так как соприкасается с землей в двух удаленных друг от друга точках. Поэтому перемещаться из зоны растекания токов замыкания на землю наиболее безопасно «гусиным шагом».

Для работников электроустановок важно знать, что растекание токов замыкания происходит и внутри помещений. В данном случае при падении провода, находящегося под напряжением, токи растекаются на расстояние до четырех метров от места соприкосновения провода с поверхностью пола или токопроводящей поверхности.

Свободное перемещение в зоне растекания токов замыкания, как в помещении, так и за его пределами, возможно только с применением специализированных электрозащитных средств — диэлектрических бот или диэлектрических галошей.

При обрыве провода в местах, где возможно появление людей, до обесточения поврежденной линии необходимо предупреждать приближающихся к месту падения провода людей о возможной опасности удара током.


Правила поведения при обнаружении человека пораженного электрическим током от оборванного провода

Отдельно следует рассмотреть действия в случае обнаружения человека, попавшего под напряжение. В первую очередь следует помнить о том, что до снятия напряжения с поврежденной линии без средств защиты к человеку, попавшего под действие напряжения, приближаться нельзя. То есть необходимо обесточить участок электроустановки или электрической сети, в котором человек оказался под напряжением. Если это невозможно выполнить быстро, то необходимо освободить человека от действия электрического тока или электрической дуги. Правила безопасности при этом следующие.

Если несчастный случай произошел в бригаде энергетиков, производящих ремонтные работы, то, как правило, в наличии есть необходимые средства защиты – диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, защитная каска и спецодежда. В таком случае освобождение человека, попавшего под напряжение, осуществляется с применением перечисленных защитных средств.

Также у бригады энергетиков должна быть связь с вышестоящим персоналом, дежурным диспетчером электрических сетей. Поэтому в случае поражения электрическим током человека в результате приближения к оборванному проводу линии электропередач необходимо связаться с дежурным диспетчером для принятия мер по снятию напряжения с поврежденной линии электропередач.

В случае отсутствия , приближение к человеку, получившего удар электрическим током, возможно только «гусиным шагом». Главная задача – освободить человека от действия электрического тока. В случае попадания человека под действие шагового напряжения, его необходимо вытащить за пределы опасной зоны растекания токов. Если человек попал напряжение в результате непосредственного прикосновения к проводу, то следует перед транспортировкой пострадавшего провод откинуть в сторону. Руками провод трогать запрещено, для перемещения провода следует предварительно найти сухую палку.

После того, как человек будет освобожден от действия электрического тока, ему необходимо оказать первую помощь и вызвать скорую помощь для транспортировки пострадавшего в больницу.

Следует отметить, что помимо оборванных проводов, опасность представляют и чрезмерно провисшие провода линии электропередач. Провисание провода может возникнуть из-за ненадежного его крепления, соскакивания изолятора с траверсы опоры. В таком случае высока вероятность падения провода на землю или непосредственно на находящего под линией электропередач человека. Если это высоковольтная линия электропередач, то чрезмерное провисание оголенного провода может привести к поражению электрическим током человека, при условии нахождения человека вблизи провода на недопустимом расстоянии.

Для каждого значения напряжения есть свое значение минимально допустимого расстояния, на котором человек может находиться вблизи провода или другой части электроустановки, находящихся под рабочим напряжением. Например, для провода линии 110 кВ безопасное расстояние составляет 1 м, в случае нахождения человека на более близком расстоянии к проводу, он будет поражен электрическим током.

Также большую опасность представляют собой провода, которые непосредственно земли не касаются, но соприкасаются с другими элементами – деревьями, автомобилями, строительными конструкциями и т.д. В таком случае расстояние, на которое растекаются токи замыкания на землю, может быть значительно больше восьми метров.

Каждому человеку известно, что если перед ним находится обрыв высоковольтной сети, и провод лежит на земле, то это может представлять опасность. В действительности данное утверждение относится только к ЛЭП, напряжение которых составляет до 25 кВ, так как они отключаются только после обнаружения обрыва. Если же сеть имеет напряжение 110 кВ и более, после обрыва и падения провода на землю ее питание немедленно отключается автоматически.

Но обычный человек вряд ли об этом знает и не сможет распознать, какая именно сеть перед ним находится, так что в любом случае требуется выполнять правила безопасности при обнаружении обрыва.

Что такое шаговое напряжение

Шаговое напряжение – это основная опасность для человека, оказавшегося поблизости от упавшего на землю электропровода ЛЭП. От места касания проводом земли электрический ток начинает растекаться по земле, постепенно слабея, на расстояние не менее 8 метров. При этом между отстоящими одна от другой точками земли возникает разность потенциалов. Если человек идет и касается земли в двух точках, через его тело начинает протекать вызванный этой разницей потенциалов электрический ток, представляющий смертельную опасность. Такое напряжение и называется шаговым. Провод, не касающийся земли, а упавший на дерево, автомобиль или здание, не менее опасен: в таком случае зона шагового напряжения может быть увеличена.

Основное правило, позволяющее избежать шагового напряжения, заключается в исключении касания земли одновременно в двух точках. Передвигаться можно только «гусиным шагом», не отрывая ноги одну от другой и не касаясь при этом никаких предметов или людей, оказавшихся в области поражения.

В принципе, можно передвигаться прыжками на одной ноге или на двух ногах, соединенных вместе, или бежать, тогда в каждый момент времени земли касается только одна нога. Но этот способ – более рискованный, поскольку существует риск споткнуться, упав на руки, при этом попав под воздействие шагового напряжения. Поэтому «гусиный шаг» является самым безопасным способом оставить опасную зону.

Если человек оказался под напряжением, что делать?

Прежде всего, необходимо принять меры по отключению оборванной сети, сообщив дежурному диспетчеру об аварии. Если же это невозможно, человека необходимо как можно быстрее избавить от воздействия электрического тока. Подойти к нему можно исключительно «гусиным шагом», после чего оттащить его за пределы воздействия шагового напряжения. Если провод касается тела человека, откинуть его в сторону можно только сухой палкой.

Если речь идет о бригаде электриков, выполнявших ремонтные работы, то они, как правило, имеют диэлектрическую обувь, позволяющую передвигаться в районе провода безопасно. Такие бригады обычно имеют радиосвязь с диспетчером, которому могут сообщить о необходимости отключить высоковольтное оборудование . Вытащив человека из опасной зоны, необходимо вызвать врачей для оказания ему помощи и транспортировки его в больницу.

Опасность провисших проводов

Провисший с опоры ЛЭП по различным причинам электрический провод может быть опасен для человека, даже если он не касается земли. Так, если сеть имеет напряжение 110 кВ, током может быть поражен человек, находящийся на расстоянии менее одного метра от провисшего провода, поэтому приближаться к нему категорически запрещается.

Программа обучения на первую группу по электробезопасности – УЦ «Гармония»

Поражение электротоком относится к числу наиболее распространенных видов несчастных случаев на производстве. При этом статистика свидетельствуют, что около 70 % таких несчастных случаев происходит по причине нарушений требований правил по охране труда.

Электрический ток очень опасен по целому ряду причин:

  • человек не ощущает его дистанционно;
  • он не только наносит поражение в месте непосредственного контакта и по пути протекание через тело, но им может приводить к нарушению работы целого ряда органов и систем организма человека;
  • электротравма может быть получена даже без прямого контакта человека с токоведущими частями.

Программа обучения на 1 группу по электробезопасности рассчитана на приобретение знаний и навыков в отношении особенностей воздействия тока на организм человека, основных видов и причин электротравм, а также оказания первой помощи пострадавшим от удара электротоком. Рассмотрим темы программы.

Действие тока на организм

Электрический ток может оказывать следующие виды действия на организм человека:

  • Биологическое действие. Непосредственное воздействие на клетки, вызывающее судорожные сокращения мышц, нарушение работы системы кровообращения, органов дыхания, нервной системы. В результате судорог при тяжелой электротравме возможно моментальное наступление смерти.
  • Электролитическое действие. Происходит электролиз органических жидкостей в организме, включая плазму крове, что может вызвать нарушение их состава и свойств.
  • Термическое действие. При поражении током могут возникать ожоги контактирующих частей тела, а также перегрев отдельных внутренних органов.
  • Механическое действие. При судорожных сокращениях мышц возможно расслоение тканей и даже отделение частей тела.

Распространенные причины поражения электротоком

К основным причинам поражений человека электрическим током на производстве относят:

  • Прикосновение человека к находящимся под напряжением токоведущим частям.
  • Появление напряжение на открыты токопроводящих элементах оборудования, например, на корпусе.
  • Появление напряжения на отключенных токоведущих частях при выполнении работ, например, ошибочное включение оборудования.
  • Шаговое напряжение.

Шаговое напряжение

При обрыве проводов ЛЭП или кабелей, при пробое изоляции оборудования, а также в других случаях замыкания электрической цепи с высоким напряжением на землю, на ее поверхности возникает зона растекания тока. Ее величина зависит от действующего напряжения и от характеристик грунта, как правило, радиус зоны растекания не превышает 8 метров. Если в зоне растекания оказывается человек, то на длине его шага возникает так называемое шаговое напряжение, равное разности потенциала в точках расположения стоп. В результате через тело человека начинает проходить ток. Величина напряжения шага зависит от места расположения человека и от дистанции между стопами. Например, если человек располагается недалеко от центра зоны растекания, а расстояние между стопами составляет 60-90 см, то удар тока может быть смертельным.

Для защиты от шагового напряжения используются диэлектрические боты и галоши. При отсутствии средств защиты выходить из зоны растекания необходимо короткими шажками. При этом нельзя отрывать одну ногу от другой. Нельзя двигаться прыжками на одной ноге, потому что это может привести к падению на руки, что приведет к значительному повышению шагового напряжения и поражению жизненно важных органов.

Электротравмы

Электротравмы разделяют два основных вида: местные травмы и электрические удары. Местные электротравмы представляют собой нарушения целостности тканей в результате воздействия тока. К их числу относятся: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия.

Электрический удар представляет собой возбуждение тканей с судорожными сокращениями мышц в результате прохождения через тело электрического тока. Степени электрического удара:

  1. 1 степень – судорожное сокращение мышц пострадавшего без потери сознания;
  2. 2 степень – потеря сознания с сохранением сердечной деятельности и дыхания;
  3. 3 степень – потеря сознания с нарушением сердечной деятельности и/или дыхания;
  4. 4 степень – потеря сознания с отсутствием сердечной деятельности и дыхания (клиническая смерть).

Факторы, определяющие степень поражения током

Степень тяжести поражения человека электротоком определяется следующими факторами:

  • Сила тока. Чем выше сила тока, тем более опасным является его воздействие. Ток от 100 мА считается смертельным для человека.
  • Вид тока. При напряжении до 260-300 В переменный ток более опасен. При более высоких значениях напряжения более опасным становится постоянный ток за счет электролитического действия и выраженного воздействия на сердечную деятельность.
  • Частота тока. Опасность воздействия переменного тока снижается при увеличении частоты. Промышленная частота 50 Гц представляет серьезную опасность появления судорог и фибрилляции желудочков сердца.
  • Время воздействия электротока. Чем более продолжительным является воздействие тока, тем больше опасность.
  • Путь прохождения тока через тело. Один из основных травмирующих факторов. Наибольшую опасность представляет путь, при котором ток проходит через жизненно важные органы (сердце, мозг, легкие).
  • Сопротивление тела. Индивидуальный фактор для каждого человека. Зависит, в том числе, от физического и психоэмоционального состояния.

Классификации помещений по степени опасности поражения током

Различают следующие четыре категории помещений по опасности поражения электротоком: безопасные помещения, помещения с повышенной опасностью, особо опасные помещения, территории размещения наружных электроустановок (приравниваются к особо опасным помещениям).

Для помещений с повышенной опасностью характерными условиями являются: сырость (продолжительно превышение относительной влажности 75 %) или наличие в воздухе токопроводящей пыли, полы из токопроводящих материалов, высокая температура (выше 35 °С более суток), наличие электрооборудования. Для особо опасных помещений характерно наличие особой сырости (относительная влажность около 100 %), наличие химически активной или органической среды, наличие не менее 2 факторов повышенной опасности.

Поражение молнией

Смертность при поражениях молниями превышает 30 % случаев. Кроме того, у выживших за счет больших значений токов грозовых разрядов зачастую наблюдаются сильные ожоги и другие травмы. В большинстве случаев последствия поражения молниями сопоставимы с последствиями тяжелых электрических ударов (с более отчетливыми признаками).

Для предотвращения поражения молнией необходимо избегать открытых участков во время грозы, не приближаться к отдельно стоящим высоким объектам (опоры, столбы, деревья), а также держаться подальше от водоемов.

Меры по обеспечению электробезопасности

На производстве применяется широкий перечень мер безопасности различного характера. В том числе должна применяться соответствующая изоляция, соблюдаться безопасные расстояния до токоведущих частей, использоваться блокирующие и отключающие устройства, эффективное заземление и т.д. Кроме того, на предприятиях используются различные технологические решения (выравнивание потенциалов, использование малых напряжений, применение оборудования для снижения напряженности и т.д.). Организационные меры предусматривают использование плакатов, надписей, предупреждающей сигнализации.

Меры безопасности в быту предписывают использование только исправного электрооборудования с исправной изоляцией токоведущих частей. При любом подозрении на неисправность электрооборудование должно отключаться и передаваться в ремонт. Немедленное отключение оборудования необходимо при ощущении даже слабого воздействия тока. Также предусматривается ряд других требований.

Плакаты и знаки безопасности

Плакаты и знаки безопасности могут быть переносными и постоянными. Они подразделяются на четыре группы: запрещающие, предупреждающие, предписывающие, указательные.

Применяются плакаты и знаки безопасности для следующих целей:

  • запрет действий с коммутационным оборудованием, ошибочное включение которого может привести к подаче напряжения в зону выполнения работ;
  • предупреждение о приближении к находящимся под напряжением токоведущим частям;
  • разрешение ведения работ или выполнения других действий, при условии соблюдения определенных требований безопасности;
  • указание мест размещения определенных устройств и оборудования.

Оказание первой помощи при поражении током

Помощь при поражении электротоком оказывается в следующей последовательности:

  1. пострадавшего необходимо освободить от действия тока и оценить его состояние;
  2. определить фактор, представляющий основную угрозу для жизни пострадавшего, оценить тяжесть и характер поражения;
  3. обеспечить восстановление проходимости дыхательных путей, выполнить искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и другие меры первой помощи при необходимости (наложение повязки, наложение шины на место перелома и т.д.).
  4. вызывать медиков;
  5. поддерживать жизненные функции пострадавшего до прибытия медиков.
Важно принимать меры по спасению пострадавшего срочно. При этом необходимо соблюдать требования безопасности и методики оказания первой медицинской помощи.

Шаговое напряжение — Chip Stock

Что такое шаговое напряжение

В начале прошлого века произошло чрезвычайное событие, повлекшее за собой внезапную гибель лошади и удары током многих людей, проходивших по мостовой, где погибла лошадка. Это явление вызвало необычайный интерес.

Оказалось, что в том месте, в силу технических причин, возникло шаговое напряжение.

Такое происходит в местах, где на землю упал оборванный электрический провод. Если электропровод, находящийся под электрическим напряжением, внезапно обрывается и падает на землю, то участок земли, где находится провод, становится проводником тока.

Обратите внимание

Такая зона очень опасна для жизни живых организмов (людей и особенно животных). Дело в том, что не существует  особых признаков, предвещающих беду, кроме лежащего на земле провода.

Что такое шаговое напряжение

Причиной могут послужить перепады в давлении атмосферы, повреждения подстанций, ситуации короткого замыкания в цепи и даже молния. Шаговое напряжение может возникнуть во время грозы, когда разряд попадает в дерево, линии электропередач, громоотводы.

При попадании, ток распространяется по поверхности грунта на десятки метров с проявлением шагового напряжения.

Опасность сохраняется в радиусе примерно 20 метров и зависит от напряжения в линии, от состава грунта, а, следовательно, его удельного сопротивления, от влажности почвы и др.

Человек, шагая по земле, касается двух точек, которые в это время находятся в области разных энергетических возможностей. Разница этих энергоресурсов будет зависеть от ширины шага: шире шаг – больше угроза. Тело вводится в электрическую цепь и получает вредное влияние тока.

В результате начинаются судорожные проявления в мышцах ног, человек падает. С падением возникает большая опасность, вплоть до смертельного исхода, потому что образовался новый путь прохождения тока.

Можно рассчитать силу напряжения, вводя в расчет определенные параметры (удельное сопротивление в ом*м, длину шага в метрах, дистанцию от района повреждения в метрах и показания силы тока в амперах). Подсчеты ведутся по формулам, результат получается в вольтах. Показания получаются усредненные, так как сопротивление грунта имеет весьма примерное значение.

И все же, с помощью расчета можно узнать и напряжение, и шаг образовавшейся сетки, и свести к минимуму вероятность гибели. Так, воспроизведена схема кривой, благодаря которой удается рассчитать длину шага при аварийной ситуации.

Важно

Важно уметь оказать нужную помощь, а для этого надо знать меры защиты (костюм из непроводимого материала). Существует ли способ выхода из сферы воздействия тока? Оказывается, можно удалиться только мелкими скользящими шагами или осторожно прыгая на одной ноге. Ориентироваться нужно по ситуации.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Источник: http://podvi.ru/interesnoe/chto-takoe-shagovoe-napryazhenie.html

Шаговое напряжение

Шаговым напряжением принято называть разность потенциалов между ступнями ноᴦ. В случае если человек будет стоять на поверхности земли, бетонного или металлического пола, в зоне растекания электрического тока, то на длинœе шага возникнет напряжение, и через его тело будет проходить электрический ток. Величина этого напряжения, назы

ваемогошаговым, зависит от ширины шага, проводимости пола и места расположения человека относительно источника напряжения. Чем ближе человек стоит к месту замыкания, тем больше величина шагового напряжения.

Величина опасной зоны шаговых напряжений зависит от величины напряжения электропитания. Считается, что на расстоянии 8 м от места замыкания электрического провода напряжением выше 1000 В опасная зона шагового напряжения отсутствует. При напряжении электрического провода ниже 1000 В величина зоны шагового напряжения составляет 5м.

Чтобы избежать поражения электрическим током, человек должен выходить, иззоны шагового напряжения короткими шажками, не отрывая одной ногу от другой.

При наличии защитных средств из диэлектрической резины (боты, галоши) можно воспользоваться ими для выхода из зоны шагового напряжения. На рис. 1 показаны правила перемещения в зоне шагового напряжения.

Запрещается выпрыгивать из зоны шагового напряжения на одной ноге, т. к. в случае падения человека (на руки) значительно увеличится величина шагового напряжения, а, следовательно, и величина электрического тока, который будет проходить через его тело и через жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозᴦ.

В случае если в результате соприкосновения с токоведущими частями или при возникновении электрического разряда механизм или грузоподъемная машина окажутся под напряжением, прикасаться к ним и спускаться с них на землю или подниматься на них до снятия напряжения не разрешается.

правила перемещения в зоне ʼʼшаговогоʼʼ напряжения
В РАДИУСЕ10МЕТРОВ ОТ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ИЛИ КАСАНИЯ ЗЕМЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРОВОДОМ МОЖНО ПОПАСТЬ ПОД ʼʼШАГОВОЕʼʼ НАПРЯЖЕНИЕ. ПЕРЕДВИГАТЬСЯ В ЗОНЕ ʼʼШАГОВОГОʼʼ НАПРЯЖЕНИЯСЛЕДУЕТ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ БОТАХ ИЛИ ГАЛОШАХ ЛИБО ʼʼГУСИНЫМ ШАГОМʼʼ — ПЯТКА ШАГАЮЩЕЙ НОГИ, НЕ ОТРЫВАЯСЬ ОТ ЗЕМЛИ, ПРИСТАВЛЯЕТСЯ К НОСКУ ДРУГОЙ НОГИ.
НЕЛЬЗЯ! ОТРЫВАТЬ ПОДОШВЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ И ДЕЛАТЬ ШИРОКИЕ ШАГИ НЕЛЬЗЯ! ПРИБЛИЖАТЬСЯ БЕГОМ К ЛЕЖАЩЕМУ ПРОВОДУ

Правила перемещения в зоне ʼʼшаговогоʼʼ напряжения.

Шаговое напряжение. — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Шаговое напряжение.» 2017, 2018.

  • — Шаговое напряжение и напряжение прикосновения

    Схема однофазного включения человека с изолированной нейтралью. Включение человека в однофазную цепь с заземлением. .

    Самый неблагоприятный случай – человек на металлическом полу в сырой обуви. В этом случае — смертельный исход. Человек на… [читать подробнее].

  • — Шаговое напряжение

      Шаговое напряжение — это разность напряжений в 2-х точках зоны растекания тока (на длину шага человека). При соприкосновении любой токоведущей части с землей, например при обрыве и падении на землю какого — либо провода происходит распределение потенциалов на… [читать подробнее].

  • — Шаговое напряжение и напряжение прикосновения

    При повреждении изоляции и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования, при падении на землю провода под напряжением может происходить замыкание одной из фаз на землю. На рис. 4 показана схема зоны растекания тока в земле через заземлитель при коротком… [читать подробнее].

  • — Напряжение прикосновения и шаговое напряжение

      Напряжение прикосновения (рис.21) – это напряжение между двумя точками цепи замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса и точек грунта, в которых находятся ноги человека, : ; ; ; , … [читать подробнее].

  • — Что такое шаговое напряжение и напряжение прикосновения?

    Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напря­жение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от дру­гой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12.11.009). Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосно­вения… [читать подробнее].

  • Источник: http://referatwork.ru/category/proizvodstvo/view/335387_shagovoe_napryazhenie

    Что такое шаговое напряжение

    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.

    Совет

    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.

    Обратите внимание

    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.

    Важно

    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.

    Источник: http://elektrica.info/chto-takoe-shagovoe-napryazhenie/

    Как выходить от шагового напряжения

    Инструкция

    Только оказавшись включенным в электрическую цепь, через которую проходит ток, человек становится подвержен поражению. Причины включения в цепь могут быть различными: неосмотрительное прикосновение к оголенному проводу, использование корпуса электроприбора с поврежденной изоляцией, касание проводника, оказавшегося под напряжением.

    Гораздо менее известна опасность удара током при попадании в зону так называемого «шагового напряжения». Так называется напряжение, которое возникает при обрыве и попадании на землю провода линии электропередач, находящейся под напряжением.

    Если линия не отключена, ток продолжает протекать по проводу. Причиной этому является тот факт, что земля проводит электричество. Любая из точек на поверхности земли в зоне падения провода в этом случае несет определенный потенциал. Этот потенциал тем больше, чем ближе к вам точка соприкосновения провода с землей. Когда ноги человека соприкасаются с двумя точками на поверхности земли, имеющими разные потенциалы, человек оказывается под действием электрического тока. Чем шире шаг, тем значительнее разность потенциалов и тем более вероятно, что произойдет поражение током. Величина шагового напряжения находится в прямой зависимости от удельного сопротивления грунтового покрытия, а также от силы тока, протекающего по этой цепи. Самую большую величину шаговое напряжение имеет при подходе к упавшему проводу, наименьшее напряжение наблюдается на расстоянии более двадцати метров от провода. При попадании в зону шагового напряжения у человека наблюдаются судорожные сокращения мышц на ногах, что может привести к падению. Шаговое напряжение при падении перестает действовать на человека, поскольку образуется другой путь для прохождения тока (от рук к ногам). Вот это как раз и создает смертельную опасность.

    Попав в зону действия шагового напряжения, следует покинуть ее очень короткими шажками, а еще лучше – прыжками на одной ноге.

    Если вы видите провод, лежащий на поверхности земли, ни в коем случае к нему не приближайтесь. Зона поражения может располагаться в радиусе до восьми метров вокруг места соприкосновения провода с грунтом. Влажный грунт увеличивает пространство, где возможно поражение.

    Запрещается приближаться к находящемуся на земле проводу или человеку, лежащему в зоне поражения. Нельзя отрывать подошвы от грунта, совершать широкие шаги или бежать. Движение осуществляется исключительно «гусиным шагом». Запрещается прикасаться к человеку, пострадавшему от поражения током, предварительно не обесточив линию электропередач.

    Источники:

    Источник: https://www.kakprosto.ru/kak-20142-kak-vyhodit-ot-shagovogo-napryazheniya

    Что такое шаговое напряжение и чем оно может быть опасно для человека. Шаговое напряжение что это такое

    ГлавнаяНапряжениеШаговое напряжение что это такое

    Шаговое напряжение что это такое

    Что такое шаговое напряжение

    Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Шаговое напряжение зависит от удельного сопротивления грунта и силы протекающего через него тока.

    В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др. — интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя.

    Шаговое напряжение при одиночном заземлителе

    Шаговое напряжение определяется отрезком, длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя.

    Совет

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

    Причина этого явления заключается в том, что объем земли, через который проходит ток замыкания на землю, по мере удаления от заземлителя увеличивается, при этом происходит растекание тока в земле.

    На расстоянии 20 м и более от заземлителя объем земли настолько возрастает, что плотность тока становится весьма малой, напряжение между точками земли и точками еще более удаленными не обнаруживается сколько нибудь ощутимо.

    Распределение напряжения на различных расстояниях от заземлителя: 1 — потенциальная кривая 2 — кривая характеризующая изменение шагового напряжения

    Если измерить напряжение Uз между точками, находящимися на разных расстояниях в любом направлении от заземлителя, а затем построить график зависимости этих напряжений от расстояния до заземлителя, то получится потенциальная кривая ) Если разбить линию ОН на участки длиной 0,8 м, что соответствует длине шага человека, то ноги его могут оказаться в точках разного потенциала Чем ближе к заземлителю, тем напряжение между этими точками на земле будет больше (U a б > U бв; U бв > U вг)

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

    U ш = U в — U г = U з B

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

    Кривая 2 характеризует изменение шагового напряжения.

    Опасное шаговое напряжение может, например, возникнуть вблизи упавшего на землю и находящегося под напряжением провода. В этом случае запрещается приближаться к проводу, лежащему на земле, на расстояние ближе 8 — 10 м.

    Обратите внимание

    Шаговое напряжение отсутствует, если человек стоит или на линии равного потенциала или вне зоны растекания тока.

    Максимальные значения шагового напряжения будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него. Объясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутым кривым и, следовательно, наибольший перепад оказывается, как правило, в начале кривой.

    Наименьшие значения шагового напряжения будут при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т.е. дальше 20 м.

    Шаговое напряжение при групповом заземлителе

    В пределах площади, на которой размещены электроды группового заземлителя, шаговое напряжение меньше, чем при использовании одиночного заземлителя. Шаговое напряжение также изменяется от некоторого максимального значения до нуля — при удалении от электродов.

    Максимальное шаговое напряжение будет, как и при одиночном заземлителе, в начале потенциальной кривой, т.е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на электроде (или на участке земли, под которым зарыт электрод), а другой — на расстоянии шага от электрода.

    Минимальное шаговое напряжение соответствует случаю, когда человек стоит на «точках» с одинаковыми потенциалами.

    Опасность шагового напряжения

    При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю.

    Совет

    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.

    Важно

    При попадании в область действия шагового напряжения необходимо выходить из опасной зоны минимальными шажками («гусиным шагом»).

    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.

    Статьи и схемы

    Полезное для электрика

    Оборванный провод линии электропередач или кабель, по какой-то причине лежащий на земле, могут таить в себе большие неприятности. Вокруг подобного предмета вполне может быть шаговое напряжение. Определить визуально его наличие практически невозможно, поэтому следует лучше знать природу подобного явления и последовательность действий при попадании в такую зону.

    Зона шагового напряжения

    Рассматриваемый термин характеризует явление растекания напряжения вокруг места обрыва рабочего провода по земле.

    Происходит образование опасного потенциала между двумя условными точками, обозначающими границы длины шага взрослого человека. Этот параметр равен приблизительно 0,8 м.

    От нескольких десятков до тысяч вольт на один номинальный шаг равняется эта величина, напрямую зависящая от расстояния до места контакта кабеля и нахождения человека, а также напряжения.

    Причиной обрыва может быть прошедшая буря, гроза, обильные осадки. После них и наблюдаются чаще всего обрывы, спровоцированные упавшими деревьями. На земле провод становится потенциальным источником подобного явления и угрозой для здоровья и жизни человека. Отключение на подстанциях производится в цикличном режиме – поэтапно.

    Происходит автоматическая подача повторного напряжения, чтобы убедиться в устранении причин аварии. Таким образом, выполняется проверка в тех случаях, когда происходит самоустранение причин – например в ситуации перекрытия воздушного изолятора мелкими животными или освобождения провода от упавших на него веток. Но стопроцентной гарантии четкого срабатывания автоматики не бывает.

    Никогда не забывайте, находясь в зоне линии электропередач, внимательно осмотреться – нет ли свисающих проводов и соприкосновения деревьев с кабелями. Вокруг ствола может образовываться потенциал по причине расходящегося по дереву тока.

    Как выйти из зоны поражения

    Оптимальным с точки зрения безопасности будет расстояние от источника потенциала в 20 метров. А общепринятые параметры наибольшего поражения шаговым напряжением составляют при напряжении до 1000 вольт 5 метров, а при 1000 В и выше – 8 метров.

    Напряжение считается опасным при величине от 380 вольт и выше, ведь при таких условиях возникает угроза шагового потенциала. Категорически запрещается при выходе из подобной зоны передвигаться на большой скорости длинными шагами.

    Ведь величина потенциала прямо пропорциональна длине шага.

    Опасность полностью нивелируется при расположении ступней рядом, поэтому покидать такое место следует способом гусиного шага, делая перенос ноги на длину, не превышающую размер ступни.

    Совет

    Прыжки на одной ноге могут закончиться плачевно. При падении на всю длину тела, образуется шаговое напряжение большой величины, поражение может спровоцировать летальный исход.

    Оказавшиеся под рукой диэлектрические перчатки и галоши остаются самым эффективным средством защиты в подобной ситуации.

    Видеоуроки по безопасному выходу

    Как производится освобождение человека

    В случае падения вашего спутника в зону шагового потенциала категорически запрещается бросаться на помощь бегом. Начинайте продвижение в его сторону мелкими шагами, а затем, применяя сухую одежду, оттягивайте пострадавшего из опасного места.

    Не исключается подобная неприятность и в бытовых условиях. Прикосновение к неисправному устройству может спровоцировать образование электрической цепи и поражение током. Для профилактики такого явления организовывается система заземления или устанавливается УЗО в щитке квартиры.

    Какие первоочередные действия предпринимаются в обстановке, когда вы оказались свидетелем воздействия на человека тока в помещении?

    • При любых обстоятельствах самое важное – не поддаваться панике и сохранять спокойствие.
    • Первый шаг – отключение питания автоматом или рубильником. Бывают обстоятельства, когда такое действие невозможно.
    • Тогда приступайте ко второму этапу спасения пострадавшего – обмотайте руки сухой одеждой и, соблюдая правила собственной безопасности, постарайтесь каким-либо деревянным предметом освободить человека от воздействия электричества.
    • Для этого надо поместить деревянный элемент между ним и источником или откинуть пострадавшего от соприкосновения с поверхностью прибора или пораженного участка. Таким образом, вы сможете разорвать образовавшуюся электрическую цепь.

    Пошаговые действия, необходимые для освобождения людей, пострадавших от поражения подобного вида, можно увидеть на специальных картинках:

    После того, как вы будете полностью уверены в том, что человек находится вне зоны опасности, необходимо выполнить ряд мероприятий, обязательных в подобной ситуации.

    • Чтобы определить степень поражения и состояние пострадавшего, вначале проверяется пульс и реакция зрачков на световое воздействие.
    • Затем незамедлительно вызывается скорая помощь, и выполняются элементы реанимации легких и сердца. Производится массаж сердца и искусственное дыхание вплоть до приезда бригады скорой.
    • Необходимо положить человека набок, в том случае, если к нему вернулось сознание. Это делается для недопущения попадания в дыхательные пути жидкости при возможном рвотном рефлексе. Есть инструкции, в которых детально расписаны все этапы действий в подобной ситуации. Любое предписание в этих правилах – следствие печального опыта и возможность спасти человеческую жизнь.

    Видео, рассказывающее об основных правилах освобождения при поражении электрическим током:

    Таким образом, вы смогли ознакомиться с определением понятия шагового напряжения, разобраться в причинах, способствующих его возникновению, и составить представление о том, как правильно определить степень опасности и действовать при необходимости покинуть место поражения.

    Шаговое напряжение

    Шаговое напряжение – разница потенциалов меж двумя точками грунта, находящимися на расстоянии шага. Источники по-разному трактуют дистанцию для расчета. Как правило, 0,7 — 1 метр (некоторые авторы рекомендуют брать 0,8 метра человеку, 1 метр – животным). Выходить из опасного района следует по возможности короткими (гусиными) шагами.

    Действие электрического тока на организм человека

    Не рекомендуется подходить к месту аварии ближе 4-5 метров при напряжении 1000 вольт. В прочих случаях опасно приближаться на 8-10 метров. Шаговое напряжение представляет некоторую опасность.

    Относительно безвредным считается, если разность потенциалов не превышает между стопами 40 вольт.

    Помимо очевидного влияния на нервную систему, как следствие, судорожных сокращений мышц (биологическое действие) электрический ток вызывает ряд специфических травм:

    • Термическое действие сопровождается усиленным разогревом тканей. Электрические ожоги подразделяют на:
    1. Токовые, вызываются непосредственным контактом проводника цепи, находящейся под напряжением до 2 кВ, и кожи. Работает закон Джоуля-Ленца, согласно которому выделенное тепло пропорционально произведению квадрата действующего значения тока на электрическое сопротивление (человеческого тела). Ожоги обычно I или II степени. Не очень сильные. Опасен случай, когда путь протекания тока проходит через тело (избегайте контакта противоположной руки, ног, туловища с заземленными предметами). На локальном участке останется покраснение – электрические знаки (выраженные метки разнообразной формации кожи).
    2. Дуговые. Температура дуги высока (не менее 3500 градусов Цельсия). Фактически воздух, превращенный в плазму. Сварочная дуга, образуется меж высоковольтным проводом и кожей. Результат без ужаса сложно представить. Наверняка ожог III-IV степени. Подобно сварочному электроду, проводник расплавляется, металлизирует кожу, растекаясь. Разумеется, вызывает одновременно ожог.
    • Электролитические действие тока не описывается подробно литературой по очевидным причинам. В ходе деструктивного процесс разлагаются на составляющие жидкости человеческого тела. Включая кровь. Интересующихся отошлем к «войне токов», шедшей в Америке между корпорацией Эдисона и союзниками Николы Тесла. Жаждущие доказать превосходство люди шли на многое. Появился первый электрический стул (см. Катушка Тесла ).

    Путь протекания тока (справа), вызванного шаговым напряжением при нарушении правила «гусиного шага» (слева)

    Биологическим действием тока вызваны разнообразные травмы скелетных мышц, костей, связок. Сокращения миофибрилл достигают большой силы. Поэтому двигательно-опорный аппарат находится под большой угрозой.

    Помимо травм выделяет медицина, как отдельную категорию, удары током. Не нужно относиться легкомысленно, ссылаясь на данную группу, только от того, что видимых повреждений тела не наблюдается.

    Электрические удары делят на IV степени тяжести. Причем последняя характеризуется состоянием клинической смерти (отсутствие пульса на артериях, дыхания).

    Соответственно, от окружающих требует досконального знания правил поведения.

    Если человек упал в зоне действия шагового напряжения, по телу наверняка идет ток. Любой, непосредственно прикоснувшийся к пострадавшему, сильно рискует.

    Нужно правильно рассчитать вектор градиента разницы потенциалов, на практике сделать непросто (не все понимают сказанные слова). Иначе говоря, нужно браться за точки тела, меж которыми падение напряжения равно нулю.

    Оценить (правильно исполнить) сможет меньше людей, нежели поняли сказанное. Посему действовать на практике придется иначе.

    Источник: https://xn—-7sbeb3bupph.xn--p1ai/napryazhenie/shagovoe-napryazhenie-chto-eto-takoe.html

    Что такое шаговое напряжение и в чем особенность поражения этим напряжением?

    УТВЕРЖДАЮ

    Начальник ФГКУ «1 отряд ФПС
    по Удмуртской Республике»

    полковник внутренней службы

    А.В. Гущин

    28.07.2017 г.

    Билеты

    для присвоения III и IVгруппы по электробезопасности

    БИЛЕТ № 1

    Что такое шаговое напряжение и в чем особенность поражения этим напряжением?

    Шаговое напряжение — напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в земле или токопроводящем полу, и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека.

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

    Важно

    Опасное шаговое напряжение может возникнуть, например, около упавшего на землю провода под напряжением или вблизи заземлителей электроустановок при аварийном коротком замыкании на землю (допустимые значения сопротивления заземлителей и удельное сопротивление грунта нормируются для того, чтобы избежать подобной ситуации).

    При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю.

    Обратите внимание

    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.

    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.

    Какое напряжение применяется для электропитания светильников местного стационарного освещения в помещениях без повышенной опасности?

    Для электропитания светильников местного стационарного освещения применяется напряжение: в помещениях без повышенной опасности — не выше 220 В, в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных — не выше 50 В.

    Основные виды поражения человека электрическим током?

    Различают два основных вида поражения человека электрическим током — электрические удары и электрические травмы.

    Электрическим ударом называется такое действие тока на организм человека, в результате которого мышцы тела (например, рук, ног и т. д.) начинают судорожно сокращаться.

    При этом в зависимости от величины тока и времени его действия человек может находиться в сознании или без сознания, но при нормальной работе сердца и дыхания.

    В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы, что ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов тела (сердца, мозга и т. д.).

    Электрической травмой называют такое действие тока на организм, при котором повреждаются ткани организма (кожа, мышцы, кости, связки).

    Петля тока (определение и понятие).

    Важно

    Петля тока — важный параметр, измеряемый в миллиметрах или метрах отвечающий за физиологическую эффективность. Петля тока есть путь прохождения тока в человеческом теле.

    При воздействии электричества петля тока равна расстоянию между контактными точками, соприкасающимися с поражаемым человеком.

    Кроме того, петля тока часто имеет не один, а множество «параллельных» путей прохождения внутри человеческого тела помимо прямого пути между точками контактов.

    БИЛЕТ № 2

    Кем и в каких случаях электрические провода и иные токоведущие части, находящиеся под напряжением до 0,38 кВ включительно, отключаются по указанию руководителя тушения пожара?

    Электрические провода и иные токоведущие части, находящиеся под напряжением до 0,38 кВ включительно, отключаются по указанию руководителя тушения пожара в случаях, если они:

    а) опасны для людей и участников тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ;

    б) создают опасность возникновения новых очагов пожара.

    Отключение токоведущих частей осуществляется работниками эксплуатирующей организации, имеющими соответствующую квалификацию и допуск к работе в электроустановке.

    Требования к штепсельным розеткам и вилкам для использования в гараже?

    Обратите внимание

    Штепсельные розетки напряжением 12 — 50 В должны конструктивно отличаться от штепсельных розеток напряжением 127 — 220 В, а вилки к штепсельным розеткам напряжением 12 — 50 В не должны подходить к штепсельным розеткам напряжением 127- 220 В. На штепсельных розетках выполняются надписи с указанием напряжения.

    5. Дополнительное электрозащитное средство (определение). Изолирующее электрозащитное средство, которое само по себе не может при данном напряженииобеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага.

    БИЛЕТ № 4

    Заземлитель (определение).

    Совет

    Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

    Какое напряжение применяется для питания переносных светильников при наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением личного состава, соприкосновением с заземленными (зануленными) поверхностями (работа в резервуарах, котлах, емкостях и тому подобное)?

    При наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением личного состава, соприкосновением с заземленными (зануленными) поверхностями (работа в резервуарах, котлах, емкостях и тому подобное), для питания переносных светильников применяется напряжение не выше 12 В.

    Особо опасные помещения

    Эти помещения характеризуются наличием одного из следующих условий:

    а) особой сырости. Особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100%;

    б) химически активной среды;

    в) одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

    Помещения без повышенной опасности,

    в которых отсутствуют условия, создающие опасность, указанные в пунктах 1 и 2. Правильный выбор типа оборудования и электропроводки в зависимости от производственных условий и окружающей среды обеспечивает надежную работу установки, предохраняет обслуживающий персонал от опасности поражения электрическим током.

    БИЛЕТ № 8

    Особо опасные помещения

    Эти помещения характеризуются наличием одного из следующих условий:

    а) особой сырости. Особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100%;

    б) химически активной среды;

    в) одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

    Помещения без повышенной опасности,

    в которых отсутствуют условия, создающие опасность, указанные в пунктах 1 и 2. Правильный выбор типа оборудования и электропроводки в зависимости от производственных условий и окружающей среды обеспечивает надежную работу установки, предохраняет обслуживающий персонал от опасности поражения электрическим током

    3. Должны ли отмечаться в плане (карточке) тушения пожара места расстановки пожарных автомобилей, присоединения заземлений пожарных машин и стволов к заземлителям при тушении пожара в распределительных устройствах подстанций напряжением 35 кВ и выше?

    Места расстановки пожарных автомобилей, присоединения заземлений пожарных машин и стволов к заземлителям при тушении пожара в распределительных устройствах подстанций напряжением 35 кВ и выше согласовываются с эксплуатирующей организацией и отмечаются в плане (карточке) тушения пожара или ином документе, определяющем порядок взаимодействия персонала организации, эксплуатирующей электроустановку, с личным составом подразделений ФПС, в том числе, при допуске к тушению пожара.

    Требования к штепсельным розеткам и вилкам для использования в гараже?

    Обратите внимание

    Штепсельные розетки напряжением 12 — 50 В должны конструктивно отличаться от штепсельных розеток напряжением 127 — 220 В, а вилки к штепсельным розеткам напряжением 12 — 50 В не должны подходить к штепсельным розеткам напряжением 127- 220 В. На штепсельных розетках выполняются надписи с указанием напряжения.

    Земляные работы.

    земляные работы, переработка грунтаработы, включающие в себя разработку грунта, перемещение, укладку и уплотнение; входят в состав строительных работ. Выделяют земляныеработы следующих видов: открытые, подводные и подземные.

    Особо опасные помещения

    Эти помещения характеризуются наличием одного из следующих условий:

    а) особой сырости. Особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100%;

    б) химически активной среды;

    в) одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

    Помещения без повышенной опасности,

    в которых отсутствуют условия, создающие опасность, указанные в пунктах 1 и 2. Правильный выбор типа оборудования и электропроводки в зависимости от производственных условий и окружающей среды обеспечивает надежную работу установки, предохраняет обслуживающий персонал от опасности поражения электрическим током.

    Особо опасные помещения

    Эти помещения характеризуются наличием одного из следующих условий:

    а) особой сырости. Особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100%;

    б) химически активной среды;

    в) одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

    Помещения без повышенной опасности,

    в которых отсутствуют условия, создающие опасность, указанные в пунктах 1 и 2. Правильный выбор типа оборудования и электропроводки в зависимости от производственных условий и окружающей среды обеспечивает надежную работу установки, предохраняет обслуживающий персонал от опасности поражения электрическим током

    Какое напряжение применяется для питания переносных светильников при наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением личного состава, соприкосновением с заземленными (зануленными) поверхностями (работа в резервуарах, котлах, емкостях и тому подобное)?

    При наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением личного состава, соприкосновением с заземленными (зануленными) поверхностями (работа в резервуарах, котлах, емкостях и тому подобное), для питания переносных светильников применяется напряжение не выше 12 В.

    УТВЕРЖДАЮ

    Начальник ФГКУ «1 отряд ФПС
    по Удмуртской Республике»

    полковник внутренней службы

    А.В. Гущин

    28.07.2017 г.

    Билеты

    для присвоения III и IVгруппы по электробезопасности

    БИЛЕТ № 1

    Что такое шаговое напряжение и в чем особенность поражения этим напряжением?

    Шаговое напряжение — напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в земле или токопроводящем полу, и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека.

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

    Важно

    Опасное шаговое напряжение может возникнуть, например, около упавшего на землю провода под напряжением или вблизи заземлителей электроустановок при аварийном коротком замыкании на землю (допустимые значения сопротивления заземлителей и удельное сопротивление грунта нормируются для того, чтобы избежать подобной ситуации).

    При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю.

    Обратите внимание

    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.

    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.

    Источник: https://cyberpedia.su/9xf5e6.html

    Шаговое напряжение

    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.

    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 при пробое изоляции на землю случайно оборванного электрического провсда 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.

    Совет

    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.

    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 воздействий 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.

    Обратите внимание

    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.

    Источник: http://malahit-irk.ru/index.php/2011-01-13-09-04-43/118-2011-05-05-

    ElektroMaster.org Ремонт и обслуживание бытовых электроприборов своими рукамиСоветы, руководства..

    Яндекс.Директ

    Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

    Шаговое напряжение зависит от удельного сопротивления грунта и силы протекающего через него тока.
    В области защитных устройств от поражения током — заземления, зануления и др.

    — интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя.

    Шаговое напряжение при одиночном заземлителе
    Шаговое напряжение определяется отрезком, длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя.

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

    Причина этого явления заключается в том, что объем земли, через который проходит ток замыкания на землю, по мере удаления от заземлителя увеличивается, при этом происходит растекание тока в земле.

    На расстоянии 20 м и более от заземлителя объем земли настолько возрастает, что плотность тока становится весьма малой, напряжение между точками земли и точками еще более удаленными не обнаруживается сколько нибудь ощутимо.

    Распределение напряжения на различных расстояниях от заземлителя: 1 — потенциальная кривая 2 — кривая характеризующая изменение шагового напряжения

    Если измерить напряжение Uз между точками, находящимися на разных расстояниях в любом направлении от заземлителя, а затем построить график зависимости этих напряжений от расстояния до заземлителя, то получится потенциальная кривая ) Если разбить линию ОН на участки длиной 0,8 м, что соответствует длине шага человека, то ноги его могут оказаться в точках разного потенциала Чем ближе к заземлителю, тем напряжение между этими точками на земле будет больше (Uaб > Uбв; Uбв > Uвг)

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

    Uш = Uв – Uг = UзB

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

    Кривая 2 характеризует изменение шагового напряжения.

    Важно

    Опасное шаговое напряжение может, например, возникнуть вблизи упавшего на землю и находящегося под напряжением провода. В этом случае запрещается приближаться к проводу, лежащему на земле, на расстояние ближе 8 – 10 м.

    Обратите внимание

    Шаговое напряжение отсутствует, если человек стоит или на линии равного потенциала или вне зоны растекания тока.

    Максимальные значения шагового напряжения будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него. Объясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителей распределяется по вогнутым кривым и, следовательно, наибольший перепад оказывается, как правило, в начале кривой.

    Наименьшие значения шагового напряжения будут при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т.е. дальше 20 м.

    Шаговое напряжение при групповом заземлителе
    В пределах площади, на которой размещены электроды группового заземлителя, шаговое напряжение меньше, чем при использовании одиночного заземлителя. Шаговое напряжение также изменяется от некоторого максимального значения до нуля — при удалении от электродов.

    Максимальное шаговое напряжение будет, как и при одиночном заземлителе, в начале потенциальной кривой, т.е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на электроде (или на участке земли, под которым зарыт электрод), а другой — на расстоянии шага от электрода.

    Минимальное шаговое напряжение соответствует случаю, когда человек стоит на «точках» с одинаковыми потенциалами.

    Опасность шагового напряжения
    При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю.

    Совет

    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.

    Важно

    При попадании в область действия шагового напряжения необходимо выходить из опасной зоны минимальными шажками («гусиным шагом»).

    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.

    ——
    Источник информации: Школа для электрика: электротехника и электроника. Статьи, советы, полезная информация.
    ——

    Источник: http://ElektroMaster.org/chto-takoe-shagovoe-napryazhenie.html

    Лабораторная работа 6 исследование эффективности защитных мер от воздействия напряжения шага

    Цель работы – оценка условий возникновения напряжения шага и эффективности защиты от опасности поражения с помощью сложных заземляющих контуров.

    6.1. Общие сведения

    В соответствии с ГОСТ 12.1.009–76 ССБТ «Электробезопасность. Термины и определения» [1] напряжение шага – это напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

    Такое явление наблюдается при замыкании электрического тока на землю или на заземленный металлический корпус электроустановки, при ударе молнии, при обрыве и последующем падении провода на землю. Вследствие этого в земле образуется зона растекания тока.

    Зона растекания тока – зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю (ГОСТ 12.1.009–76 [1]).

    Если на графике по вертикальной оси отложить напряжение U в вольтах, а по горизонтальной – расстояние от заземлителя x в метрах, то кривая распределения в зоне растекания тока будет иметь крутой спад вблизи заземлителя и тем более пологую форму, чем выше проводимость грунта (рис. 6.1).

    Рис. 6.1. Кривая распределения потенциалов полусферического заземлителя в зоне растекания тока

    Закон распределения потенциалов в электрическом поле заземлителя описывается сложной зависимостью, определяемой размерами, формой заземлителя и электрическими свойствами грунта.

    Для выявления закона распределения потенциалов грунта в поле растекания тока сделаем следующее допущение: ток замыкания на землю Iз стекает через одиночный полусферический заземлитель радиусом x0, погруженный в однородный изотропный грунт с удельным электрическим сопротивлением ρ, во много раз превышающим удельное электрическое сопротивление материала заземлителя (рис. 6.2).

    Линии растекающегося тока направлены по радиусам от заземлителя, как от центра, а сечения земли как проводника представляют собой полусферы с радиусами x0<x1<x2<…<xn.

    Рис. 6.2. Растекание тока в грунте через полусферический заземлитель

    Поверхности этих сечений соответственно равны:

    , , ,…, , (6.1)

    где S0, S1, S2, Sn – площади поверхностей, по которым распределяется ток, на расстояниях x0, x1, x2,…, xn, м2;

    x0, x1, x2,…, xn – расстояния, м.

    Ток распределяется по этим поверхностям равномерно, так как грунт однородный и изотропный. Плотность тока δ на поверхности грунта в точке А, находящейся на расстоянии x от центра заземлителя, определяется как отношение тока замыкания на землю Iз к площади поверхности полусферы радиусом x:

    , (6.2)

    где δ – плотность тока на поверхности грунта, А/м2;

    Iз – сила тока замыкания на землю, А;

    x – расстояние от центра заземлителя до точки А, м.

    Для определения потенциала точки А, лежащей на поверхности радиусом x, выделим элементарный слой, толщиной dx. Падение напряжения в этом слое:

    , (6.3)

    где E=δ·ρ – напряженность электрического поля, В/м;

    ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м.

    Удельное сопротивление грунта – это сопротивление 1 м3 грунта с ребром длиной 1 м. Наибольшую величину ρ имеет зимой в северных районах при промерзании почвы и летом в южных районах, когда почва сухая. Значение ρ земли колеблется в широких пределах: от десятков до тысяч Ом⋅м.

    Потенциал точки А, или напряжении этой точки относительно земли, равен суммарному падению напряжения от точки А до бесконечно удаленной точки с нулевым потенциалом:

    , (6.4)

    Подставив в выражение (6.4) соответствующие значения из выражений (6.2) и (6.3), а также значение E, получим

    . (6.5)

    Проинтегрировав выражение (6.5) по x, получаем выражение для потенциала точки А, или напряжения этой точки относительно земли, в следующем виде:

    , (6.6)

    Так как , то (6.6) принимает вид

    . (6.7)

    Таким образом, по мере удаления от заземлителя потенциал точек снижается, и имеет место гиперболическая зависимость потенциала точки от расстояния (см. рис. 6.1).

    Шаговое напряжение определяется, как разность потенциалов между точками, например А и Б (см. рис. 6.1).

    . (6.8)

    Подставив в выражение потенциал точки А, исходя из (6.6) при полусферическом заземлителе, и потенциал точки Б находящейся от заземлителя на расстоянии x+a, т.е. точка Б отстоит от точки А на величину шага человека a, получим:

    .

    Таким образом, величина напряжения шага Uш определяется по формуле:

    ,

    где Iз – ток замыкания на землю, А;

    ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;

    a – величина шага (0,8..1,0 м), м;

    x – расстояние от центра заземлителя до рассматриваемой точки на поверхности земли, м;

    Наибольшее значение шаговое напряжение имеет вблизи заземлителя. По мере удаления от заземлителя шаговое напряжение уменьшается. Если ноги человека находятся на одинаковом расстоянии от заземлителя, т.е. на линии равного потенциала (на эквипотенциали), то шаговое напряжение равно нулю.

    Нахождение человека в поле растекания тока может привести к поражению, если шаговое напряжение Uш превышает допустимое по условиям электробезопасности значение Uдоп. Зона вокруг заземлителя, при которой Uш > Uдоп, называется опасной зоной. Радиус опасной зоны зависит от напряжения на заземлителе и удельного сопротивления грунта.

    На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения составляет до 70 % полного напряжения, на расстоянии 10 м – около 90 %, на расстоянии 20 м потенциалы точек настолько малы, что практически могут быть равны нулю. Такие точки поверхности почвы считаются находящимися вне зоны растекания тока и называются «землей».

    Сила тока, проходящего через тело человека, когда он находится под действием напряжения шага Uш определяется по следующей формуле:

    ,

    где Rчел – сопротивление тела человека, Ом;

    Rш – сопротивление растеканию тока в земле от одной ноги до другой, зависящее от удельного сопротивления поверхности грунта ρ, площади ступни ног (680 см2) и длины шага (0,8 м), Ом. Величина Rш обычно принимается равной ρ (сопротивлением обуви пренебрегают).

    Величина шагового напряжения Uш не нормируется, по ряду причин:

    • нормируемой величиной является напряжение прикосновения, численные значения которого значительно больше шагового напряжения, кроме того, протекание тока по пути «рука – рука» более опасно, чем по пути «нога – нога»;

    • в нормативах устанавливается допустимая величина сопротивления защитного заземления, на основании которой и проектируется сложный заземляющий контур.

    Однако в ряде зарубежных работ принимаются численные значения нормируемых напряжений прикосновения и шага в пределах от 50 до 200 В. Наиболее распространенным значением является 125…150 В. Напряжение 150 В не является само по себе безопасным и не исключает возможности поражения. Его можно назвать расчетным напряжением при проектировании заземления на высоковольтных подстанциях.

    Много случаев поражения людей объясняется тем, что при воздействии шагового напряжения даже небольшого значения (50…80 В) в мышцах ног возникают судороги и человек падает. После падения человека ток проходит через другие участки тела, а также может замкнуть точки с большими потенциалами.

    Поэтому чаще всего, считается, что шаговое напряжение ниже 40 В не представляет для человека опасности. Однако для животных, поражение этим напряжением во многих случаях приводит к гибели. Животные, которые оказываются в зоне шагового напряжения, попадают под более высокую разность потенциалов в связи с большим расстоянием между ногами и прохождением тока через грудную клетку. Известно, что для крупного рогатого скота и свиней опасным (смертельным) является напряжение всего лишь 24..30 В. Поэтому в ГОСТ Р 50571.14-96 «Электроустановки зданий» [2] (прил. 6.1) установлены нормируемые значения напряжения шага для животных.

    В соответствии с межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) ПОТ РМ-016–2001 [3] при эксплуатации электроустановок не разрешается приближаться на расстояние менее 8 м к лежащему на земле проводу воздушной линии электропередачи (ЛЭП) под наведенным напряжением выше 1000 В, к находящимся под напряжением железобетонным опорам ЛЭП напряжением 6…35 кВ при наличии признаков протекания тока замыкания на землю (повреждение изоляторов, прикосновение провода к телу опоры, испарение влаги из почвы, возникновение электрической дуги на стойках и в местах заделки опоры в грунт и др.). В этих случаях вблизи провода или опоры следует организовать охрану для предотвращения приближения к месту замыкания людей и животных, установить по мере возможности предупреждающие знаки или плакаты, сообщить о происшедшем владельцу ЛЭП.

    Коллективным средством защиты от опасного воздействия напряжения шага на человека является выравнивание потенциалов в зоне растекания тока путем устройства сложных заземлителей в виде замкнутого контура, охватывающего всю территорию защищаемого объекта.

    Сложный заземляющий контур представляет собой совокупность горизонтальных и вертикальных заземлителей (стальные полосы, профильное железо и т.п.), закопанных на определенную глубину.

    В качестве заземлителей применяют прутковую круглую сталь диаметром не менее 10 мм (неоцинкованная) и 6 мм (оцинкованная), полосовую сталь толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм2, угловую сталь с толщиной полок не менее 4 мм и стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм.

    Расчет заземляющего контура строится в зависимости от принятой величины тока замыкания, удельного сопротивления грунта, защищаемой площади, находящейся под электрооборудованием, и т.п. и сводится к определению размеров заземляющего устройства с целью доведения величины его сопротивления до нормируемых значений.

    Размещение заземлителей производится таким образом, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели прокладывают заземляющие полосы на глубине 0,5…0,7 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении, т.е. образуется заземляющая сетка, к которой присоединяется заземляемое оборудование.

    Контурное заземление обеспечивает безопасность работ в зоне заземления, так как Uш < Uдоп, т.е. опасная зона отсутствует. Чтобы уменьшить шаговые напряжения за пределами контура, в грунте укладывают специальные металлические шины, соединенные с заземлителем (рис. 6.3). При этом спад потенциалов происходит по пологой кривой, и шаговые напряжения снижаются.

    Рис. 6.3. Кривая изменения потенциала за пределами контура

    I – без выравнивания; II – с выравниванием

    Кроме того, для предупреждения поражения шаговым напряжением осуществляют защиту воздушных ЛЭП, обеспечивающую автоматическое отключение, в случае обрыва провода и контакта его с землей.

    Индивидуальные средства защиты. Для защиты от шагового напряжения в установках до 1000 В используют диэлектрические галоши, а в установках любого напряжения – диэлектрические боты.

    Перемещаться в зоне действия шагового напряжения необходимо с особой осторожностью, используя средства защиты для изоляции от земли (диэлектрические галоши, боты, ковры и т.п.) или предметы, плохо проводящие электрический ток (сухие бревна, доски и т.п.). Без средств защиты в зоне растекания тока следует, поставить ноги вместе и идти мелкими шагами («гусиным шагом» – пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги). Не допускается выпрыгивать из зоны шагового напряжения на одной ноге. Также нежелательно убегать прыжками с одной ноги на другую, избегая касания обеими ногами, вследствие возможного падения. Можно сдвинуть плотно друг к другу ступни и выйти из зоны, прыгая на обеих ногах.

    Три основных метода снижения потенциальной опасности шага и прикосновения

    Опасность повышения потенциала земли

    Уменьшение опасности шага и потенциального прикосновения обычно достигается с помощью одного или нескольких из следующих трех основных методов. Понимание правильного применения обсуждаемых методов является ключом к уменьшению и устранению любых опасностей потенциального подъема грунта.

    Рисунок 1. Ступенчатый потенциал опоры ЛЭП

    Содержание:

    1. Снижение сопротивления заземления (RTG) системы заземления
    2. Правильное размещение заземляющих проводников
    3. Добавление резистивных поверхностных слоев
    4. Только Благодаря использованию высокотехнологичного программного обеспечения для трехмерного электрического моделирования, которое может моделировать структуры грунта с несколькими слоями и конечными объемами различных материалов, инженер может точно смоделировать и спроектировать систему заземления, которая будет безопасно справляться с высоковольтными электрическими замыканиями.


      1. Уменьшение сопротивления заземления (RTG)

      Уменьшение сопротивления RTG на площадке часто является лучшим способом уменьшить негативные последствия любого случая повышения потенциала земли , где это целесообразно. Повышение потенциала земли является произведением тока повреждения, протекающего в систему заземления, на RTG системы заземления.

      Таким образом, уменьшение RTG уменьшит повышение потенциала земли до такой степени, что ток повреждения, протекающий в систему заземления, действительно увеличится в ответ на уменьшенное RTG.Например, если ток короткого замыкания для высоковольтной опоры составляет 5000 А, а РИТЭГ системы заземления равен 10-, повышение потенциала земли составит 50 000 В.

      Рисунок 2 – Потенциал прикосновения на опоре ЛЭП уменьшаем РТГ системы заземления до 5- и в результате ток замыкания возрастает до 7000 А , то прирост потенциала земли составит 35000 В!

      Как видно из приведенного выше примера, уменьшение RTG может иметь эффект, позволяющий большему току течь в землю в месте повреждения, но всегда будет приводить к более низким значениям повышения потенциала земли и касанию и шагу напряжения в месте повреждения.

      С другой стороны, чем дальше от места повреждения, тем на соседних объектах, не подключенных к поврежденному сооружению, увеличение тока в землю приведет к большему протеканию тока вблизи этих соседних объектов и, следовательно, к увеличению нарастания потенциала земли , напряжения прикосновения и шаговые напряжения на этих объектах.

      Конечно, если они изначально низкие, увеличение может не представлять проблемы, но в некоторых случаях может возникнуть проблема.

      2.Надлежащее размещение заземляющих проводов

      Типичным требованием к заземляющим проводам на высоковольтных опорах или подстанциях является установка контура заземления вокруг всех металлических объектов, соединенных с этими объектами.

      Имейте в виду, что может потребоваться изменить глубину и/или расстояние, на котором контуры заземления заглубляются от конструкции , чтобы обеспечить необходимую защиту.

      Обычно для этих контуров заземления требуется проводник из неизолированной меди сечением не менее 2/0 AWG, заглубленный в прямой контакт с землей и на расстоянии 3 фута от периметра объекта, на 18 дюймов ниже уровня земли.Назначение петли — минимизировать напряжение между объектом и поверхностью земли, на которой может стоять человек, прикасаясь к объекту — , то есть минимизировать потенциалы прикосновения .

      Рисунок 3 – Заземление высоковольтной опоры

      Важно, чтобы все металлические объекты в среде с повышением потенциала земли были соединены с системой заземления, чтобы устранить любую разницу потенциалов. Также важно учитывать удельное сопротивление грунта в зависимости от глубины при расчете напряжения прикосновения и шагового напряжения, а также при определении глубины размещения проводников.

      Например, в грунте с сухим высокоомным поверхностным слоем проводники в этом слое будут малоэффективны. Слой с низким удельным сопротивлением под ним был бы лучшим местом для заземляющих проводников. С другой стороны, если ниже находится еще один слой с высоким удельным сопротивлением, длинные заземляющие стержни или глубокие скважины, проходящие в этот слой, будут неэффективными.

      Иногда считается, что расположение горизонтальных проводников контура заземления очень близко к поверхности приводит к наибольшему снижению потенциалов прикосновения. Это не обязательно так , поскольку проводники, расположенные близко к поверхности, скорее всего, находятся в более сухой почве с более высоким удельным сопротивлением, что снижает эффективность этих проводников.

      Кроме того, в то время как потенциалы прикосновения непосредственно над петлей могут быть снижены, потенциалы прикосновения на небольшом расстоянии могут фактически увеличиться из-за уменьшения зоны влияния этих проводников. Наконец, в этих местах вероятно увеличение ступенчатых потенциалов. Действительно, ступенчатые потенциалы могут быть проблемой вблизи проводников, расположенных близко к поверхности, особенно по периметру системы заземления.

      Для решения этой проблемы часто можно увидеть проводники по периметру вокруг небольших систем заземления , закопанных на глубину 3 фута ниже уровня .


      3. Резистивные поверхностные слои

      Одним из простейших способов снижения потенциальной опасности шага и прикосновения является ношение обуви с защитой от электрического тока . В сухом состоянии правильно оцененная электрическая обувь имеет сопротивление подошвы в миллионы Ом и является отличным инструментом для обеспечения безопасности персонала. С другой стороны, когда эти сапоги мокрые и грязные, ток может обходить подошвы ботинок в пленке материала, скопившейся на боках ботинка.

      Мокрый кожаный ботинок может иметь сопротивление порядка 100 Ом. Кроме того, нельзя предполагать, что широкая общественность, которая может иметь доступ к внешнему периметру некоторых объектов, будет носить такое защитное снаряжение.

      Другим методом, используемым для снижения потенциальной опасности шага и прикосновения, является добавление более резистивных поверхностных слоев. Часто к башне или подстанции добавляется слой щебня, чтобы обеспечить слой изоляции между персоналом и землей. Этот слой уменьшает количество тока, который может протекать через данного человека в землю.Еще одним важным фактором является борьба с сорняками, так как при неисправности растения попадают под напряжение и могут проводить опасное напряжение в человека.

      Асфальт является отличной альтернативой, так как он намного более устойчив, чем щебень , и рост сорняков не представляет проблемы. Добавление резистивных поверхностных слоев всегда повышает безопасность персонала во время повышения потенциала земли.

      Рисунок 4 – Линия 300 В на опоре электропередачи

      Телекоммуникации в условиях высокого напряжения

      Когда линии связи необходимы на объекте с высоким напряжением, требуются особые меры предосторожности для защиты коммутационных станций от нежелательных напряжений.Прокладка проводов на подстанции или на опоре может создать опасную ситуацию, поэтому необходимо соблюдать определенные меры предосторожности.

      Отраслевые стандарты, касающиеся этих мер предосторожности и защитных требований, описаны в стандартах IEEE 387, 487 и 1590 . Эти стандарты требуют проведения исследования роста потенциала земли, чтобы можно было правильно рассчитать пиковую линию 300 В.

      Для защиты телефонных коммутационных станций телекоммуникационные стандарты требуют использования оптоволоконных кабелей вместо медных проводов.Коробка преобразования медь-оптоволокно должна располагаться за пределами зоны события повышения потенциала земли на расстоянии, превышающем пиковое значение 300 В или среднеквадратичное значение линии 212 В (рис. 4).

      Известен в отрасли как «линия 300 В» . Это означает, что по результатам расчетов медный провод от телекоммуникационной компании не может проходить ближе, чем пиковое расстояние 300 В. Это расстояние, на котором медный провод должен быть преобразован в оптоволоконный кабель. Это может помочь предотвратить попадание любых нежелательных напряжений в телекоммуникационную сеть телефонных компаний.

      Текущие формулы для расчета 300-вольтовой линии, указанные в стандартах, привели к неправильному толкованию и расхождению во мнениях, что привело к вариациям на порядок расчетных расстояний для практически идентичных исходных проектных данных. Кроме того, опыт эксплуатации показал, что строгое применение теории приводит к излишне большим расстояниям. Это привело к множеству компромиссов в телекоммуникационной отрасли.

      Наиболее известным из них является более новый стандарт IEEE Std.1590-2003 , в котором указана отметка 150 м (~ 500 футов) в качестве расстояния по умолчанию, если в данном месте не проводилось исследование повышения потенциала земли.

      Справочник // Стандартный справочник для инженеров-электриков – Системы заземления Дэвида Р. Стокина и Майкла А. Эспарза

      Проводимость электрического тока в человеческом теле и через него: обзор

      Эпластика. 2009 г.; 9: е44.

      Опубликовано в Интернете 12 октября 2009 г.

      , PhD, MD, FACEP a и, MS, PhD, DSc b

      Раймонд М.Fish

      a Исследовательская лаборатория биоакустики и отделение хирургии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн

      Leslie A. Geddes

      b Школа биомедицинской инженерии Weldon, Университет Purdue, W Lafayette, Ind

      Лаборатория биоакустических исследований и отделение хирургии, Иллинойский университет в Урбана-Шампейн

      b Уэлдонская школа биомедицинской инженерии, Университет Пердью, W Lafayette, Ind

      Это статья в открытом доступе, авторы которой сохраняют авторские права на произведение. .Статья распространяется в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

      Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

      Abstract

      Objective: Целью этой статьи является объяснение способов прохождения электрического тока через тело человека и его влияния на характер повреждений. Методы: Эта междисциплинарная тема объясняется первым обзором электрических и патофизиологических принципов.Ведутся дискуссии о том, как электрический ток проходит через тело через воздух, воду, землю и искусственные проводящие материалы. Также обсуждаются кожное сопротивление (импеданс), внутреннее сопротивление тела, путь тока через тело, феномен отпускания, повреждение кожи, электрическая стимуляция скелетных мышц и нервов, сердечная аритмия и остановка сердца, а также утопление от удара электрическим током. После обзора основных принципов обсуждается ряд клинически значимых примеров механизмов несчастных случаев и их медицинских последствий.Темы, связанные с ожогами высоким напряжением, включают замыкания на землю, градиент потенциала земли, шаговые потенциалы и потенциалы прикосновения, дуги и молнии. Результаты: Практикующий врач будет лучше понимать электрические механизмы повреждения и их ожидаемые клинические эффекты. Выводы: Существует множество типов электрических контактов, каждый из которых имеет важные характеристики. Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь клиницисту понять, как и почему происходят определенные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы можно ожидать.

      В этой статье объясняется, как электрический ток проходит через тело человека и как это влияет на характер травм. Эта междисциплинарная тема объясняется в части A сначала путем рассмотрения электрических и патофизиологических принципов, а затем в части B путем рассмотрения конкретных типов аварий. Ведутся дискуссии о том, как электрический ток проходит через тело через воздух, воду, землю и искусственные проводящие материалы. Обсуждаются кожное сопротивление (импеданс), внутреннее сопротивление тела, путь тока через тело, феномен отпускания, повреждение кожи, электрическая стимуляция скелетных мышц и нервов, сердечные аритмии и остановка сердца, а также утопление от удара электрическим током.После обзора основных принципов в части B обсуждается ряд клинически значимых примеров механизмов несчастных случаев и их медицинских последствий. Темы, связанные с ожогами высоким напряжением, включают замыкания на землю, градиент потенциала земли, шаговые потенциалы и потенциалы прикосновения, дуги и молнии. . Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь понять, как и почему происходят определенные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы можно ожидать.

      ЧАСТЬ A: ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И КАК ЭТО ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С ТЕЛОМ ЧЕЛОВЕКА

      Поражение электрическим током определяется как внезапная насильственная реакция на прохождение электрического тока через любую часть тела человека. Поражение электрическим током — смерть от поражения электрическим током. Первичная электрическая травма — это повреждение тканей, вызванное непосредственно электрическим током или напряжением. Вторичные травмы, такие как падения, распространены. Если не указано иное, в этой статье речь идет о токах и напряжениях переменного тока с частотой 60 (или 50) Гц (среднеквадратичное значение). Также под сопротивлением мы фактически подразумеваем величину импеданса. Высокое напряжение относится к 600 В переменного тока или более, среднеквадратичное значение.

      Очень небольшое количество электрического тока приводит к серьезным физиологическим эффектам

      Ток относится к количеству электричества (электронов или ионов), протекающего в секунду.Сила тока измеряется в амперах или миллиамперах (1 мА = 1/1000 ампера). Количество электрического тока, протекающего через тело, определяет различные последствия поражения электрическим током. Как указано в Таблице, различное количество тока приводит к определенным эффектам. Большинство эффектов, связанных с током, возникают в результате нагревания тканей и стимуляции мышц и нервов. Стимуляция нервов и мышц может привести к проблемам, начиная от падения из-за отдачи от боли и заканчивая остановкой дыхания или сердца. Для возникновения физиологических эффектов требуется относительно небольшое количество тока.Как показано в таблице, для срабатывания автоматического выключателя на 20 А требуется ток в тысячу раз больший, чем для остановки дыхания.

      Таблица 1

      Расчетные эффекты 60 Гц токов переменного тока *

      100 мА 2. 15/20
      1 MA Без ощутимой
      16 MA
      16 MA
      16 MA
      16 MA
      16 MA
      16. 20 мА Паралич дыхательных мышц
      фибрилляция желудочков порог
      остановки сердца и внутреннего повреждения органов
      Общий предохранитель размыкает цепь

      Сопротивление кожи защищает тело от электричества

      Тело имеет сопротивление протеканию тока.Более 99% сопротивления тела электрическому току приходится на кожу. Сопротивление измеряется в омах. Мозолистая, сухая рука может иметь более 100 000 Ом из-за толстого внешнего слоя мертвых клеток в роговом слое. Внутреннее сопротивление тела составляет около 300 Ом, что связано с влажными, относительно солеными тканями под кожей. Кожное сопротивление можно эффективно обойти, если имеется пробой кожи от высокого напряжения, пореза, глубокого истирания или погружения в воду (таблица). Кожа действует как электрическое устройство, такое как конденсатор, в том смысле, что она позволяет протекать большему току, если напряжение быстро меняется.Быстро меняющееся напряжение будет приложено к ладони и пальцам руки, если она держит металлический инструмент, который внезапно касается источника напряжения. Этот тип контакта даст гораздо большую амплитуду тока в теле, чем это могло бы произойти в противном случае. 2

      Таблица 2

      Способности защищать сопротивление кожи можно значительно уменьшить

      Значительные физические повреждения кожи: нарезы, абраоны, ожоги
      • 9019. 7019. 70193 • 9019. 70193 • 9019. 7019. • • 9019. • • 9019. • 9019. • • 9019. • . 7019. • 9019. 70193. Погружение в воду .В зависимости от сопротивления при любом заданном напряжении будет протекать определенный ток. Именно ток определяет физиологические эффекты . Тем не менее, напряжение влияет на исход поражения электрическим током несколькими способами, как обсуждается ниже.

      Повреждение кожи

      При напряжении 500 В и выше происходит разрушение внешнего слоя кожи с высоким сопротивлением. 3 Это значительно снижает сопротивление тела току. Результатом является увеличение количества тока, протекающего при любом заданном напряжении.Области повреждения кожи иногда представляют собой раны размером с булавочную головку, которые можно легко не заметить. Они часто являются признаком того, что в организм может попасть большое количество тока. Можно ожидать, что этот ток приведет к глубокому повреждению тканей мышц, нервов и других структур. Это одна из причин, по которой часто имеет место значительное повреждение глубоких тканей, мало похожее на ожог кожи при поражении электрическим током.

      Электропорация

      Электропорация (повреждение клеточной мембраны) происходит из-за приложения большого напряжения по длине ткани.Это произошло бы с 20 000 В из рук в руки. Электропорация также может происходить при напряжении 120 В, когда конец шнура питания находится во рту ребенка. В этой ситуации напряжение не высокое, но вольт на дюйм ткани такое же, как и в случае, когда высокое напряжение прикладывается с руки на руку или с головы на ногу. В результате электропорации даже кратковременный контакт может привести к тяжелым травмам мышц и других тканей. Электропорация является еще одной причиной возникновения глубокого повреждения тканей.

      Нагрев

      При прочих равных условиях тепловая энергия, доставляемая тканям, пропорциональна квадрату напряжения (увеличение напряжения в 10 раз увеличивает тепловую энергию в 100 раз).

      Переменный и постоянный ток

      Мембраны возбудимых тканей (например, нервных и мышечных клеток) наиболее эффективно пропускают ток в клетки при изменении приложенного напряжения. Кожа несколько похожа на то, что она пропускает больший ток при изменении напряжения. Следовательно, при переменном токе происходит непрерывное изменение напряжения, причем в секунду происходит 60 циклов изменения напряжения. При переменном токе, если уровень тока достаточно высок, будет ощущение поражения электрическим током, пока есть контакт.Если тока достаточно, клетки скелетных мышц будут стимулироваться так быстро, как только смогут отреагировать. Эта скорость меньше, чем 60 раз в секунду. Это вызовет тетаническое сокращение мышц, что приведет к потере произвольного контроля над мышечными движениями. Клетки сердечной мышцы будут получать 60 стимуляций в секунду. Если амплитуда тока достаточна, возникает фибрилляция желудочков. Сердце наиболее чувствительно к такой стимуляции в «уязвимый период» сердечного цикла, который приходится на большую часть зубца Т.

      Напротив, при постоянном токе ощущение удара током возникает только при замыкании или разрыве цепи, если только напряжение не относительно высокое. 4 Даже если амплитуда тока большая, она может не возникать в уязвимый период сердечного цикла. При переменном токе разряд продолжительностью более 1 сердечного цикла обязательно даст стимуляцию в период уязвимости.

      Как связаны ток, напряжение и сопротивление

      Закон Ома выглядит следующим образом:

      На рисунке показаны источник напряжения и резистор.Например, сопротивление 1000 Ом, подключенное к источнику питания 120 В, будет иметь

      Напряжение заставляет ток ( I ) течь через данное сопротивление. Несколько круговой путь тока называется цепью.

      Путь(и) тока

      Электричество течет из (как минимум) одной точки в другую. Часто это от одной клеммы к другой клемме источника напряжения. Соединение между клеммами источника напряжения часто называют «нагрузкой».Нагрузкой может быть все, что проводит электричество, например лампочка, резистор или человек. Это показано на рисунке .

      Чтобы проиллюстрировать некоторые важные моменты, эту схему можно применить к автомобилю. Например, минусовая клемма автомобильного аккумулятора соединена («заземлена») с металлическим шасси автомобиля. Плюсовая клемма подключается к красному кабелю из отдельных проводов, которые идут к стартеру, фарам, кондиционеру и другим устройствам. Электрический ток протекает по множеству параллельных путей: радио, стартер, свет и многие другие пути тока.Ток в каждом пути зависит от сопротивления каждого устройства. Отключение положительной или отрицательной клеммы батареи остановит протекание тока, хотя другое соединение не повреждено.

      Применение модели к человеческому телу

      Пример автомобиля облегчает понимание течения в человеческом теле. Человек, получивший удар электрическим током, будет иметь (как минимум) 2 точки контакта с источником напряжения, одна из которых может быть заземлением. Если соединение или отключено, ток не течет.Аналогия также объясняет, как ток может проходить по множеству параллельных путей, например, по нервам, мышцам и костям предплечья. Величина тока в каждом автомобильном приборе или типе ткани зависит от сопротивления каждого компонента.

      Рисунок продвигает модель на шаг вперед. На нем изображен аккумулятор и фары на велосипеде. Ржавые контакты как на положительной, так и на отрицательной клеммах аккумулятора. Общее сопротивление, через которое напряжение должно проталкивать ток, равно сопротивлению двух ржавых соединений в дополнение к сопротивлению фар. Чем больше сопротивление, тем меньше ток . Ржавое соединение аналогично сопротивлению кожи, а фара аналогично внутреннему сопротивлению кузова. Общее сопротивление тела равно внутреннему сопротивлению тела плюс 2 сопротивления кожи .

      Ржавые контакты увеличивают сопротивление току. Фары аналогичны внутреннему сопротивлению кузова, а ржавые соединения аналогичны сопротивлению кожи. Общее сопротивление тела равно внутреннему сопротивлению тела плюс 2 сопротивления кожи.

      На рисунке изображен человек, подключенный к источнику напряжения. Есть связи с левой рукой и левой ногой. «Общее сопротивление тела» человека состоит из очень низкого (примерно 300 Ом) внутреннего сопротивления тела плюс 2 контактных сопротивления кожи. Сопротивление контакта с кожей обычно составляет от 1000 до 100 000 Ом, в зависимости от площади контакта, влажности, состояния кожи и других факторов. Таким образом, кожа обеспечивает большую часть защиты тела от электрического тока.

      Схема человека, подключенного к источнику напряжения.

      Высоковольтный контакт

      Высоковольтные (≥600 В) контакты иногда кажутся парадоксальными. Птица удобно сидит на высоковольтной линии электропередач. Но человек в рабочих ботинках, стоящий рядом с грузовиком, погибает, коснувшись борта грузовика, потому что приподнятое навесное оборудование грузовика задело линию электропередач. Высокое напряжение разрушает электрические изоляторы, в том числе краску, кожу, большую часть обуви и перчаток. Специальная обувь, перчатки и инструменты считаются защитными для определенных уровней напряжения.Эти элементы должны периодически проверяться на наличие (иногда точечных) разрывов изоляции. Изоляция может быть неэффективной, если на поверхности предмета есть влага или загрязнения.

      Как отмечалось выше, для протекания тока требуется 2 или более контактных точек с разным напряжением. Многие электрические системы подключены («заземлены») к земле. Опорные конструкции часто бывают металлическими, а также физически находятся в земле.

      Рабочий был подключен к линии электропередач через металлические части своего грузовика.Высокое напряжение (7200 В) было достаточно высоким, чтобы пробить краску грузовика и его обуви. Птица не была достаточно близко к земле или чему-то еще, чтобы замкнуть цепь на землю. Есть птицы с большим размахом крыльев, которые получают удар током, когда перекрывают зазор между проводами и конструкциями, находящимися под разным напряжением.

      ЧАСТЬ B: ТИПЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ

      Шаговые и сенсорные потенциалы

      Обычно считается, что земля под нашими ногами имеет напряжение 0 В.Линии электропередач и радиоантенны заземляются путем соединения их с металлическими стержнями, вбитыми в землю. Если человек стоит босиком на земле с расставленными ступнями, между двумя ступнями должно быть 0 В. Это нормальное положение дел нарушается, если проводник от высоковольтной линии электропередач достигает земли или если в землю ударяет молния.

      Напряжение от воздушных линий электропередач может попасть на землю несколькими путями. Линия может порваться или оторваться от своих изолированных опор и войти в контакт с самой землей или с конструкциями, которые сами связаны с землей.Поддерживающие провода (растяжки) могут отсоединиться от своих соединений у земли и оказаться под напряжением при контакте с линией электропередач. В этом случае оттяжка под напряжением находится под высоким напряжением. Если оттяжка касается земли, напряжение на земле в точке контакта и вокруг нее больше не равно 0 В.

      Когда проводник под напряжением контактирует с землей напрямую или через проводник, это называется замыканием на землю. Уменьшение напряжения на расстоянии от точки контакта с землей объекта, находящегося под напряжением, называется градиентом потенциала земли .Падения напряжения, связанные с этим рассеянием напряжения, называются потенциалами земли.

      На рисунке представлена ​​типичная кривая распределения градиента напряжения. На этом графике видно, что напряжение уменьшается с увеличением расстояния от заземляющего объекта. Слева от заземленного объекта, находящегося под напряжением, есть разница потенциалов между двумя ногами человека, называемая ступенчатым потенциалом. Справа есть разница потенциалов между рукой человека и 2 ногами, называемая потенциалом прикосновения.Существует также ступенчатый потенциал между 2 ногами человека справа. (Рисунок и этот раздел являются изменениями части правил OSHA [Standards-29 CFR].)

      Шаговые и сенсорные потенциалы. Фактические цифры могут варьироваться в зависимости от типа почвы и влажности, а также других факторов.

      Внезапное ожог, нагрев электрическим током или и то, и другое

      Дуги высокого напряжения связаны с прохождением электричества по воздуху. В некоторых случаях дуга не касается человека. В этой ситуации возможны серьезные ожоги от тепла дуги (вспышка).Также могут быть ожоги от горящей одежды и других веществ. Ожоги могут также возникнуть в результате прикосновения к предметам, которые термически нагреты, но не находятся под напряжением.

      Дуги высокой энергии могут создавать ударные волны, связанные со взрывом. 5 В результате тупая травма может отбросить человека, разорвать барабанные перепонки и ушибить внутренние органы.

      Если дуга или проводник, находящийся под напряжением, контактируют с человеком и через него или ее проходит электрический ток, в дополнение к упомянутым выше механизмам повреждения может быть травма от протекания электрического тока через тело.

      Клинически важно определить, связано ли поражение электрическим током с протеканием электрического тока через тело. Протекание тока через тело из-за высокого напряжения может привести к состояниям, за которыми необходимо следить с течением времени. Эти состояния включают миоглобинурию, коагулопатию и компартмент-синдромы. Несколько клинических и связанных с электрическим контактом проблем могут помочь определить, проходил ли ток через тело. Во-первых, для протекания электрического тока через тело требуется как минимум 2 точки контакта.При высоком напряжении это, как правило, полнослойные ожоги. Они могут быть размером с булавочную головку, а иногда и множественными из-за искрения. Если проводник, такой как кусок проволоки, коснулся кожи, может возникнуть ожоговая травма из-за формы предмета, с которым соприкасается.

      Вспышка ожога без тока через тело, напротив, имеет тенденцию быть диффузным и относительно однородным. Мгновенные ожоги на 90 114 иногда на 90 117 меньше полной толщины, в то время как ожог контакта высокого напряжения будет полной толщины.

      Так называемые входные и выходные раны

      Часто бывает всего 2 контактных ожога, которые обычно называют входными и выходными ранами.Эти термины связаны с тем, что электрический ток исходит от источника напряжения, входит в тело в одной точке, течет по телу в другую точку контакта, где выходит из тела и возвращается к источнику напряжения (или земле). Эта терминология несколько сбивает с толку, если учесть, что переменный ток меняет направление много раз в секунду. Терминология также может вводить в заблуждение, поскольку она напоминает одно из пулевых ранений, которые иногда имеют небольшие входные и более крупные выходные отверстия. При поражении электрическим током размер раны будет зависеть от таких факторов, как размер и форма проводника, геометрия пораженной части тела и влажность.Аналогия с огнестрельными ранениями также вводит в заблуждение, поскольку не всегда имеется выходное отверстие пули, потому что пуля остается в человеке. Таким образом, 2 отдельных ожога третьей степени предполагают прохождение тока через тело. Диффузный, неполный ожог не предполагает прохождения тока через тело.

      Помимо признаков, связанных с контактом, существуют клинические признаки, которые могут помочь определить, имело ли место протекание тока через глубокие ткани. Например, ожидается, что контакт высокого напряжения с рукой, связанный с протеканием тока в руку, вызовет твердость и болезненность предплечья.Будет боль при пассивных и активных движениях пальцев, может быть дефицит чувствительности в руке.

      Молния

      Молния обычно бьет по поверхности тела, причиняя некоторым людям на удивление мало повреждений. Влажная кожа и очень короткие электрические импульсы способствуют прохождению тока по поверхности тела. Тем не менее, молния иногда наносит вред человеку из-за протекания тока в теле, тупого механического воздействия, эффекта взрыва, который может привести к разрыву барабанных перепонок и поражению внутренних органов, а также из-за сильного света, который может привести к катаракте.

      Контакт с проводниками

      Низкое напряжение (

      <600 В)

      Последствия ударов током низкого напряжения перечислены в таблице . Приведенные уровни тока варьируются в зависимости от конкретного пути тока, продолжительности контакта, веса, роста и телосложения человека (особенно мускулатуры и костных структур) и других факторов. Эффекты, возникающие в каждом конкретном случае, сильно зависят от нескольких факторов, связанных с тем, как осуществляется контакт с источником электричества. К этим факторам относятся текущий путь, влажность, если не было возможности отпустить, и размер областей контакта.

      Путь тока

      Если путь тока проходит через грудную клетку, непрерывные тетанические сокращения мышц грудной стенки могут привести к остановке дыхания. Dalziel, 6 , проводивший измерения на людях, рассказывает, что токи силой свыше 18 мА стимулируют грудные мышцы, так что во время разряда останавливается дыхание.

      Другим эффектом, возникающим при трансторакальном пути тока, является фибрилляция желудочков. Пути трансторакального тока включают руки в руки, руки в ноги и от передней части грудной клетки к задней части грудной клетки.Эксперименты на животных показали, что порог фибрилляции желудочков обратно пропорционален квадратному корню из продолжительности тока.

      Феномен отпускания при слабом (

      <600 В) контакте

      Фактором, который существенно влияет на травму, полученную при низком напряжении, является невозможность отпустить. Величина тока в руке, которая заставляет руку непроизвольно сильно сжиматься, называется током отпускания. 7 Если пальцы человека обвиваются, например, большим кабелем или ручкой пылесоса под напряжением, большинство взрослых смогут отпустить его при силе тока менее 6 мА.При 22 мА более 99% взрослых не смогут отпустить. Боль, связанная с током отпускания, настолько сильна, что молодые мотивированные добровольцы могли терпеть ее всего несколько секунд. 7 При протекании тока в предплечье стимулируются как сгибающие, так и разгибающие мышцы. Однако мышцы сгибания сильнее, что делает человека неспособным добровольно отпустить. Почти все случаи неспособности отпустить связаны с переменным током. Переменный ток многократно стимулирует нервы и мышцы, что приводит к тетаническому (устойчивому) сокращению, которое длится до тех пор, пока продолжается контакт.Если это приводит к тому, что субъект сильнее сжимает проводник, в результате электрический ток продолжает течь через человека и снижается контактное сопротивление. 8

      При переменном токе возникает ощущение поражения электрическим током при контакте. Напротив, при постоянном токе возникает только ощущение удара при замыкании или разрыве цепи. Пока контакт сохраняется, ощущения шока нет. Ниже 300 мА постоянного тока (среднеквадратичное значение) явление отпускания отсутствует, поскольку рука не зажимается непроизвольно.При прохождении тока через руку возникает ощущение тепла. Замыкание или разрыв цепи приводит к болезненным неприятным ударам. При токе свыше 300 мА отпустить его может быть невозможно. 4 Порог фибрилляции желудочков при разрядах постоянного тока продолжительностью более 2 секунд составляет 150 мА по сравнению с 50 мА при разрядах частотой 60 Гц; для разрядов короче 0,2 секунды порог такой же, как и для разрядов частотой 60 Гц, то есть примерно 500 мА. 4

      Мощность нагрева также увеличивается, когда человек не может отпустить.Это связано с тем, что крепкий захват увеличивает площадь контакта кожи с проводниками. Кроме того, со временем между кожей и проводниками скапливается пот с высокой проводимостью. Оба эти фактора снижают контактное сопротивление, что увеличивает величину протекающего тока. Кроме того, нагрев больше потому, что продолжительность контакта часто составляет несколько минут по сравнению с долей секунды, необходимой для отхода от болевого раздражителя.

      Невозможность отпустить приводит к большему току в течение более длительного периода времени.Это увеличит ущерб из-за нагрева мышц и нервов. Также будет усиливаться боль и частота остановок дыхания и сердца. Также может быть вывих плеча с сопутствующим повреждением сухожилий и связок, а также переломы костей в области плеч.

      Феномен отпущения при высоком (>600 В) контакте

      Несколько различных результатов могут произойти, когда человек сжимает проводник, подающий напряжение 10 кВ переменного тока из рук в руки. Такой контакт занимает более 0,5 секунды, прежде чем большая часть дистальных клеток предплечья повреждается теплом.Однако в течение 10–100 миллисекунд мышцы на текущем пути будут сильно сокращаться. Человеку может быть предложено более крепко сжать проводник, создавая более сильный механический контакт. Или человека может оттолкнуть от контакта. Какое из этих событий произойдет, зависит от положения руки относительно проводника. Большинство очевидцев сообщают, что жертв сбрасывало с кондуктора, возможно, из-за общих мышечных сокращений. В таких случаях время контакта оценивается примерно в 100 миллисекунд или меньше. 9 (стр. 57)

      Контакт с погружением: поражение электрическим током утопление

      Клинические проблемы

      Утопление и почти утопление могут быть результатом воздействия электричества в воде. Условия, требующие лечения утопления, вызванного электричеством, в основном такие же, как и состояния, связанные с утоплением без электричества. Эти состояния включают повышение уровня миоглобина, которое может привести к почечной недостаточности (выявляемой по повышению уровня креатинкиназы [КФК] и анализу мочи), респираторному дистресс-синдрому взрослых, гипотермии, гипоксии, электролитным нарушениям и аритмиям, включая желудочковую тахикардию и фибрилляцию желудочков.Уровни креатинкиназы и миоглобина 90–114 в неэлектрических 90–117 случаях утопления, как полагают, связаны с насильственной борьбой, наряду с иногда длительной гипоксией и дисбалансом электролитов. Электричество в воде может стимулировать мышцы достаточно сильно, чтобы вызвать у человека сильную мышечную боль во время и после того, как он или она чуть не утонул. Это привело бы к дальнейшему увеличению уровней КФК и миоглобина по сравнению с теми, которые были бы результатом неэлектрического почти утопающего стола. Уровни креатинкиназы иногда повышаются в течение дня или более под влиянием проводимого лечения, продолжающейся гипоксии или гипотензии и других состояний, которые могут влиять на продолжающийся некроз тканей.

      Таблица 3

      Почему погружение в воду может быть смертельным при очень низком напряжении

      2
      1 Погружение очень эффективно смачивает кожу и значительно снижает сопротивление кожи на единицу площади
      площадь контакта большой процент всей поверхности тела
      3 Электрический ток может также проникать в организм через слизистые оболочки, такие как рот и горло
      4 Человеческое тело очень чувствительно к электричеству.Очень небольшое количество тока может вызвать потерю способности плавать, остановку дыхания и сердца

      Воздействие электрического тока

      Многие определения воздействия электрического тока на человека были сделаны Далзилом. 10 Для любого данного эффекта, такого как тетанические мышечные сокращения, существует диапазон уровней тока, которые производят эффект из-за индивидуальных различий субъекта. Например, ток, необходимый для того, чтобы вызвать тетанические сокращения мышц предплечья («отпускающий» ток), может составлять от 6 до 24 мА (среднеквадратичное значение переменного тока 60 Гц) в зависимости от субъекта.Поэтому текущие уровни, указанные в публикациях, могут быть максимальными, средними или минимальными уровнями в зависимости от обсуждаемых вопросов. Для вопросов безопасности часто подходят значения, близкие к минимальным.

      Как указано в таблице, компания Dalziel 7 обнаружила, что 10 мА вызывают тетанические сокращения мышц и, следовательно, потерю мышечного контроля. Кроме того, Smoot и Bentel 12 обнаружили, что силы тока 10 мА достаточно, чтобы вызвать потерю контроля над мышцами в воде. Они проводили измерения в соленой воде и не сообщали о приложенных напряжениях.

      Таблица 4

      Механизмы смерти при утоплении электрического удара

      , v AC 9191919191919191919191919191919191919197 гг.
      Механизм Требуется ток , необходимо, VAC
      30
      Тетаническое сокращение (эффективно паралич) мышц дыхания 20 6
      Потеря контроля мышц: 16 м. Мал.
      . .8
      Потеря контроля мышц конечностей: как мало, как 10 мА для наиболее чувствительных женских 7 , 11 10 3

      Общего сопротивления тела в воде

      общих сопротивление тела от руки до ноги в воде считается равным 300 Ом при соблюдении техники безопасности. 13 15 Smoot 11 , 16 измерили общее сопротивление тела 400 Ом при погружении.Во многом это связано с внутренним сопротивлением тела. Таким образом, погружение устраняет большую часть сопротивления кожи.

      Соленая вода обладает очень высокой электропроводностью по сравнению с человеческим телом, поэтому утопление в соленой воде с электрическим током встречается относительно редко. Это связано с тем, что большая часть электрического тока шунтируется снаружи тела.

      Если есть разница в напряжении, например, между одной рукой и другой, то через тело потечет электрический ток. Величина тока равна напряжению, деленному на общее сопротивление тела.

      Какое напряжение в воде может быть смертельным?

      В таблице указаны силы тока, необходимые для возникновения фибрилляции желудочков и других фатальных состояний. Общее сопротивление тела в воде равно 300 Ом. Таким образом, известен необходимый ток и сопротивление, которое он должен испытывать. Таким образом, можно рассчитать необходимое напряжение. Для фибрилляции желудочков расчет производится следующим образом:

      Требуемое напряжение = Ток × Сопротивление

      Для возникновения фибрилляции желудочков требуется следующее напряжение:

      Напряжение = 100 мА × 300 Ом = 30 В

      смерти указаны в табл.

      Электрический контакт, связанный с водой, часто происходит двумя способами. Эти механизмы могут происходить в ваннах, бассейнах и озерах. Первый механизм контакта предполагает, что человек в воде вытягивается из воды и контактирует с токопроводящим объектом, находящимся под напряжением. Например, человек хорошо заземляется, сидя в ванне. Сопротивление контакта его руки с находящимся под напряжением предметом за пределами ванны может быть достаточно высоким, чтобы защитить его или ее, особенно если его или ее рука не мокрая и площадь контакта мала.

      Второй контактный механизм заключается в том, что человек в воде находится в электрическом поле из-за проводника под напряжением, находящегося в воде. Например, в воду падает электронагреватель, подключенный к горячему проводу розетки 120 В переменного тока. Заземленная сливная труба находится близко к плечам человека, а обогреватель – к его или ее ногам. Это дает разницу в напряжении 120 В переменного тока от плеч до ног. При общем сопротивлении тела 300 Ом протекает ток 360 мА, что более чем в 3 раза превышает величину, необходимую для возникновения фибрилляции желудочков.

      В озерах, прудах и других водоемах источник электроэнергии может генерировать ток в воду. Расположение напряжений в воде можно измерить. В воде может присутствовать напряжение из-за того, что корпус лодки, подключенной к береговому источнику питания, находится под напряжением. В воде также могут присутствовать напряжения из-за находящихся под напряжением проводников в воде, которые выделяют электрический ток в воду.

      Может существовать электрический градиент (или поле), аналогичный ситуации, описанной выше для шагового и сенсорного потенциалов.Ситуацию в воде сложнее анализировать, потому что человек в воде принимает разные позы и ориентации в трех измерениях (вверх, вниз и вбок — на север, юг, восток и запад). Трансторакальное и трансконечное напряжение будет меняться по мере движения человека в зависимости от ориентации (направления) электрического поля.

      Измерения потери мышечного контроля в воде

      Измерения, аналогичные измерениям Smoot и Bentel 12 , были выполнены с одобрения институционального наблюдательного совета Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.Металлические пластины помещали внутрь резиновых контейнеров. Металлические пластины были плоскими на днище контейнеров. Поверх каждой металлической пластины помещали резиновый коврик с отверстиями. К одной пластине был подключен (изолированный) заземляющий провод источника питания, а к другой пластине был подключен источник переменного напряжения 60 Гц от источника питания. Испытуемый стоял, поставив 1 ступню на каждый резиновый коврик, как показано на рисунке. Таким образом, контакт испытуемого с электрическим током происходил в основном через воду, контактирующую с ногами через отверстия, а также через воду, контактирующую с ногами выше.Этот путь течения от ноги к ноге имитировал ситуации рукопашного боя и рук к ногам, которые могут возникнуть у пловцов в воде. Эта установка минимизировала ток через грудную клетку. В исследовании участвовал всего 1 субъект.

      Установка для измерения напряжения и силы тока в воде.

      Пресная (не соленая) вода с электропроводностью 320 мкмо/см заполнила каждое ведро до уровня бедра. Было обнаружено, что электрически индуцированные мышечные сокращения сильно изменялись в зависимости от положения ног в воде.

      Первоначальные испытания показали, что при подаче напряжения 3,05 В (среднеквадратичное значение переменного тока 60 Гц) между пластинами протекал ток силой 8,65 мА, что приводило к непроизвольному сгибанию колена до 90°. Это сгибание нельзя было преодолеть произвольным усилием. Колено можно было произвольно сгибать дальше, но оно не выпрямлялось более чем на 90° сгибания. Непроизвольное резкое сгибание возникало при подъеме ноги (путем сгибания бедра) так, чтобы бедро находилось в горизонтальном положении, а колено находилось на уровне воды. Это похоже на ситуацию, когда человек плавает.Мышечный контроль постепенно восстанавливался, когда стопа опускалась на дно ведра (путем разгибания бедра в нейтральное положение) и нога становилась вертикальной. Общее сопротивление тела можно рассчитать следующим образом:

      При 4,05 В протекал ток 12,6 мА. Колено было согнуто на 135°, что означало, что пятка находилась рядом с ягодицами. Этого нельзя было преодолеть добровольными усилиями. Опять же, это происходило, когда ногу поднимали так, чтобы колено находилось на уровне воды, как в случае плавания.Меньшие нарушения мышечного контроля были отмечены при других положениях ног. Мышечный контроль постепенно восстанавливался, когда стопа опускалась на дно ведра и нога становилась вертикальной. Сопротивление будет 4,05 В/12,6 мА = 332 Ом.

      Текущие уровни, измеренные в этих экспериментах, согласуются с теми, о которых сообщают Dalziel, 7 Smoot, 11 и NIOSH, 1 , как указано в таблицах и . Общее сопротивление системы (вода плюс предмет) близко к 300 Ом, так часто упоминаемому в литературе.

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      Существует множество типов электрических контактов, каждый из которых имеет важные характеристики. Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь клиницисту понять, как и почему произошли определенные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы можно ожидать.

      Благодарности

      Авторы благодарят Энди Фиша за иллюстрации.

      ССЫЛКИ

      1. Национальный институт охраны труда.Смерть рабочих от удара током. Публикация NIOSH № 98-131. 2009 г. Доступно по адресу: http://www.cdc.gov/niosh/docs/98-131/overview.html. По состоянию на 20 марта. [Google Scholar]2. Фиш Р.М., Геддес Л.А. Электрофизиология всплесков тока связи. Кардиоваск инж. 2008;8(4):219–24. [PubMed] [Google Scholar]3. Гримнес С. Пробой диэлектрика кожи человека in vivo. Med Biol Eng Comp. 1983; 21: 379–81. [PubMed] [Google Scholar]4. Бернштейн Т. Расследования предполагаемых случаев поражения электрическим током и пожаров, вызванных внутренним напряжением.IEEE Ind Appl. 1989;25(4):664–8. [Google Академия]5. Капелли-Шеллпфеффер М., Ли Р.К., Тонер М., Диллер К.Р. Документ представлен на конференции IEEE PCIC. Филадельфия, Пенсильвания: 1996. Взаимосвязь между параметрами поражения электрическим током и травмами. 23–25 сентября. [Google Академия]6. Далзил CF. Опасность поражения электрическим током. IEEE спектр. 1972;9(2):41–50. [Google Академия]7. Далзил CF. Последствия поражения электрическим током человека. ИРЭ Транс Мед Электрон. 1956: 44–62. ПГМЭ-5. [Google Академия]8. Рыба РМ. Феномен отпущения. В: Fish RM, Geddes LA, редакторы.Электрическая травма: медицинские и биоинженерные аспекты. Тусон, Аризона: Издательство Lawyers & Judges Publishing; 2009. глава 2. [Google Scholar]9. Lee RC, Cravalho EG, Burke JF, редакторы. Электрическая травма. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета; 1992. [Google Scholar]10. Далзил Чарльз Ф., Ли В. Р. Переоценка смертельных электрических токов. Приложение IEEE Trans Indus Gen Appl. 1968; ИГА-4(5):467–476. Д.О.И.10.1109/ТИГА.1968.4180929. [Google Академия] 11. Smoot AW, Bentel CA. Опасность поражения электрическим током осветительных приборов подводного плавательного бассейна.IEEE Trans Power Apparat Sys. 1964; 83 (9): 945–964. [Google Академия] 12. Smoot AW, Bentel CA. Опасность поражения электрическим током осветительных приборов подводного плавательного бассейна. Нью-Йорк. При поддержке Underwriter’s Laboratories Inc. Документ представлен на: IEEE Winter Power Meeting; февраль 1964 г .; Нью-Йорк (раздел на страницах 4 и 5) [Google Scholar]13. ВМС США. Серия учебных курсов по электротехнике и электронике ВМФ. Модуль 1 — Введение в материю, энергию и постоянный ток. Иногородний учебный курс. Пенсакола, Флорида: Центр профессионального развития и технологий военно-морского образования и обучения; 1998.стр. 3–108. Доступно по адресу: www.hnsa.org/doc/neets/mod01.pdf. По состоянию на 26 марта 2009 г. [Google Scholar] 14. Департамент военно-морского флота, Управление начальника военно-морских операций. Руководство по программе безопасности и гигиены труда (SOH) ВМС США для сил на плаву. Том III. Вашингтон, округ Колумбия: Департамент военно-морского флота, Управление начальника военно-морских операций; 2007. стр. D5–9. Доступно по адресу: http//doni.daps.dla.mil/Directive/05000%20General%20Management%20Security%20and%20Safety%20Services/05-100%20Safety%20and%20Occupational%20Health%20Services/5100.19E%20-%20Volume%20III.pdf. [Google Академия] 15. Национальный центр испытаний и исследований в области электроэнергетики. Блуждающие напряжения — проблемы, анализ и смягчение последствий [окончательный вариант] Форест-Парк, Джорджия: Национальный центр испытаний и исследований в области электроэнергетики; 2001. С. 5–28. Проект NEETRAC № 00-092. [Google Академия] 16. Гладкий АВ. Панельное совещание по импедансу тела В. В: Бриджес Дж. Э., Форд Г. Л., Шерман И. А., Вайнберг М., редакторы. Материалы Первого международного симпозиума по критериям безопасности при поражении электрическим током.Нью-Йорк: Пергамон; 1985. с. 235. [Google Scholar]

      Потенциальные опасности при беге от шага: минимизируйте напряжение между ногами | 2018-03-01

      Человек может подвергнуться риску получения травмы во время неисправности — любого аномального электрического тока — просто находясь рядом с заземленным объектом, имеющим электрический заряд. Согласно OSHA, человек, находящийся на земле, подвергается риску во время электрической неисправности, пытаясь двигаться к точке заземления или от нее. Ступенчатый потенциал — это напряжение между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом, находящимся под напряжением.Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму напряжение между ногами и избежать опасных ситуаций.

      Оборванные провода, транспортные средства или инструменты под напряжением, а также находящиеся под напряжением заземленные деревья или ветки деревьев являются примерами потенциальной опасности ступенчатого электрического тока.

      Что делать?

      В соответствии с OSHA1 вы должны убедиться, что каждый из ваших сотрудников обучен распознавать и имеет соответствующую квалификацию для работы рядом с любой опасностью поражения электрическим током, которая может возникнуть на рабочем месте. Чтобы избежать потенциальной опасности шага, OSHA рекомендует делать очень короткие, шаркающие шаги или отходить от источника неисправности, держа обе ноги близко друг к другу.Сотрудники, подвергающиеся риску, должны избегать больших шагов и избегать прямого или косвенного контакта с любыми объектами при выходе из опасной зоны.

      В отличие от ступенчатого потенциала контактный потенциал представляет собой напряжение между заземленным объектом, находящимся под напряжением, и ногами человека, находящегося в контакте с объектом.

      Чтобы понять потенциал шага и прикосновения, вам необходимо понять, как энергия рассеивается на проводящих объектах. В условиях сломанного столба или обрыва провода существуют хорошие проводники, которые обеспечивают путь к земле, включая металлические заборы, влажную почву и лужи.Другими проводниками, которые позволяют току проходить через землю, являются деревья, деревянные заборы и столбы электропередач. Древесина обычно считается изолятором, но влажная древесина проводит электрический ток. 2

      Когда проводник под напряжением падает на забор из сетки или прямо на землю, объект и прилегающая территория оказываются под напряжением, создавая зону высокого напряжения по отношению к земле. Фактическое напряжение зависит от источника, сопротивления объекта и состояния почвы — материала и влажности.Рассеивание напряжения от заземленного проводника или от заземленного конца заземленного объекта, находящегося под напряжением, называется градиентом потенциала земли. Напряжение является самым высоким в источнике и исчезает по мере того, как энергия перемещается по земле. 3

      Два стандарта OSHA предлагают защиту от ступенчатого потенциала:

      • 1910.136(a) требует, чтобы работники, подвергающиеся риску, использовали защитную обувь, если ее использование защитит пострадавшего работника от поражения электрическим током, например статического разряда или поражения электрическим током. — опасность поражения электрическим током, сохраняющаяся после принятия работодателем других необходимых защитных мер.
      • 1910.269(p)(4)(iii)(C) требует, чтобы сотрудники были защищены от опасностей, которые могут возникнуть в результате контакта механического оборудования с линиями или оборудованием, находящимся под напряжением. Работодатели должны принимать защитные меры в дополнение к заземлению оборудования. Результатом этого изменения является защита ступенчатого потенциала. В каждом инструктаже по работе на площадке (см. 1910.269(c)), следует указывать специфические для площадки опасности, чтобы можно было определить, нужны ли дополнительные меры предосторожности. 4

      Ссылки

      1. Краткая карточка OSHA «Предотвращение потенциальной опасности ступеней поражения электрическим током», http://www.osha.gov/SLTC/treecare/index.html
      2. Район общественного питания Корнхаскера, «Шаговый потенциал вокруг линий электропередач», http://cornhusker-power.com/safety/step-potential/
      3. Район общественного питания Корнхаскера, «Шаговый потенциал вокруг линий электропередач», http://cornhusker-power.com/safety/step-potential/
      4. «Голос опыта: требования к защите от ступенчатого потенциала», Дэнни Рейнс, журнал Incident Prevention, июль-август 2016 г., https://incident-prevention.com/ip-articles/tailgate-safety-topics/voice-of-experience

      Применение функции единичного шага к анализу цепи

      Функция единичного шага (Heavyside) моделирует поведение переключателя (выкл./вкл.). Функция единичного шага может описывать внезапные изменения тока или напряжения в цепи. Функция единичного шага выглядит как шаг. Практические пошаговые функции выполняются ежедневно, например, каждый раз, когда вы включаете и выключаете мобильные устройства, стереосистемы и свет. Вот общее определение функции единичного шага:

      Таким образом, эта ступенчатая функция равна 0, когда время t отрицательное, и равно 1, когда время t равно 0 или положительному.В качестве альтернативы вы можете сказать, что в момент времени t = 0 произошел скачок значения функции. Гуру математики называют этот скачок разрывом .

      Хотя вы не можете сгенерировать идеальную ступенчатую функцию, вы можете аппроксимировать ступенчатую функцию. Вот как выглядит ступенчатая функция, а также схема, которая примерно соответствует ступенчатой ​​функции.

      Создание взвешенной ступенчатой ​​функции со сдвигом во времени

      Аппроксимация схемы ступенчатой ​​функции, показанная ранее, предполагает, что вы можете быстро переключиться с выключенного состояния на включенное в момент времени t = 0 при нажатии переключателя.

      Хотя функция единичного шага кажется малоэффективной, это универсальный сигнал, который может строить другие формы сигналов. На графике шаг можно уменьшить или растянуть. Вы можете умножить ступенчатую функцию u(t) на постоянную амплитуду В k для получения следующей формы сигнала:

      Шкала или вес единицы измерения: V k . Амплитуда В k измеряет величину скачка значения функции.

      Вы можете перемещать ступенчатую функцию во времени со сдвигом T с , что приводит к сдвинутой взвешенной форме волны:

      Это уравнение говорит, что функция равна 0 до времени T с и что значение функции возрастает до V k после времени T 2 9 06862 T 9 Здесь вы видите ступенчатую функцию, взвешенную на V k со сдвигом во времени T с .

      Вы можете сложить вместе две ступенчатые функции, чтобы сформировать импульсную функцию, как вы узнаете из следующего раздела.

      Анализ цепей и сдвинутые ступенчатые функции

      Пошаговые функции могут танцевать, но это не причудливые танцы. Функция может увеличиваться или уменьшаться и перемещаться влево или вправо. Вы можете добавить эти модифицированные пошаговые функции, чтобы сделать еще более причудливые пошаговые функции.

      Например, вы можете сгенерировать прямоугольный импульс как сумму двух ступенчатых функций.Вот изображение этой концепции, которое показывает прямоугольный импульс, состоящий из суммы двух ступенчатых функций во времени.

      До 1 секунды значение пульса равно 0. Затем амплитуда импульса подскакивает до значения 3 и остается на этом значении между 1 и 2 секундами. Затем импульс возвращается к 0 в момент времени t = 2 секунды. Вы получаете прямоугольный импульс p(t) , описанный как сумма двух ступенчатых функций:

      p(t) = 3 u ( t – 1) – 3 u ( t – 2)

      Это выражение говорит о том, что вы создаете импульс со сдвинутой во времени ступенчатой ​​функцией, начинающейся с 1 секунды, с амплитудой 3, и добавляете его к другой ступенчатой ​​функции со сдвигом во времени, начинающейся с 2 секунд с амплитудой –3.Вы можете рассматривать импульс как функцию стробирования для электронных переключателей, чтобы разрешить или остановить прохождение сигнала.

      Построение линейной функции с помощью ступенчатой ​​функции

      Интеграл ступенчатой ​​функции создает линейную функцию, состоящую из двух функций, перемноженных вместе:

      Временная функция tu(t) представляет собой просто функцию рампы с наклоном (или силой) 1, а функция единичного шага служит удобным математическим инструментом для запуска рампы в момент времени t = 0.Вы можете добавить силу K к рампе и сдвинуть функцию рампы во времени на T S следующим образом:

      v(t) = Kr(t – T S )

      Рампа не запускается до T S . До временного сдвига T S, функция рампы 0. По истечении времени Т S, рампа имеет значение, равное Kr ( т Т S ).

      С помощью линейных функций вы можете создавать треугольные и пилообразные функции (или формы волны). Здесь вы видите нарастание единичной силы, нарастание силы K со сдвигом во времени на 1, треугольную форму волны и пилообразную форму волны.

      Построение таких сигналов из других функций полезно, когда вы разбиваете входные данные на распознаваемые части и применяете суперпозицию.

      Вот как построить треугольную функцию, показанную на рисунке, с помощью линейных функций:

      1. Поворот на рампе с уклоном 1 начиная с момента времени t = 0.

      2. Добавьте пандус с уклоном –2 и начинающийся с t = 1.

        При t = 1 функция начинает уменьшаться с наклоном –1. Но до этого наклон функции (от первого пандуса) равен 1; добавление рампы с наклоном -2 к первой рампе приводит к рампе с наклоном -1.

      3. Отключите вторую рампу, добавив еще одну рампу с задержкой, которая имеет наклон 1 и начинается в момент времени t = 2.

        Добавление наклона с наклоном 1 возвращает наклон к 0.

      За этим стоит математика:

      против ( т ) = г ( т ) — 2 г ( т — 1 ) + г ( т — 2)

      Вот как можно построить пилообразную функцию, подобную той, что показана на рисунке, используя линейную и ступенчатую функции:

      1. Запуск с линейным изменением наклона (или силы) K , умноженным на прямоугольный импульс единичной высоты.

        Импульс состоит из двух ступенчатых функций. Математически у вас есть рампа с определенной продолжительностью времени:

        .
        + г 1 ( т ) = Кр ( т ) [ U ( т ) — U ( т — 1)]
      2. Примените временную задержку 1 к импульсу рампы r 1 ( t ), чтобы получить другой импульс рампы r 2 ( t ), который сдвинут во времени.

        Вы получаете следующее:

        R 2 ( T ) = KR 1 ( T — 1) = 9063 KR ( T — 1) = 9063 KR ( T — 1) = 9063 KR ( T — 1) = KR ( T — 1) = KR ( T — 1) = KR ( T — 1) = . 1) – u ( t – 2)]
      3. Повторите шаг 2, чтобы получить больше задержанных линейных импульсов, начиная с 2, 3, 4 и т. д.

      4. Сложите все функции, чтобы получить пилообразную форму s t ( t ).

      Вот пилообразная функция:

      сек т ( т ) = К { г ( т ) [ U ( т ) — U ( т — 1)] + г ( t – 1)[ u ( t – 1) – u ( t – 2)]+…+}

      Многоцветная сортировка клеток — сложный процесс, и некоторые научные ошибки могут быть распространены.

      Неудачная многоцветная сортировка может привести к ошибочным данным и неубедительным результатам. С другой стороны, успешные многоцветные сортировки могут дать отличные результаты и привести к динамическим выводам.

      Успешная сортировка многоцветных ячеек требует особого внимания к планированию.

      Использование определенных стратегий настройки для вашего эксперимента может создать оптимизированную систему для сложного процесса. Например, эти важные шаги и стратегии для экспериментов по многоцветной сортировке могут сэкономить ваше время и максимизировать ваши результаты.

      При настройке многоцветного эксперимента наиболее распространенными ошибками являются неправильная установка напряжения ФЭУ, неиспользование жизнеспособного красителя, неправильная настройка дискриминации дублетов и неправильная настройка областей сортировки и вентилей. Устранение этих 4 ошибок важно для любого эксперимента по проточной цитометрии, но особенно для экспериментов по сортировке клеток с помощью проточной цитометрии.

      Следующие 4 ошибки следует избегать до фазы настройки, которая должна выполняться непосредственно перед сортировкой.Эта фаза настройки должна быть включена в процесс планирования, оптимизации и пробного эксперимента, чтобы дать вам наилучшие возможные результаты сортировки клеток.

      Вот 4 распространенные ошибки сортировки многоцветных ячеек, которых следует избегать…

      1. Неправильная установка напряжения ФЭУ.

      При настройке многоцветного эксперимента наиболее важным шагом является установка напряжения ФЭУ и правильное выполнение этого действия.

      Главной задачей этой части экспериментальной установки, как и почти всего в проточной цитометрии, является максимальное разрешение отношения сигнала к фону.

      Таким образом, установка напряжения с использованием неокрашенного образца для помещения отрицательного пика в первый логарифмический квадрант (или любое другое желаемое положение на графике) не может и часто не достигает цели максимизации чувствительности в каждом канале.

      Имейте в виду, что ФЭУ не обеспечивают максимальную производительность (т. е. максимально эффективное преобразование фотонов в электроны) при каждом отдельном значении напряжения. Кроме того, для обеспечения максимальной производительности детектора необходимо использовать образец, содержащий как отрицательные, так и положительные популяции.

      Неокрашенный образец обеспечивает перспективу только в отношении отрицательной популяции, поэтому его нельзя использовать для определения того, насколько хорошо окрашенная популяция будет отделена от неокрашенной популяции.

      В общем, опасность возникает, когда установлено слишком низкое напряжение, что может привести к неоптимальной генерации фотоэлектронов и детектированию сигнала.

      При измерении сигнала в каналах, в которых клетки склонны к самофлуоресценции, например, в зеленой области спектра, установка напряжения на основе положения неокрашенных клеток может привести к слишком низкому напряжению ФЭУ.И наоборот, установка напряжения на основе положения неокрашенных каналов в красном цвете, в которых клетки очень слабо автофлуоресцируют, может привести к тому, что напряжение будет установлено слишком высоко, что, в свою очередь, может привести к выходу положительной популяции за пределы шкалы после полного заполнения. пятно приобретается.

      При использовании приборов BD, управляемых FACSDiva (например, FACSAria, LSR II, LSR Fortessa), система CS&T может помочь определить минимальные базовые напряжения или минимальное напряжение, при котором должен работать этот детектор.Есть несколько отличных ссылок, которые предоставляют обширные и подробные методы для достижения той же цели.

      В общем, есть несколько полезных практических правил, которые могут помочь вам выбрать наиболее оптимальный путь для правильной настройки напряжения ФЭУ.

      Во-первых, напряжения должны быть установлены так, чтобы ни одна окрашенная популяция не зашкаливала. Это важно как с точки зрения визуализации (никто не любит смотреть на данные, где окрашивание разбивается о верхнюю часть шкалы), так и с точки зрения измерения.Очень высокая часть шкалы может не находиться в линейном диапазоне детектора и не способствовать правильному измерению сигнала. Опять же, эта цель может быть достигнута только путем запуска выборки с явно положительной популяцией.

      Будьте осторожны при использовании компенсационных шариков для установки напряжения.

      Окрашивание может быть очень ярким, что может привести к снижению напряжения до, возможно, неоптимальных значений. После проверки, чтобы убедиться, что окрашивание не выходит за пределы шкалы, отрегулируйте напряжения, обычно увеличивая их, чтобы разделение между положительными и отрицательными популяциями было четким и максимально максимальным.

      Одной из распространенных практик проточной цитометрии является стремление регулировать параметры ФЭУ с конкретной целью минимизировать процентное перекрытие в компенсационной матрице. Помните, что основная цель при установке напряжения — обеспечить максимальное разрешение между положительным и отрицательным.

      Процент перекрытия не является особенно хорошим индикатором максимального разделения.

      Пока напряжения установлены таким образом, что никакая популяция не выходит за пределы шкалы, детекторы работают в линейном диапазоне, а положительное и отрицательное хорошо разделены, не беспокойтесь о процентах компенсации, при условии, что компенсация настроена правильно.Вместо этого пусть данные говорят сами за себя.

      Всегда следите за тем, чтобы напряжения ФЭУ были одинаковыми для всех элементов управления. Компенсация не будет рассчитана правильно, если напряжения во всех каналах не совпадают между элементами управления.

      2. Неиспользование красителя жизнеспособности.

      Антитела имеют тенденцию прилипать к мертвым клеткам, что приводит к ложноположительным результатам, что может резко снизить чистоту.

      Это может иметь разрушительные последствия для сортировки, особенно когда клетки будут использоваться для последующих молекулярных приложений, которые полагаются на чистоту сортировки с высокой степенью целостности.Более того, в то время как ложноположительные мертвые клетки, включенные в фракцию сортировки, могут не расти в клеточных анализах, их присутствие может повлиять на клеточные процессы других присутствующих клеток.

      Существует много хороших вариантов красителей жизнеспособности, и есть два вида, механизмы действия которых различаются: красители, связывающиеся с ДНК, и красители, реагирующие с аминами.

      ДНК-связывающие красители

      , такие как йодид пропидия (PI), DAPI и 7-AAD, обычно представляют собой положительно заряженные молекулы с сильным сродством к ДНК, которые не могут проходить через неповрежденные клеточные мембраны.Таким образом, они окрашивают только ДНК мертвых или умирающих клеток с поврежденными мембранами. Эти красители являются хорошим выбором, потому что окрашивание происходит очень быстро, поэтому краситель можно добавить очень быстро перед сортировкой и не требует отдельного этапа окрашивания.

      Поскольку краситель присутствует в буфере в избытке, ДНК-связывающие красители обеспечивают индикатор гибели клеток «в реальном времени»; клетки, которые умирают во время сортировки, пропускают краситель в ядро ​​и начинают флуоресцировать.

      Хотя обычно эти красители не вызывают беспокойства при сортировке, их нельзя использовать с фиксированными клетками, поскольку связывание красителя с ДНК нековалентно и зависит от равновесия.

      Если клетки фиксируются после окрашивания, краситель, диссоциирующий от ДНК в клетках, которые были мертвы до фиксации, может окрашивать ДНК клеток, которые были живыми до фиксации, учитывая, что фиксация нарушает целостность клеточной мембраны. Альтернативно, аминореактивные красители, часто называемые «фиксируемыми» красителями, ковалентно связываются со свободными аминами на клетке и внутри нее. Окрашивание этими видами красителей необходимо проводить на самостоятельном этапе окрашивания.

      Краситель проникает и окрашивает мертвые клетки с поврежденными мембранами, поэтому интенсивность окрашивания мертвых клеток будет намного выше, чем у живых клеток, что позволяет связывать краситель только с теми аминами, которые находятся на поверхности клетки.После окрашивания клетки при желании можно зафиксировать благодаря тому, что связь краситель-амин является ковалентной, а не равновесной, поэтому целостность окрашивания будет сохранена после фиксации.

      В целом ДНК-связывающие красители предпочтительнее амин-реактивных красителей для сортировки, учитывая их простоту использования и свойства «в реальном времени», поэтому при разработке панели придерживайтесь множества вариантов, доступных для них.

      Производители реагентов разработали жизнеспособность ДНК-связывания со многими вкусами, поэтому найти тот, который подходит для вашей панели, не должно быть сложной задачей.Красители SYTOX производства ThermoFisher могут быть хорошим выбором.

      Одна хорошая вещь — объединить краситель жизнеспособности с каналом дампа или каналом, используемым для исключения клеток, положительных по маркеру или нескольким маркерам, например, для удаления из анализа «линейно-отрицательных» клеток. Поскольку и канал дампа, и канал красителя жизнеспособности используются для вывода окрашенных клеток, их можно объединить в один канал, что может освободить еще один канал на цитометре для другого маркера.

      3. Неспособность различать дублеты и одиночные клетки.

      Дублеты возникают, когда две клетки проходят через точку опроса так близко друг к другу, что прибор воспринимает их как одно событие.

      Когда это происходит, импульсы от дублетного события, измеренные детектором FSC, выглядят так, как показано на рисунке ниже.

      Высота дублетного импульса обычно эквивалентна высоте одиночного импульса.

      Однако, поскольку дублетный импульс представляет собой по существу слияние двух одночастичных импульсов, площадь и ширина такого импульса будут больше, чем у одночастичного импульса. Мы можем воспользоваться несоответствием между параметрами импульса одиночной частицы и дублетного сигнала, чтобы отличить их друг от друга.

      Обычно площадь строится по высоте, высота строится по ширине или площадь строится по ширине. Все ячейки должны иметь измеримый сигнал в выбранном параметре, поэтому обычно используется прямое или боковое рассеяние.

      Кроме того, для более надежной идентификации дублетов можно включить два вентиля дискриминации дублетов, один из которых использует FSC, а другой — SSC. Хотя дискриминация дублетов важна для любого эксперимента по проточной цитометрии, она особенно важна для сортировки клеток.

      Неспособность отличить дублеты от одиночных клеток может серьезно подорвать чистоту сортировки многоцветных клеток.

      Двойное событие может включать одну ячейку, которая соответствует логике сортировки, И другую ячейку, которая не соответствует логике сортировки.Поскольку сортировщик идентифицировал обе эти ячейки в одно событие, все событие — как целевая, так и нецелевая ячейка — будет отсортировано, в результате чего во фракции сбора будут как целевая, так и нецелевая ячейки.

      Наличие дублетов не обязательно указывает на плохую работу сортировщика.

      Двойные события являются нормальным и ожидаемым аспектом эксперимента по проточной цитометрии, частота которых определяется тем, как клетки распределяются в потоке.Более плотные суспензии и типы клеток-наклеек, безусловно, могут влиять на дисперсию, поэтому не пугайтесь, если наблюдаются дублеты. Самое главное найти и устранить их.

      4. Неправильная настройка сортировки регионов и ворот.

      Установка правильных областей и ворот сортировки особенно важна для сортировки, учитывая, что все настройки должны быть совершенными до начала сортировки, чтобы достичь результатов самого высокого уровня. Ворота должны быть установлены на основе границ положительности, определенных средствами контроля FMO, чтобы гарантировать, что сортируются только истинно положительные клетки.

      Имейте в виду, что популяции в проточной цитометрии представляют собой распределения с присущей им дисперсией или шириной .

      Размер популяции в первую очередь зависит от количества флуорофоров, связанных (иммунофлуоресценция) или экспрессируемых (флуоресцентные белки) клеткой, а также от вариации измерения. Флуоресценция одной теоретической клетки, прошедшей через цитометр 1000 раз, будет измеряться каждый раз по-разному и давать начало своей собственной «популяции».

      Степень этого зависит от многих факторов, включая мощность лазера, эффективность сбора данных инструментом и длину волны обнаружения. Чем ниже популяция находится на логарифмической шкале, тем больше будет выявляться эта ошибка, точно так же, как ошибка выявляется компенсацией, приводящей к распространению вторичных эффектов.

      Младшие декады логарифмической шкалы содержат меньше бинов или значений интенсивности флуоресценции, чем более высокие декады логарифмической шкалы, поэтому распределение с той же дисперсией будет выглядеть более широким во второй декаде логарифмической шкалы, чем в третьей декаде.

      В приведенном выше примере популяция GFP+ находится очень близко к популяции GFP-, и эти две популяции перекрываются.

      Таким образом, в этом случае очень важно расположить область, которая классифицирует события как GFP+, достаточно далеко от отрицательной популяции, чтобы гарантировать, что никакие клетки GFP- не попадут в область GFP+ в результате неточности измерения. Более того, распределение отрицательной популяции вообще не отражает сигнала флуоресценции, и нет никакого смысла в том, где клетка попадает в это распределение.

      По большей части, если предположить, что аутофлуоресценция всех клеток в отрицательной популяции одинакова, клетка в левой части отрицательного распределения ничем не отличается от клетки в правой части распределения. Таким образом, не ожидайте «чистой» популяции, если область сортировки охватывает определенную часть нефлуоресцентной популяции.

      При повторном прогоне через прибор для проверки чистоты все отрицательное распределение будет повторно заполнено, учитывая, что нет абсолютно никакой разницы между неокрашенными клетками в отношении того, где они появляются на шкале.

      Совет: зачастую лучше отличить тусклый сигнал GFP от фона на двумерном точечном графике, чем на гистограмме, как показано ниже.

      Нанеся GFP или любой другой сигнал на график зависимости от другого параметра, который не используется в эксперименте, можно отличить низкоэкспрессирующие клетки от аутофлуоресценции неэкспрессирующих клеток благодаря тому, как клетки распределены в обоих каналах, как показано выше.

      На приведенном ниже рисунке от Арнольда и Ланнигана четко подчеркивается важность консервативной настройки селекторов сортировки при слабом сигнале. Невыполнение этого требования может серьезно повлиять на чистоту, позволяя неэкспрессирующим клеткам попасть в область сортировки.

      Рисунок выше взят из статьи, опубликованной в Current Protocols in Cytometry Arnold et al. Здесь на панелях A и C показан эффект, когда ворота сортировки R1 расположены слишком близко к отрицательной популяции (R2). Поскольку эти ворота вторгаются в отрицательное распределение, они не позволяют отличить неэкспрессирующие клетки от экспрессирующих клеток.Чистота при использовании этих ворот оставляет желать лучшего.

      Когда ворота сортировки расположены более консервативно, чистота намного выше.

      Имейте это в виду, устанавливая гейты для слабо экспрессирующих клеток. Это может иметь значение между успешной сортировкой и неоптимальной.

      Эксперименты по сортировке с помощью многоцветной проточной цитометрии, хотя иногда и сложные, не являются непреодолимыми . При настройке многоцветного эксперимента наиболее важным шагом является правильная установка напряжения ФЭУ.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.