Co to jest napięcie krokowe

Napięcie krokowe (napięcie krokowe) nazywa się napięciem między dwoma punktami obwodu prądowego, oddalonymi od siebie o krok, na którym jednocześnie stoi osoba. Napięcie krokowe zależy od rezystancji gleby i siły przepływającego przez nią prądu.

Napięcie krokowe to napięcie między dwoma punktami na ziemi w odległości skokowej, które występuje wokół punktu zwarcia doziemnego w linii pod napięciem. Największą wartość tego napięcia obserwuje się w odległości 80 — 100 cm od punktu styku przewodu z ziemią, po czym gwałtownie maleje iw odległości 20 m staje się praktycznie równa zeru.

W zakresie urządzeń zabezpieczających przed porażeniem prądem elektrycznym - uziemienie, uziemienie itp. — przedmiotem zainteresowania są przede wszystkim napięcia między punktami na powierzchni ziemi (lub innym podłożu, na którym stoi człowiek) w obszarze rozchodzenia się prądu z uziemionej elektrody.

Bardzo często mylone są napięcia dotykowe i napięcia krokowe.Napięcie dotykowe to różnica potencjałów między dwoma punktami celu elektrycznego, które są jednocześnie dotykane przez człowieka, a napięcie krokowe to napięcie między dwoma punktami na powierzchni ziemi w strefie propagacji prądu, oddalonymi od siebie o jeden stopień .

Napięcie krokowe z pojedynczą masą

Napięcie krokowe jest określone przez odcinek, którego długość zależy od kształtu krzywej potencjału, tj. rodzaju elektrody uziemiającej i zmienia się od określonej wartości maksymalnej do zera wraz ze zmianą odległości od elektrody uziemiającej.

Załóżmy, że uziom (elektroda) jest umieszczony w ziemi w punkcie O i przez ten uziom przepływa prąd ziemnozwarciowy. Wokół elektrody uziemiającej tworzy się strefa propagacji prądu wzdłuż ziemi, czyli strefa uziemienia, poza którą warunkowo można przyjąć, że potencjał elektryczny wywołany prądami doziemnymi do ziemi jest równy zeru.

Przyczyną tego zjawiska jest to, że objętość ziemi, przez którą przepływa prąd ziemnozwarciowy, zwiększa się wraz z odległością od przewodu uziemiającego, gdy prąd rozchodzi się do ziemi. W odległości 20 m lub więcej od elektrody uziemiającej objętość ziemi zwiększa się tak bardzo, że gęstość prądu staje się bardzo niska, a napięcie między punktami na ziemi a punktami jeszcze dalej jest niewykrywalne w żaden wyczuwalny sposób.

Rozkład napięcia w różnych odległościach od elektrody uziemiającej: 1 — krzywa potencjału 2 — krzywa charakteryzująca zmianę napięcia skokowego

Jeżeli zmierzysz napięcie Uz pomiędzy punktami znajdującymi się w różnych odległościach w każdym kierunku od uziomu, a następnie zbudujesz wykres zależności tych napięć od odległości od uziomu, otrzymasz krzywą potencjału) linii OH na odcinkach o długości 0,8 m, co odpowiada długości kroku człowieka, to jego stopy mogą znajdować się w punktach o różnym potencjale. Im bliżej elektrody uziemiającej, tym większe jest napięcie między tymi punktami na ziemi (Uab > Ubv; Ubw > Ubd)

Napięcie krokowe dla punktów C i D jest zdefiniowane jako różnica potencjałów między tymi punktami

Uw = Uv — Ur = Usb

gdzie B — współczynnik napięcia krokowego, uwzględniający kształt krzywej potencjału 1. Największe wartości napięcia krokowego i współczynnika B będą w najmniejszej odległości od elektrody uziemiającej, gdy osoba stanie jedną nogą na uziemieniu elektroda, a druga noga jest rozłożona.

Krzywa 2 charakteryzuje zmianę napięcia krokowego.

Niebezpieczne napięcia krokowe mogą na przykład wystąpić w pobliżu przewodu pod napięciem, który spadł na ziemię. W takim przypadku zabrania się zbliżania drutu leżącego na ziemi na odległość mniejszą niż 8-10 m.

Nie ma napięcia krokowego, jeśli stoi się na linii o równym potencjale lub poza strefą rozpraszania prądu.

Maksymalne wartości napięcia krokowego będą występować w najmniejszej odległości od elektrody uziemiającej, gdy osoba stanie jedną stopą bezpośrednio na elektrodzie uziemiającej, a drugą stopą w odległości jednego kroku od elektrody uziemiającej.Wyjaśnia to fakt, że potencjał wokół elektrod uziemiających rozkłada się wzdłuż krzywych wklęsłych, a zatem największa różnica występuje z reguły na początku krzywej.

Najmniejsze wartości napięcia skokowego będą w nieskończenie dużej odległości od elektrody uziemiającej, ale praktycznie poza polem propagacji prądu, tj. powyżej 20 m. Nie wystąpi napięcie krokowe, gdy stoi się w obszarze niskich (zbliżonych do chłodnych) potencjałów, na linii o równym potencjale lub na jednej nodze (dlatego zaleca się opuszczenie strefy rozprysku prądem o skakanie na jednej nodze i stawianie każdą nogą na linii o równym potencjale).

Napięcie krokowe z uziemieniem grupowym

W obszarze, w którym znajdują się elektrody uziemiające grupy, napięcie krokowe jest mniejsze niż w przypadku stosowania systemu z pojedynczą elektrodą uziemiającą. Napięcie krokowe również zmienia się od określonej wartości maksymalnej do zera — wraz z odległością od elektrod.

Maksymalne napięcie skokowe będzie, podobnie jak w przypadku pojedynczej masy, na początku krzywej potencjału, tj. gdy osoba stoi jedną stopą bezpośrednio na elektrodzie (lub na kawałku ziemi, pod którym jest zakopana elektroda), a drugą stopą w odległości kroku od elektrody.

Minimalne napięcie krokowe odpowiada sytuacji, gdy osoba stoi na „punktach” o tych samych potencjałach.

Niebezpieczeństwo napięcia krokowego

W przypadku wykrycia uziemienia przed odłączeniem uszkodzonej sekcji zabrania się zbliżania do miejsca zwarcia na odległość mniejszą niż 4 — 5 m w rozdzielnicach zamkniętych i 8 — 10 m w podstacjach otwartych.W razie potrzeby (np. w celu zlikwidowania wypadku, udzielenia pomocy poszkodowanemu) można podejść do miejsca uszkodzenia z mniejszej odległości, jednak należy użyć wyposażenia ochronnego: butów, kaloszy, dywaników, drewnianych drabinek itp. .n.

Kiedy pojawia się stres krokowy, pojawiają się mimowolne konwulsyjne skurcze mięśni nóg, w wyniku czego osoba upada na ziemię. W tym momencie ustaje działanie napięcia krokowego na człowieka i pojawia się inna, trudniejsza sytuacja: zamiast dolnej pętli w ciele człowieka tworzy się nowa, bardziej niebezpieczna ścieżka prądowa, zwykle od rąk do stóp i realne zagrożenie śmiertelnym porażeniem prądem elektrycznym. Jeśli wpadniesz w strefę działania napięcia krokowego, musisz opuścić strefę niebezpieczną minimalnymi krokami („gęsi krok”).

Stres związany z chodzeniem jest szczególnie niebezpieczny dla bydła, ponieważ odległość, jaką pokonują te zwierzęta, jest bardzo duża, a stres, któremu jest poddawany, jest ogromny. Przypadki zwierząt gospodarskich umierających z powodu stresu krokowego nie są rzadkością.