Какво е стъпковото напрежение

Стъпково напрежение (стъпково напрежение) се нарича напрежението между две точки на токовата верига, разположени една от друга на разстояние на стъпка, на което човек стои едновременно. Стъпковото напрежение зависи от съпротивлението на почвата и силата на тока, протичащ през нея.

Стъпковото напрежение е напрежението между две точки на земята на стъпаловидно разстояние, което възниква около точката на земна повреда в жива линия. Най -голямата стойност на това напрежение се наблюдава на разстояние 80 — 100 см от точката на контакт на проводника със земята, след което то бързо намалява и на разстояние 20 м на практика става равно на нула.

В областта на защитните устройства срещу токов удар — заземяване, заземяване и др. — интерес представляват предимно напреженията между точките на повърхността на земята (или друга основа, върху която стои човек) в зоната на разпространение на ток от заземен електрод.

Много често напреженията при допир и стъпковото напрежение се бъркат. Напрежението на допир е потенциалната разлика между две точки на електрическа цел, които едновременно се докосват от човек, а стъпковото напрежение е напрежението между две точки на земната повърхност в текущата зона на разпространение, отделени една от друга на разстояние от една стъпка.

Стъпково напрежение с единичен заземител

Стъпковото напрежение се определя от сегмент, чиято дължина зависи от формата на кривата на потенциала, т.е. от типа заземен електрод и варира от определена максимална стойност до нула с промяна в разстоянието от заземителния електрод.

Да предположим, че един заземен електрод (електрод) е поставен в земята в точка О и токът на земното повреда протича през този заземен електрод. Около заземителния електрод се образува зона за разпространение на ток по протежение на земята, т.е.заземната зона, извън която електрическият потенциал, дължащ се на земните токове към земята, може условно да се приеме равен на нула.

Причината за това явление е, че обемът на земята, през който преминава токът на земната повреда, се увеличава с разстоянието от заземителя, докато токът се разпространява в земята. На разстояние 20 m или повече от заземяващия електрод, обемът на земята се увеличава толкова много, че плътността на тока става много ниска, напрежението между точките на Земята и точките, които са още по -далечни, не се открива по никакъв възприемчив начин.

Разпределение на напрежението на различни разстояния от заземяващия електрод: 1 — крива на потенциала 2 — крива, характеризираща промяната в напрежението на стъпалото

Ако измерите напрежението Uz между точки, разположени на различни разстояния във всяка посока от заземителния електрод, и след това изградете графика на зависимостта на тези напрежения от разстоянието до заземяващия електрод, ще получите потенциална крива) Ако прекъснете OH линия в участъци с дължина 0,8 m, което съответства на дължината на стъпката на човек, тогава краката му могат да бъдат в точки с различен потенциал. Колкото по -близо до заземяващия електрод, толкова по -голямо е напрежението между тези точки на земята (Uаб > Ubv; Ubw> Uбд)

Стъпковото напрежение за точки C и D се определя като потенциална разлика между тези точки

Uw = Uv — Ur = UсБ

където Б — фактора на стъпаловидното напрежение, като се вземе предвид формата на потенциалната крива 1. Най -големите стойности на стъпково напрежение и коефициент Б ще бъде на най -малкото разстояние от заземителния електрод, когато човек стои с единия крак върху заземителния електрод, а другият крак е на стъпаловидно разстояние.

Крива 2 характеризира промяната в стъпковото напрежение.

Опасни стъпаловидни напрежения могат например да възникнат в близост до жив проводник, паднал на земята. В този случай е забранено да се приближава телта, лежаща на земята на разстояние по -близо от 8 — 10 м.

Няма стъпково напрежение, ако човек стои или на линия с равен потенциал, или извън текущата зона на разпръскване.

Максимални стойности стъпково напрежение ще бъде на най -малкото разстояние от заземителния електрод, когато човек с единия крак застане директно върху заземяващия електрод, а другият — на разстояние на крачка от него. Това се обяснява с факта, че потенциалът около заземителните електроди се разпределя по вдлъбнати криви и следователно най -голямата разлика е, като правило, в началото на кривата.

Най -малките стойности стъпково напрежение ще бъде на безкрайно голямо разстояние от заземяващия електрод, но практически извън полето на разпространение на ток, т.е. над 20 м. Няма да има стъпаловидно напрежение, когато човек стои в зоната с ниски (близки до хладни) потенциали, на линия с равен потенциал или на един крак (следователно се препоръчва да напуснете текущата зона на разпръскване до скачане на единия крак и поставяне на крака по линия с равен потенциал).

Стъпково напрежение с групово заземяване

В зоната, където се намират електродите на груповия заземен електрод, стъпковото напрежение е по -малко, отколкото при използване на система с един заземен електрод. Стъпковото напрежение също се променя от определена максимална стойност на нула — с разстоянието от електродите.

Максималното стъпково напрежение ще бъде, както при един заземител, в началото на потенциалната крива, т.е. когато човек с единия крак застане директно върху електрода (или върху парче земя, под което е заровен електрода), а другият — на разстояние на крачка от електрода.

Минималното стъпково напрежение съответства на случая, когато човек стои на «точки» със същите потенциали.

Опасност от стъпаловидно напрежение

Ако се открие заземяване, преди да се изключи повредената секция, е забранено да се доближава до мястото на повредата на разстояние по -малко от 4 — 5 m в затворени разпределителни устройства и 8 — 10 m при отворени подстанции. Ако е необходимо (например, за да се елиминира произшествието, да се помогне на пострадалия), можете да се приближите до мястото на повредата на по -кратко разстояние, но трябва да използвате предпазни средства: ботуши, галоши, килими, дървени стълби и т.н.

Когато възникне стъпаловидно напрежение, възникват неволеви конвулсивни контракции на мускулите на краката и в резултат на това човек пада на земята. В този момент действието на стъпковото напрежение върху човека престава и възниква различна, по -трудна ситуация: вместо долния контур, в човешкото тяло се образува нов, по -опасен път на ток, обикновено от ръцете до краката, и се създава реална заплаха от фатален токов удар. Ако попаднете в зоната на действие на стъпаловидното напрежение, трябва да напуснете опасната зона с минимални стъпки („гъши стъпка“).

Стъпковото напрежение е особено опасно за говедата, тъй като разстоянието на стъпките на тези животни е много голямо и съответно стресът, под който те попадат, е голям. Случаите на смърт на добитък от стъпаловидно напрежение не са необичайни.