Шаговое напряжение это. Шаговое напряжение: опасность, причины возникновения и меры защиты — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое шаговое напряжение и почему оно опасно. Как возникает шаговое напряжение при авариях на электросетях. Какие меры защиты существуют от поражения шаговым напряжением. Как правильно покинуть опасную зону шагового напряжения.

Содержание

Что такое шаговое напряжение и почему оно опасно

Шаговое напряжение — это разность электрических потенциалов, возникающая между ступнями человека, стоящего на земле в зоне растекания тока при замыкании на землю. Оно представляет серьезную опасность для жизни и здоровья людей и животных.

Основные факторы опасности шагового напряжения:

Не требуется прямого контакта с токоведущими частями
Может возникать на значительном расстоянии от места замыкания
Сложно визуально определить опасную зону
Вызывает непроизвольные судороги мышц ног, что затрудняет выход из опасной зоны
При падении резко возрастает сила тока через тело человека

Величина шагового напряжения зависит от силы тока замыкания, удельного сопротивления грунта и расстояния до точки замыкания. Чем ближе к месту повреждения, тем больше разность потенциалов между ногами и выше опасность поражения.

Причины возникновения шагового напряжения

Основные причины появления опасного шагового напряжения:

Обрыв и падение на землю проводов воздушных ЛЭП
Пробой изоляции подземных кабелей
Авария на электрической подстанции
Удар молнии в заземленные объекты
Замыкание на корпус электрооборудования

При замыкании на землю ток растекается в грунте, создавая вокруг точки замыкания зону повышенной опасности. Радиус опасной зоны может достигать 8-10 метров при напряжении до 1000 В и 20-30 метров — при более высоком напряжении.

Факторы, влияющие на величину шагового напряжения

На значение шагового напряжения в конкретной точке влияют следующие основные факторы:

Величина тока замыкания на землю

Удельное сопротивление грунта
Расстояние от точки замыкания
Длина шага человека
Наличие защитных средств (диэлектрическая обувь)

Чем выше ток замыкания и удельное сопротивление грунта, тем больше шаговое напряжение. При удалении от места повреждения оно снижается. Увеличение длины шага повышает разность потенциалов между ногами.

Как рассчитать шаговое напряжение

Для расчета шагового напряжения используется следующая формула:

Uш = (ρ * I * a) / (2π * x * (x + a))

где:

Uш — шаговое напряжение, В
ρ — удельное сопротивление грунта, Ом*м
I — ток замыкания на землю, А
a — длина шага человека, м
x — расстояние от точки замыкания, м

Данная формула позволяет оценить величину шагового напряжения на разном удалении от места повреждения. На практике точный расчет затруднен из-за неоднородности грунта.

Опасные значения шагового напряжения

Для человека опасными считаются следующие значения шагового напряжения:

Свыше 40 В — начинается ощущение тока
80-100 В — сильные судороги мышц ног
Более 100 В — потеря возможности самостоятельного движения
Свыше 200 В — высокий риск смертельного поражения

Длительное воздействие тока даже при относительно небольших напряжениях может привести к тяжелым последствиям. Особенно опасно шаговое напряжение во влажной среде, когда снижается сопротивление кожи.

Меры защиты от шагового напряжения

Для защиты от поражения шаговым напряжением применяются следующие основные меры:

Использование диэлектрической обуви (резиновые сапоги)
Применение изолирующих подставок
Выравнивание потенциалов с помощью контурного заземления
Укладка изолирующих покрытий в опасных зонах

Ограждение опасных участков
Быстрое отключение поврежденных линий

На промышленных объектах эффективным способом является применение выравнивающих сеток, которые создают одинаковый потенциал на всей защищаемой территории.

Правила поведения в зоне шагового напряжения

При попадании в зону действия шагового напряжения необходимо соблюдать следующие правила:

Не делать широких шагов
Перемещаться мелкими шажками, не отрывая ног от земли
Держать ступни ног вместе
Выходить из опасной зоны в сторону от места замыкания
Не касаться окружающих предметов руками
Не поднимать упавшие вещи

Нельзя бежать или прыгать в зоне шагового напряжения, так как это увеличивает риск падения. При падении резко возрастает поражающий ток через тело.

Как правильно покинуть опасную зону

Для безопасного выхода из зоны шагового напряжения рекомендуется использовать следующий способ:

Соединить ступни ног вместе
Развернуться в сторону от предполагаемого места замыкания
Мелкими шажками, не отрывая ног от земли, начать движение
Длина каждого шага не должна превышать длины стопы
Передвигаться до выхода за пределы опасной зоны (не менее 8-10 метров)

Такой способ перемещения часто называют «гусиным шагом». Он позволяет минимизировать разность потенциалов между ногами и безопасно покинуть опасный участок.

Все о шаговом напряжении — важно знать

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Сегодня мы поговорим о напряжении шага.

Обсудим причины его возникновения, риски, связанные с попаданием под воздействие шагового напряжения, расскажу как избежать поражения током и не только.

Эту информацию необходимо знать каждому!

Содержание статьи:

Что такое шаговое напряжение
Причины возникновения шагового напряжения
В чем заключается опасность
Зона шагового напряжения
Правила перемещения в зоне опасности
Расчет шагового напряжения
Выход из зоны шагового напряжения
Первая помощь при поражении током
Средства защиты

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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!

Первая помощь при поражении током

Постоянно думай о собственной безопасности!

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

Средства защиты

По регламенту «Охраны труда» рабочие должны соблюдать меры защиты и передвигаться по зоне в диэлектрических ботах, иметь при себе диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, измерители напряжения, монтажные инструменты с изолирующими рукоятками.

Что касается работников электрических профессий самым основным риском является работа без наряда допуска. Когда вы знаете, что должно быть отключено и где заземлено, вы можете работать безопасно.

Помимо наряд-допуска существует оценка риска, которая поможет вам сориентироваться на объекте и избежать опасности. Оценка риска — это документ, в котором указан предполагаемый ущерб здоровью и жизни работника, связанный с производством работ на объекте.

Похожие материалы:

В завершении жизненная мудрость. Будьте осторожны и соблюдайте технику безопасности, это поможет вам спасти вашу жизнь. Всегда смотрите не только по сторонам, но и под ноги, тем более, если находитесь в знакомой вам местности, порой за ночь может все измениться.

С уважением, Сергей Александрович.

Шаговое напряжение: определение радиуса, меры защиты

Электрический ток всегда является потенциальной опасностью для жизни человека. Шаговое напряжение – одно из самых опасных явлений в электротехнике, определение которого знать нужно любому электрику.

Определение

Что это такое – шаговое напряжение? Это определенное напряжение, которое возникает между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом без соприкосновения с ним. Оно равно разности напряжений электричества между объектом и точкой, которая находится на некотором расстоянии от него. Главными факторами, влияющими на него, являются расстояние, удельное сопротивление земли (сетка заземления) и силы тока, протекающего по проводнику.

Фото — Пример шагового вихря напряжения

Опасность шагового напряжения заключается в том, что прикосновения не нужны для поражения током, а после поражения перемещение практически невозможно. За счет того, что земля также имеет определенное удельное напряжение, удар может произойти независимо от действий человека.

Фото — Зависимости размеров шага и напряжения

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.

Действие

Для того, чтобы предупредить вредное воздействие шагового напряжения, необходимо провести расчет. Он поможет вычислить размер диапазон и его силу.

Фото — Расчет шагового напряжения

Каждый параметр отвечает за определенный показатель, важный при вычислении радиуса. На данной схеме:

I_З – ток короткого замыкания, измеряется в Амперах;
ρ – удельное сопротивление грунта, Ом*м;
a – расчетная длина шага, м
x – расстояние от места повреждения, измеряется в метрах.

Исходя из графика может быть рассчитана зона шагового напряжения и непосредственно его размер:

U_Ш = (I₃ * ρ * a) / 2 π x (x + a). Измеряется в вольтах.

Конечно, точно определить шаговое предельное напряжение и его радиус очень сложно, т. к. нужно рассчитать примерное сопротивление разных слоев почвы и вывести средний показатель, умноженный на определенный коэффициент. Но такая формула поможет провести прикидочные расчеты и вычислить напряжение, диапазон и прочие параметры.

Благодаря этому расчету можно определить не только пошаговое напряжение, но и шаг сетки, что поможет минимизировать вероятность летального исхода. Считается, что воздействие будет минимальным, если сокращать шаги, но это зависит от частоты полос напряжения. Например, есть схема кривой, которая поможет рассчитать размер шага при аварии.

Фото — Кривая расчета ширины шага

Для того чтобы получить такой график на местности, необходимо измерить вольтаж на разных расстояниях от провода, а после свести данные в одну схему. Обратите внимание на отрезок ОН, на чертеже указано, что его можно разбить на несколько участков, которые по размеру будут соответствовать среднему шагу человека. В таком случае, Вы сможете вывести рабочего из зоны опасности. Если просчитать места образования опасных линий, то при шагах ступни будут находиться в участках разности потенциалов. Также график наглядно демонстрирует, что чем ближе объект (см. человек), находится к эпицентру аварии (оборванному проводу), тем меньшими становятся отрезки и выше напряжение.

Учитывая это, формула будет иметь такой вид:

Uш = Uв — Uг = Uз*B

В данном случае, коэффициент напряжения между человеческими ступнями, также именуемый как коэффициент напряжения шага равняется 1 (по умолчанию). Этот показатель зависит от расстояния до аварии. Например, чем ближе источник напряжения – тем выше коэффициент между ступнями.

На графике 2 демонстрируется, как именно изменяются данные при движении тела в зоне опасности. Особенно высоко влияние тока в грозу или на мокром асфальте. В подобных случаях без специальной экипировки запрещается приближаться к эпицентру ближе, чем на десять метров.

При этом нужно учитывать сторонние факторы, влияющие на проводимость человеческого тела и сопротивление между ступнями. Так, если рабочий в момент падения провода будет в мокрой одежде, обуви или просто вспотеет, то для смертельного удара будет достаточно даже нескольких десятков Вольт, в отличие от значащихся в технике безопасности 220.

Со временем может произойти самостоятельное выравнивание электрического тока, если будет отключен источник. В такой случае, вся энергия просто уйдет в землю, не требуя дополнительных процессов.

Видео: расчет шагового напряжения

Действия при аварийной ситуации

Пройдя понятие о шаговом напряжении, становится понятно, что для осуществления каких-либо спасательных операций, понадобятся специальные меры защиты. Это костюм, выполненный из неприводимого материала и определенные знания оказания первой помощи.

Поражение начинается с нижних частей ног, в зависимости от напряжения, ощущения могут быть разными:

Покалывание, зуд;
Спазмы;
Резкая боль;
Паралич.

Правила выхода из опасной ситуации гласят, что если помощи нет, то нужно стараться выбраться из зоны действия тока. Электробезопасность рекомендует уменьшать размер шагов, например, двигаться прыжками на одной ноге, размером менее 40 см. Способы зависят от конкретной ситуации.

Фото — памятка БЖД по спасению человека в зоне шагового напряжения

Когда вошли в безопасный участок, сразу нужно определить возможные симптомы поражения шаговым напряжением:

Дрожь и онемение конечностей;
Бессвязность речи;
Головокружения, потеря сознания, тошнота;
Боль в мышцах;
Любые виды нарушения дыхания, начиная от першения в горле и заканчивая спазмами;
Фибрилляция.

В сводах БЖД сказано, что в 80 % случаев самостоятельный выход из зоны, где действует шаговое напряжение, практически не имеет последствий. Но у 20 % освобождение из ловушки может оставить след на всю жизнь в виде проблем с сердцем или легкими.

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.

Что такое шаговое напряжение и как покинуть опасную зону

Опасность электрического тока с большим напряжением появляется не только, если коснуться провода без изоляции. Провод линии электропередач, оборвавшийся во время бури и грозы, представляет не меньшую опасность. В определенном радиусе от провода, находящегося под напряжением возникает сильное электрическое поле, опасное для человека. Коварство явления заключается в том, что его нельзя предварительно увидеть или почувствовать, оно не излучает звуков или запаха. Однако, оторвавшись, кабель представляет серьезную опасность поражения шаговым напряжением.

Что такое шаговое напряжение

При замыкании на землю кабель излучает электричество. При этом ток никуда не исчезает, а на поверхности грунта в определенном радиусе создается участок растекания. Шаговое напряжение – это явление, возникающее между точками зоны активности вблизи электрического провода с большой силой тока. Условия возникновения шагового напряжения – касание высоковольтного кабеля к земле или другой поверхности. Причины возникновения следующие:

обрыв кабеля ЛЭП или локального провода;
авария на подстанции;
попадания молнии в опору ЛЭП;
короткое замыкание высоковольтных проводов.

В случае обрыва на электрической подстанции включается система поэтапного автоматического отключения. Сначала происходит обесточивание линии, однако через некоторое время ток на поврежденный кабель подается повторно. В некоторых случаях причина замыкания устраняется автоматически: воздушный изолятор может быть перекрыт ветками или птицами. Поэтому даже обесточенный кабель является потенциальной опасностью шагового напряжения.

Максимальный радиус поражения

Радиус шагового напряжения напрямую зависит от напряжения, поданного на оборванный провод. Потенциальную опасность для человека представляет электричество напряжением более 360 Вольт. При минимальном значении особую опасность представляет зона шагового напряжения ближе 3 метров к источнику электричества. При росте величины до 1000 Вольт опасной считается область до 5 метров.

При обрыве ЛЭП или аварии на подстанции источник тока значительно превышает 1000 Вольт. В этом случае радиус поражения достигает 8 метров. При больших токах опасная зона значительно превышает эту величину, но ток на расстоянии 12-15 метров от источника не представляет смертельную опасность. Значение безопасного электричества для шагового напряжения – 40 Вольт. На расстоянии от 8 до 20 метров от источника шаговое напряжение редко превышает эту величину.

Наибольшая поражающая сила получается когда человек одной ногой станет на провод, а второй – в шаге (80 см) от него. При этом расстояние между ступнями играет не меньшую роль, чем удаление от источника. Именно на этом расстоянии возникает разность потенциалов между двумя точками, обуславливающая поражение током человека.

Уровень опасности значительно повышается во влажную погоду. Так, мокрый асфальт или грунт является лучшим проводником, чем сухая земля. Он обладает большим сопротивлением. Поэтому во время дождя или в болотистой местности следует быть максимально внимательным.

Правила перемещения в зоне шагового напряжения

Лучший способ не стать жертвой шагового напряжения – избегать опасности поражения. Для этого требуется быть предельно внимательным, особенно во влажную погоду и при ограниченной видимости. При пересечении линий электропередач в ветреную погоду требуется убедиться в отсутствии оторвавшихся проводов. Кроме кабелей, упавших на землю, опасность представляют источники, обмотанные вокруг столбов или деревьев. При обнаружение следует обойти провод за 10-15 метров. В случае, если кабель упал непосредственно возле человека, необходимо сохранять спокойствие и следовать следующему алгоритму:

Встать прямо на 2 ноги, максимально сведя пятки;
Определить ближайший путь от потенциального источника напряжения, минуя препятствия;
Аккуратно совершить поворот в нужное направление;
Передвигаться от источника максимально мелкими шагами;
После выхода из опасной зоны незамедлительно обратиться в МЧС для устранения опасности.

Наиболее эффективно при выходе из опасной зоны является передвижение гусиными шагами. Это значит, что передняя пятка практически касается носка задней ноги, нога при шаге переставляется на длину ступни. Таким образом сохраняется минимальное расстояние между ступнями, которого не хватает для возникновения опасного напряжения.

Такой способ движения отнимает много сил, однако является наиболее безопасным. Движение необходимо производить максимально быстро, но без спешки и паники (по статистике во время любых ЧП именно паника является причиной 80% несчастных случаев). Бежать или пытаться выпрыгивать из опасной зоны категорически запрещается.

При выходе можно постепенно увеличивать интервал шага на несколько сантиметров, однако делать это рекомендуется при удалении на 5-7 метров от источника опасности. Признаками шагового напряжения является покалывание в конечностях, при большем значение напряжения – спазмы, резкая боль. В исключительных случаях возможен паралич ног. Спазм конечностей особо опасен, так как вызывает непроизвольное сокращение мышц и может привести к падению (после чего покинуть опасную область самостоятельно практически невозможно).

Еще одним действенным, но запрещенным по технике безопасности способом безопасного выхода зоны являются прыжки на одной ноге. Соприкосновение с землей только одной конечностью в этом случае полностью безопасно, но при падении на вторую ногу или руку существует риск опасного для жизни поражения.

Как вытащить человека из зоны шагового напряжения

При попадании в опасный радиус от источника рекомендуется выбираться самостоятельно. Однако, если человек не может самостоятельно покинуть её, его необходимо вытаскивать. Делать это нужно так же, как и при выходе из зоны: мелкими шагами. При этом требуется обмотать руки сухой одеждой, в лучшем случае – изоляционными материалами, после чего медленно, мелкими шагами вытянуть человека.

Помочь при выходе из зоны шагового напряжения поможет одежда с изоляцией: прорезиненные ботинки и перчатки. Именно этот вид одежды используется работниками, обслуживающими ЛЭП и службами МЧС для устранения неисправностей и опасностей.

После выхода из опасной зоны

Первым делом необходимо оценить свое состояние (или состояние спасенного, оказав пострадавшему первую помощь). Обычно после выхода человек чувствует себя нормально, но в некоторых случаях наблюдаются проблемы со здоровьем. Необходимо сосредоточиться и оценить свое состояние, обратить внимание на сердце и легкие. По статистике ВОЗ у 20% людей после самостоятельного выхода из зоны шагового электричества наблюдаются проблемы с этими органами. После этого необходимо обратиться в МЧС для устранения опасности, а при подозрении на плохое состояние здоровья – вызвать «скорую». Не лишним будет и прохождение медицинского обследования в течение нескольких дней.

Шаговое напряжение, правила перемещения в зоне шагового напряжения

Важнейшее понятие электрики — шаговое напряжение. Таким термином обозначается напряжение между находящимися на расстоянии шага точками передающими электричество цепи, на которые встал человек. Напряжение зависит от силы текущего по грунту/иной проводящей субстанции тока и уровня удельного сопротивления поверхности. Шаговое напряжение несет в себе большую угрозу, поэтому знать его определение и методы защиты необходимо каждому занимающемуся электротехникой.

Определение

Итак, шаговое напряжение (далее ШН) — напряжение между стопами вставшего поблизости от заземленного объекта человека. Физическое касание при этом отсутствует.

Значение ШН равно разности напряжений между некоторой удаленной от заземленного электроприбора/системы точкой и самой системой. На величину ШН влияют:

сопротивление поверхности;
сила тока в проводнике;
расстояние.

Оно возникает по разным причинам. Самые распространенные — обрыв кабеля и аварии на ЛЭП.

Опасность ШН

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

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

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

Почему возникает ШН

Указанное явление обычно появляется при обрыве поставляющего электроэнергию некоторой системе кабеля. Провода часто прокладываются под землей, и энергия начинает «утекать» в нее. Самые опасные ситуации — когда это происходит во влажных местах, например, в водоемах или на болотах. Не менее опасен и мокрый асфальт, ведь вода в любом случае хорошо проводит электричество. Кроме того, ШН способно появляться не только на улице, но и в закрытых помещениях.

ШН возникает и в других случаях:

при изменениях атмосферного давления;
после короткого замыкания в электрических цепях;
после взрывов на электроподстанциях.

Известны случаи его возникновения даже после ударов молнии в землю.

Радиус и сила действия

Чтобы не попасть под напряжение шага необходимо знать его силу и расстояние, на котором оно представляет опасность. Расчет иллюстрируется следующим графиком:

Где:

I3 — измеряемый в амперах ток при КЗ;
ρ — сопротивление поверхности в омах на метр;
а — длина шага в метрах;
x — значение расстояния от начальной точки ухода электричества в землю, также измеряемое в метрах.

На основании этих данных вычисляется величина и зона шагового напряжения по формуле:

UШ = (I3×ρ×a) / 2 π x (x + a)

На практике наибольшая величина ШН наблюдается в радиусе 80–100 сантиметров от эпицентра (места соприкосновения кабеля с почвой/поверхностью). По мере отдаления она понижается, полностью угасая примерно в 20 метрах.

Разумеется, точный расчет шагового напряжения можно сделать не всегда, поскольку необходимо дополнительно знать сопротивление отдельных слоев почвы, на основе которого выводится умножаемый на определенный коэффициент средний показатель. Но формула позволяет сделать примерную калькуляцию, которой можно манипулировать далее.

Это вычисление также помогает определить «шаг» возникающей электрической сетки. Его знание минимизирует шанс гибели от удара током. Обычно считается, что для покидания зоны ШН без вреда здоровью необходимо двигаться мелкими шажками (подобное передвижение называется «гусиный шаг», его совершают не отрывая стоп друг от друга), но на деле длина безопасного шага находится в зависимости от частоты полос ШН. Рассчитать не несущий опасности размер в той или иной ситуации помогает кривая:

Для получения подобного графика на реальной местности следует выполнить замеры вольтажа на различных расстояниях от электрического провода и объединить полученную информацию в схему.

Если посчитать зоны появления опасных линий и избегать их при передвижении, то ступни будут оказываться в точках с разностью потенциалов. Приведенный выше график иллюстрирует еще одну интересную особенность: чем ближе оказавшийся в опасности человек к точке электрической аварии (обрыву кабеля), тем больше уровень напряжения шага и меньше отрезки (а значит, короче и безопасные шаги).

С учетом сказанного формула принимает следующий вид:

Uш = Uв — Uг = Uз×B

Вычисляемый таким образом коэффициент ШН (то есть между ступнями) по умолчанию равен единице. Цифра зависит от расстояния между человеком и эпицентром аварии: чем оно меньше, тем коэффициент больше, и наоборот. Обычно безопасным считается расстояние 8–10 метров.

Важно: сильнее всего влияние электрического тока на влажной поверхности или во время гроз. При таких условиях запрещается подходить к эпицентру утечки без защиты менее чем на десять метров.

Следует иметь в виду и прочие факторы изменения проводимости тела и уровня сопротивления. Например, если попавший в радиус поражения будет вспотевшим или одетым во влажное, смерть способна наступить даже от удара гораздо слабее предусмотренных техникой безопасности 220 вольт.

Что делать при аварии

Для предотвращения поражения ШН при возникновении аварийной ситуации следует соблюдать технику безопасность и носить защитный непроводящий костюм. Но иногда случается, что авария в электросети происходит внезапно и застает человека врасплох, или он попадает в радиус действия ШН по неосторожности/невнимательности.

Ток начинает действовать на ноги, снизу вверх. Важно знать, какова симптоматика поражения:

зуд и покалывание в теле;
мышечные спазмы;
внезапная резкая и острая боль;
в тяжелых случаях — паралич.

Интенсивность симптомов зависит от величины напряжения.

При отсутствии рядом способных помочь следует попытаться самостоятельно выйти из зоны в определенном техникой безопасности порядке. Обычно правила перемещения в зоне шагового напряжения предписывают уменьшать шаги до минимальных, без отрыва стоп от поверхности и друг друга. Второй способ — недлинные прыжки на одной ноге.

Важно: если прыгающий споткнется и упадет, или случайно встанет на обе ноги, он окажется под полным воздействием ШН. Поэтому безопаснее всего передвигаться «по-гусиному».

После прекращения воздействия электричества человек также испытывает ряд зависящих от интенсивности воздействия симптомов:

онемение конечностей, слабость, дрожь;
смазанная и несвязная речь;
потеря сознания, тошнота, головокружение;
мышечные боли;
дыхательные нарушения — от кашля до спазмов;
фибрилляция сердца.

Большая часть последствий после покидания зоны шагового напряжения проходят бесследно. Но примерно в 20 процентах инцидентов человек получает хронические проблемы с работой легких и сердца, особенно при высоком напряжении воздействия.

Если необходимо оказать помощь оказавшемуся под ударом шагового тока, необходимо использовать защиту – галоши, диэлектрические ботинки и перчатки/сухую одежду на руки (если защитной обуви нет, идите «гусиным шагом»). При возможности приближения к месту аварии людей нужно предупреждать их о наличии опасности до выключения поврежденной электролинии. Пошаговый план действий:

прекратить влияние тока на пострадавшего, разорвав цепь, убрав оборванный кабель непроводящим предметом и тому подобное;
переместить жертву в безопасное место;
проверить реакцию зрачков на действие света;
вызвать врача и приступить к экстренным реанимационным мероприятиям;
если человек пришел в себя, его кладут на бок во избежание попадания выделений от внезапного рвотного рефлекса в дыхательные пути.

В помещении для помощи попавшему под ШН допускается намотать на руки сухую ветошь или одежду и прекратить действие напряжения, положив между источником и пострадавшим сухой деревянный объект. Когда пострадавший окажется вне опасности, его надлежит оттащить в гарантированно безопасную область, проконтролировать реакцию зрачков подвергшегося удару на свет, вызвать врачей и выполнять до их приезда сердечно-легочную реанимацию.

Напряжение можно снять самостоятельно отключением электроустановки. Когда доступа к органам управления нет, используется способ намеренного создания короткого замыкания набрасыванием на питающую линию ветки, прута, палки, металлической проволоки и прочего. Автомат должен сам выключить питание, тем самым снимется и ШН.

Историческая справка

В истории электротехники имеется случившийся в тогда еще Ленинграде в 1928 году познавательный инцидент, известный как «лошадиная авария».

На одной из выложенных деревянными шестиугольниками площадей имелся технический колодец из чугуна с коммутационным разъединителем цепи на 2 киловольта. В определенный момент изолятор дал трещины, разъединитель остался висеть рядом со стенкой на кабеле. После дождя деревянная мостовая размокла, стала мягкой и подвижной. Далее сверху прошла лошадь с груженой телегой, поверхность прогнулась, и произошло замыкание кабеля на чугун.

Находившиеся в зоне шагового напряжения граждане отделывались простыми ударами тока, но обладающая телом длиной в полтора метра с хорошо проводящими железными подковами на ногах лошадь погибла на месте. Потом на электроподстанции включился «автомат» и обесточил цепь.

Телегу убрали, устранив замыкание. После проверок на подстанции ток снова подали, между колодцем и разъединителем появилась электродуга. На мостовой возникло шаговое напряжение, убившее еще двух лошадей работников милиции.

Заключение

Шаговое напряжение крайне небезопасно для вашей жизни и здоровья. При нем по телу течет ток, способный нанести тяжелый (и даже фатальный) ущерб органам и системам. Особенно это касается сердечной мышцы.

Опасно оно и коварством. Удар электричеством вызывает непроизвольное резкое сокращение мышечных групп ног, человек падает, ток начинает идти от рук в нижние конечности. Расстояние между представляющими угрозу зонами растет. При развитии ситуации по такому сценарию поражение может стать смертельным.

Поэтому для избежания таких ситуаций следует соблюдать правила техники безопасности, выполнять качественный и надежный монтаж и подключение электрооборудования. Если же где-то все же возник обрыв с появлением ШН, необходимо при первых же его симптомах покинуть опасную зону. Передвигайтесь мелкими шагами (или прыгая на одной ноге, хотя это не рекомендуется).

Видео по теме

Хорошая реклама

Шаговое напряжение: понятие, защита

Электрический ток не выявляет никаких внешних знаков опасного присутствия — не существует ни запахов, никаких признаков, вызывающих тревогу. По этой причине пострадавший выясняет, что угодил в зону шагового напряжения тогда, когда уже становится поздно. Электричество наносит поражение неожиданно, после того, как пострадавший начинает движение и становится подключенным к электроцепи.

Что называется шаговым напряжением

Такое напряжение образуется во время обрыва электролинии свыше 0.4 кВ на почву. Земля хорошо проводит электроток и способствует дальнейшему его движению. Каждая точка на почве, в области растекания, обретает конкретный электропотенциал, уменьшаемый по степени отдаления от места касания линии с землей. Электроток поражает в одно мгновение, в ту секунду, когда ноги пострадавшего дотрагиваются 2-х точек, которые имеют различные электропотенциалы.

Шаговое напряжение

В связи с этим определение шагового напряжения (ШН) звучит таким образом — это разность потенциалов образованная 2-мя точками касания с грунтом. Чем такой шаг больше, тем значительнее разность и тем реальнее возникновение удара электротоком. Величина ШН зависима от удельного сопротивления почвы и размера тока проходящего сквозь землю.

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.

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.

Какая зона шагового напряжения

Шаговое напряжение находится в зависимости от силы тока и характеристики удельного сопротивления почвы или материала покрытия грунта, сквозь который протекает ток. Сравнительно безопасным считается дистанция от упавшей линии до человека — 20 м.

Зона ШН

Зона воздействия ШН находится в зависимости от различных причин, так же как и степень влияния на человека:

Температура наружного воздуха.
Материал обуви человека, например, в случае резиновой обуви — возможность нанесения электрического удара минимальна.
Присутствие в крови человека спиртосодержащих.
Дистанция от точки падения провода.
Характеристика и влагосодержание в грунте.
Факт наличия открытых царапин на ногах.

Радиус воздействия ШН сильно усиливает влага в атмосфере и на почве. Наиболее небезопасным считается район, в радиусе от 5 до 10 м от места падения линии. Радиус воздействия на водной и почвенной среде рассчитывается по особенным формулам для определения сопротивления среды. Такой расчет дает возможность установить и шаговое напряжение, и неопасную дистанцию.

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».

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.

Выход из зоны шагового напряжения

Поражение человека шаговым напряжением наступает с ног. В зависимости от силы тока пострадавший способен почувствовать небольшое покалывание, сокращения мышц, внезапную боль. В особенных ситуациях ШН вызывает паралич одной или двух ног.

Выход из зоны

Перед тем, как выходить из зоны шагового напряжения, нужно выполнить следующие рекомендации:

Если рядом нет никого, кто в силах предоставить помощь, освобождение из опасного участка нужно осуществлять без промедления.
Если имеется возможность, рекомендуется обратиться в МЧС и известить о районе пребывания.
Уходить из зоны ШН прыжками решительно запрещено. В результате падения человека существует опасность поражения электротоком.
После завершения выхода из зоны ШН, необходимо попробовать пометить опасную границу, проинформировать МЧС либо дежурный электроперсонал РЭС о существовании небезопасного участка.

По информации ВОЗ, в 80% самостоятельное освобождение из зоны ШН не несет в себе серьезных последствий для здоровья пострадавших. У 20% выбравшихся из зоны имеются повреждения органов дыхания и затруднения с сердцем.

Меры защиты от шагового напряжения

Существуют всеобщие правила электробезопасности и меры по защите от воздействия электротоком, позволяющие избежать опасных ситуаций для жизнедеятельности человека. Как правило, поражению ШН подвержены электротехнический персонал электрических сетей, которые должны принимать меры защиты от шагового напряжения во время устранения аварийной ситуации в сетях.

Защита от ШН

Выполняя работы в опасной зоне они должны быть одеты в специальную защитную одежду, диэлектрические перчатки и диэлектрические боты. По требованиям ПУЭ, ручки всех без исключения электроинструментов должны быть оснащены изоляционной защитой.

Если, невзирая на все старания, все-таки не получилось избежать удара электротоком, пострадавшему необходимо в самые кратчайшие сроки предоставить первую медпомощь:

Различными допустимыми способами останавливают отрицательное воздействие тока.
Вызывают скорую помощь.
В случае необходимости производится процедура искусственного дыхания и массаж сердца.
Электрический ожог прикрывается обеззараженной повязкой.
Потерпевшему необходимо предоставить покой и направить в медучреждение, вне зависимости от его самочувствия.

Важно! Категорически запрещено закапывать потерпевшего в почву, так как вес усложняет респирацию и нарушает функцию сердечной мышцы. Также запрещается делать окатывание водой, чтобы не допустить переохлаждения организма. Ожоговую рану содержат в чистоте, иначе появляется возможность развития гангрены и столбняка.

Никто не застрахован от воздействия электрического тока. Теперь известно, как правильно перемещаться в зоне шагового напряжения и как оказать первую помощь пострадавшему.

Шаговое напряжение: правила выхода

Получить удар током можно не только прикоснувшись к оголённому проводу, заземлённым предметам или корпусу устройства с неисправной электроизоляцией. Существует вероятность попадания под шаговое напряжение, возникающее в том случае, если провод с действующей ЛЭП падает на землю. Увидев кабель, лежащий на земле, не стоит радоваться нежданной удаче, ведь он может таить в себе опасность. Если ЛЭП не отключена, то электроток продолжает спокойно течь и может оказать негативное влияние на любой объект, будь то человек, животное или автомобиль. Опасность шагового напряжения имеет тенденцию к снижению, если объект расположен на значительном удалении от оборванного провода.

Что такое шаговое напряжение?

Напряжение прикосновения и шаговое напряжение – это термины-синонимы. И в обоих случаях речь идёт о напряжении, возникающем между двумя точками цепи электротока. Точки располагаются на дистанции в один шаг, а это примерно 80 см, и именно между ними создаётся опасный потенциал. Здесь многое зависит от силы тока и расстояния от человека до точки контакта провода с землёй. Когда возможно возникновение шагового напряжения? Если:

Оборвался провод ЛЭП или локальный кабель, при помощи которого электричество поставляется конкретному потребителю.
Произошла авария на электроподстанции.
Попала молния в опору ЛЭП или молниеотвод.
Случилось короткое замыкание.
Имеет место быть иным чрезвычайным происшествиям.

В каком радиусе можно попасть под шаговое напряжение?

Шаговое напряжение зависит от силы тока и удельного сопротивления материала, через который он проходит. Как правило, это грунт, и если он влажный, то это нужно принять во внимание, так как радиус действия увеличивается. Относительно безопасным является расстояние от оборванного провода до объекта в 20 м. Зона действия шагового напряжения зависит от многих факторов, равно как и уровень воздействия на человека:

Температура окружающей среды.
Тип обуви, в которую обут человек (если это резиновые сапоги, то вероятность получения электротравмы минимальна).
Наличие в крови алкоголя.
Расстояние от источника опасности.
Тип и влажность грунта.
Наличие открытых ран на ногах.

Радиус действия шагового напряжения существенно увеличивает влажное основание. И особо опасной является зона, расположенная в радиусе 5-10 метров от источника. Радиус поражения на воде и земле вычисляется по специальным формулам и на проведение расчётов в критической ситуации не хватает времени. Для проведения таких расчётов необходимо вычислить сопротивление грунта, который состоит из разных слоёв, а потом умножить эту величину на определённый коэффициент. Это позволяет определить и шаговое напряжение, и безопасное расстояние, и на сколько метров эта зона распространяется.

Чем опасно шаговое напряжение?

Приближение к упавшему проводу, на который подаётся электроток, очень опасно и для животных, и для людей, особенно, если объект находится в радиусе 5-10 м от источника. При попадании в зону действия шаговых напряжений человек падает на землю из-за того, что его мышцы начинают непроизвольно, судорожно сокращаться. Именно в этот момент оно перестаёт воздействовать на объект, поскольку электрический ток начинает уже проходить через всё тело, а это уже может стать причиной летального исхода.

Человек может выйти из зоны поражения самостоятельно, если будет знать некоторые простые правила, а вот животное, попавшее в столь опасную зону, запросто может погибнуть, и в группе риска находится крупнорогатый скот, да и вообще – все крупные животные, имеющие солидное расстояние шага. Следует запомнить, что причина возникновения шагового напряжения сокрыта в оборванном проводе, к которому нельзя подходить на расстояние, ближе, чем 8 м. Если это нужно сделать по долгу службы, то следует принять все меры защиты.

Выход из зоны шагового напряжения

Если помощи ждать неоткуда, а человек оказался в опасной зоне, то он должен помочь себе сам. Даже безопасное для жизни шаговое напряжение может оказать негативное влияние на здоровье. Но чем ближе расстояние к упавшему проводу, тем выше вероятность получения электротравмы. Сначала человек может почувствовать лёгкое покалывание, зуд или жжение, потом спазмы. Когда он падает на землю, то действие негативное воздействие электротока увеличивается, и потерпевший начинает испытывать резкую боль, и всё может закончиться параличом.

Способы выхода из зоны шагового напряжения зависят от конкретной ситуации. В любом случае, нужно снизить размер шагов. Если человек находится в относительно адекватном состоянии, то порядок перемещения таков: нужно встать на одну ногу и совершать прыжки, причём, чем меньше будет их размер, тем больше появится шансов на благополучный исход. Способы защиты от шагового напряжения достаточно разнообразны. Например, если человек почувствовал, что «он попал», нужно быстро сомкнуть обе ноги. Это позволит понизить разность потенциалов в месте соприкосновения ступней с грунтом.

Как необходимо передвигаться в зоне шагового напряжения?

Бежать стремглав из опасного места категорически запрещено. Каждый, кто это сделает, рискует попасть под повторное напряжение. Безопасный выход подразумевает медленное передвижение, мелкими «семенящими» шажками, и такую «походку» принято называть «гусиным шагом». Ноги от земли отрывать запрещено. Если по пути движения имеются сухие доски, то идти нужно по ним, так как сухое дерево является отличным диэлектриком, а вот к кирпичам и железобетонным конструкциям это не относится.

Каким образом следует передвигаться по зоне шагового напряжения? Ещё один способ – это тот, который описан выше: на одной ноге. Но его задействовать не всегда возможно, так как не все умеют «скакать на одной ножке», а случайное падение может даже стать причиной летального исхода. Правила перемещения в зоне шагового напряжения запрещают двигаться по спирали или по направлению к оборванному проводу. По статистике, 80% самостоятельных выходов из опасной зоны не имеют никаких последствий для здоровья.

Правила эвакуации пострадавшего из зоны действия электротока

Если пострадавший лежит в зоне шагового напряжения, то не стоит бежать к нему, особенно, если ноги «спасателя» обуты не в диэлектрические боты, а обычную обувь. В идеале, нужно входить в опасную зону подготовленным, а это значит, что в наличии должны быть диэлектрические перчатки и хотя бы резиновые галоши. При отсутствии подходящей обуви нужно приблизиться к пострадавшему «гусиным шагом», не отрывая подошвы обуви от земли.

Чтобы исключить поражение человека, пришедшего на помощь, электрическим током, он должен браться за пострадавшего только одной рукой, и только в том случае, если его одежда – сухая. Расстояние, на которое придётся оттащить потерпевшего, составляет 8 м, но если инцидент произошёл в помещении, то оно сокращается в два раза. При наличии возможности, следует отключить электричество так быстро, как это возможно. Освобождение пострадавшего от воздействия шагового напряжения возможно только при использовании средств индивидуальной защиты.

RC ступенчатая характеристика | Прядильные номера

Когда что-то изменяется в цепи, напряжения и токи адаптируются к новым условиям. Если изменение является резким шагом, реакция называется ступенчатой реакцией . Эта ступенчатая реакция происходит внутри цифровых устройств миллиарды раз каждую секунду. Это означает, что это самая важная аналоговая схема в цифровой электронике.

Мы подаем резкий скачок напряжения в цепь резистор-конденсатор $ (\ text {RC}) $ и наблюдаем, что происходит с напряжением на конденсаторе $ \ goldC {v (t)} $.

Мы представляем метод принудительно плюс естественный отклик для решения сложного неоднородного дифференциального уравнения , моделирующего ступенчатую схему $ \ text R \ text C $.

Перед тем, как погрузиться в переходную реакцию, вы можете рассмотреть естественную реакцию RC — интуицию и естественную реакцию RC — происхождение.

Автор Вилли Макаллистер.

Содержание

Куда мы направляемся

Переходная характеристика цепи $ \ text R \ text C $:

$ v (t) = \ text V_ \ text S + (\ text V_0 — \ text V_ \ text S) \, e ^ {- t / \ text {RC}} $

Где $ \ text V_ \ text S $ — высота входного шага, а $ \ text V_0 $ — начальное напряжение на конденсаторе.

В основном это говорит о том, что напряжение начинается с его начального значения, $ \ text V_0 $, и заканчивается его конечным значением, $ \ text V_ \ text S $. Между ними напряжение имеет экспоненциальную форму с постоянной времени $ \ text {RC} $.

Пошаговый ввод — это распространенный способ дать схеме небольшой «толчок», чтобы увидеть, что она делает. Это довольно много говорит нам о свойствах схемы.

Вот схема, которую мы собираемся изучить,

Вход представляет собой резкий скачок напряжения, начинающийся с $ \ text V_0 $ и мгновенно повышающийся до $ \ text V _ {\ text S} $ при $ t = 0 $.Мы хотим найти напряжение на конденсаторе $ \ goldC {v (t)} $ как функцию времени.

шаг мгновенный

Шаговая функция — это идеальная математическая идея. Напряжение имеет только два значения: $ \ text V_0 $ и $ \ text V _ {\ text S} $. Промежуточных значений нет. Когда мы рисуем шаг с вертикальной оранжевой линией при $ t = 0 $, это просто графическая связь между верхней и нижней горизонтальными линиями. Вертикальная линия не означает, что промежуточные значения напряжения существуют при $ t = 0 $.Технически пошаговая функция не соответствует определению математической функции, поскольку при $ t = 0 $ возникает эта странность. Но лучше дать математикам подумать над этим. Нам, инженерам, это не нужно, потому что… QQQ

В реальном мире ступенчатые функции всегда имеют конечный наклон. Мы по-прежнему называем это ступенькой, если наклон действительно крутой относительно отклика схемы $ \ text {RC} $. Это достаточно близко к идеальному шагу, если он выглядит как шаг на интересующей нас временной шкале.

Интуиция

Исходное состояние

Как всегда, мы начинаем с рассмотрения состояния схемы до того, как что-нибудь произойдет.

До $ t = 0 $ источник напряжения обеспечивает постоянное напряжение $ \ text V_0 $. В далеком прошлом заряды текли на пластины конденсатора и напряжение конденсатора возрастало. В конце концов, напряжение на резисторе $ \ text V_0 -v $ стало $ 0 $, и ток перестал течь.

Исходное состояние схемы — $ i (0) = 0 $ и $ v (0) = \ text V_0 $.

Переходный период

После шага схема вносит свои коррективы. Время между начальным и конечным состояниями называется переходным периодом . Регулировка, выполняемая схемой, называется переходной характеристикой . Поскольку наш ввод — это шаг, он также называется переходной характеристикой .

Мы уже изучали схему $ \ text {RC} $ раньше, когда выясняли естественный отклик. Мы изучили $ \ text {RC} $ n

Испытание двигателей на скачках и скачках постоянного тока

Забудьте о спорах. Эти тесты явно неразрушающие по своей природе. Понимание преимуществ этих методов над другими может сделать их мощными инструментами в вашей программе PdM.

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

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

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

Согласно «Переходной модели для индукционных машин с повреждениями обмотки статора», написанной для IEEE Рангараджаном М. Талламом, Томом Г. Хабетлером и Рональдом Г. Харли, при возникновении межвиткового замыкания при твердой сварке закороченные обмотки будут развивают высокие циркулирующие токи. Эти токи, которые могут быть порядка 16–20 ампер полной нагрузки, создают чрезмерное тепло, которое изоляция не может выдержать. Это сильное количество тепла быстро прожигает изоляцию, вызывая отказ двигателя в течение нескольких минут.

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

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

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

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

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

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

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

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

Во многих статьях обсуждались скачки напряжения, возникающие у двигателей при запуске и остановке. Как указано в статье B.K. «Возможность изоляции поворотов больших электродвигателей переменного тока, Часть I — Мониторинг перенапряжения». Гупта, Б.А. Ллойд, Г. Стоун и С.Р. Кэмпбелл (IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol.EC-2, No. 4, December 1987), эти скачки напряжения могут составлять порядка 5 единиц (на единицу):

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

Самый эффективный способ убедиться, что двигатель запускается и продолжает обеспечивать надежную работу, — это проверить его при напряжениях, которые двигатель видит во время нормальной работы, включая запуск и останов. Это достигается двумя тестами: скачком напряжения и скачком.Эти методы оценивают заземление стены и межвитковую изоляцию соответственно.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Старое и новое оборудование
Так же, как и компьютеры, испытательное оборудование высокого напряжения сильно изменилось за последние 20 лет.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Практический пример: Испытания на скачки напряжения
Целлюлозно-бумажная промышленность…
Электродвигатель с обмоткой 2300 В на целлюлозно-бумажном заводе имеет слабую межвитковую изоляцию. Из всех тестов, проведенных на этом двигателе, единственное, что выявило слабость при повороте, — это импульсный тест. Однако разногласия по поводу испытаний на импульсные перенапряжения заключаются в том, что, обнаружив проблему с изоляцией, мог ли тестер настолько ухудшить характеристики двигателя, что он перестал работать?

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

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

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

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

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

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

6 Напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции

Опасные напряжения на подстанции

На рисунках 1 и 2 показаны напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции. Есть много определений, связанных с этими напряжениями, но следующие шесть являются наиболее важными.

5 Voltages a Person Can Be Exposed To In a Substation

5 напряжений, которым может подвергнуться человек в подстанции (фото предоставлено Терри Ф. Люманн через Flickr)

Эти определения:

Напряжение ступени

Напряжение прикосновения

Напряжение передачи красного

1.Повышение потенциала земли (GPR)

Максимальный электрический потенциал, который может получить сеть заземления подстанции относительно удаленной точки заземления, принимается равным при потенциале удаленной земли . Повышение потенциала земли — это произведение величины тока сети, части тока короткого замыкания, проводимого на землю системой заземления, и сопротивления сети заземления.

Рисунок 1 — Основные ситуации удара

Вернуться к опасным напряжениям ↑

2.Напряжение ячейки

Максимальное напряжение прикосновения в пределах ячейки сети заземления .

Фактическое напряжение ячейки , E _м (максимальное напряжение прикосновения) , является произведением удельного сопротивления грунта, ρ ; геометрический фактор, основанный на конфигурации сетки, K _m ; поправочный коэффициент K _i , который учитывает некоторые ошибки, вызванные допущениями, сделанными при выводе K _m ; и средний ток на единицу эффективной скрытой длины проводника, составляющего систему заземления ( I _{G /} L _M ):

3.Напряжение прикосновения металл к металлу

Разница потенциалов между металлическими объектами или конструкциями в пределах подстанции, которая может быть перекрыта с помощью прямого контакта руки или ноги .

Typical situation of external transferred potential

Рисунок 2 — Типичная ситуация внешнего переданного потенциала

Важное примечание //

На обычных подстанциях предполагается, что напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с сетью заземления, является незначительным.

Однако напряжение прикосновения металл-металл между металлическими объектами или конструкциями, связанными с сеткой заземления, и металлическими объектами внутри подстанции, но не связанными с сеткой заземления, такими как изолированный забор, может быть значительным.

В случае подстанций с газовой изоляцией, напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, прикрепленными к сети заземления, может быть значительным из-за внутренних повреждений или индуцированных токов в корпусах.

Вернуться к разделу «Опасные напряжения» ↑

4. Напряжение ступени

Напряжение ступени фактически составляет разность поверхностных потенциалов , которую испытывает человек, преодолевая расстояние 1 м ногами, не касаясь любого другого заземленного объекта.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

5. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения — это разность потенциалов между повышением потенциала земли и поверхностным потенциалом в точке, где человек стоит, одновременно держа руку в контакте с заземленной конструкцией.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

6. Передача красного напряжения

Особый случай напряжения прикосновения , когда напряжение передается на подстанцию или с нее, с удаленной внешней точки или с нее до площадки подстанции.Максимальное напряжение любой случайной цепи не должно превышать предел, при котором через тело может протекать ток, который может вызвать фибрилляцию.

Предполагая более консервативный вес тела 50 кг , чтобы определить допустимый ток тела и сопротивление тела 1000 В , допустимое напряжение прикосновения t составит:

и допустимое ступенчатое напряжение is:

где //

E _step — Напряжение шага, В
E _touch — Напряжение прикосновения, В
r _s — Удельное сопротивление поверхности материал, Вм
т _с — Продолжительность ударного тока, в секундах

Поскольку единственным сопротивлением для напряжения прикосновения металла к металлу является сопротивление тела, предел напряжения составляет:

Продолжительность разряда обычно принимается равной продолжительности повреждения.Если планируется повторное замыкание цепи, время продолжительности короткого замыкания должно быть суммой отдельных отказов и использоваться как время продолжительности разряда t _с .

Вернуться к опасным напряжениям ↑

Артикул: Справочник по электроэнергетике — Л.Л. Григсби (купить книгу в твердом переплете на Amazon)

Разница между повышающим трансформатором и усилителем напряжения

Усилитель напряжения? Похоже или нет?

Повышающий трансформатор в основном увеличивает величину приложенного первичного напряжения, то есть увеличивает амплитуду формы волны напряжения. Усилитель напряжения делает то же самое.

Altec Peerless 4722 MC Step-up transformer

Altec Peerless 4722 MC Повышающий трансформатор

Возникает очень странный, но разумный вопрос, в чем разница между ними и можем ли мы использовать небольшой повышающий трансформатор вместо усилителя напряжения и наоборот?

Различия

Трансформатор	Усилитель
Трансформаторы не могут усиливать (повышать) входное напряжение переменного тока без уменьшения (понижения) его текущей способности.	Усилитель может усиливать как ток, так и напряжение одновременно. У нас может быть 1 В при 1 мкА для управления входом, но мы также можем получить много вольт при большом количестве ампер на выходе.
Обмотки катушки трансформатора никогда не требуют постоянного напряжения для работы. Иногда напряжение постоянного тока может присутствовать в обмотке трансформатора для вспомогательных устройств, но постоянное напряжение не требуется для работы трансформатора.	Усилителю почти всегда требуется рабочее напряжение постоянного тока для работы.
К вторичной обмотке трансформатора добавлена дополнительная обмотка для усиления напряжения.	Усилитель фактически модулирует фиксированное напряжение источника постоянного тока в ответ на входное напряжение переменного тока, чтобы получить усиление выходного напряжения.
Входной ток трансформатора пропорционален току нагрузки.	Входной ток усилителя обычно почти не зависит от тока нагрузки.
Трансформатор похож на коробку передач, а усилитель — на двигатель.Коробка передач преобразует энергию как трансформатор.	Усилитель похож на двигатель, который потребляет топливо для выработки мощности. Точно так же усилитель потреблял постоянный ток на выходе.
Повышающий трансформатор может усилить определенный тип входа, который является синусоидальным входом или входом, изменяющимся во времени, и добавить к этому диапазон входного сигнала, в котором трансформатор очень гибкий.	Усилитель может усилить любой сигнал, и хотя усилитель будет иметь ограниченный диапазон, тогда в состоянии насыщения.
В идеальном трансформаторе выходной импеданс равен импедансу источника, умноженному на квадрат отношения витков.	Усилитель может иметь выходной импеданс, не зависящий от импеданса источника.

Как работает усилитель — концепция

Трансформатор не является усилителем, потому что:

Выходная и входная мощности одинаковы, и нет другого источника, кроме сигнала (то есть входящего переменного напряжения ) , Усилитель может усиливать напряжение сигнала без уменьшения выходного тока.

Трансформатор следует принципу индукции, тогда как усилитель следует принципу повышения сигнала (напряжения или тока). Фактически, усилитель генерирует совершенно новый выходной сигнал на основе входного сигнала. Мы можем понимать эти сигналы как две отдельные цепи.

Выходная цепь создается источником питания усилителя, который потребляет энергию от батареи или розетки.