Напряжение шага и выравнивание потенциалов. Интересно об электробезопасности

Мы еще с детства помним о том, что оголенный оборванный провод, упавший на землю, — это очень опасно. Об этом нам напоминали в том числе предупреждающие надписи на бортах оперативных энергослужб. Многие слышали про явление шагового напряжения.     

Но что же это за явление, благодаря которому провод, лежащий на земле становится смертельной угрозой? Всем известно, что электротравму человеку может нанести только проходящий через его тело электрический ток. А электрическому току нужен свободный путь. Необходимо, как минимум, две точки приложения на теле того, кому не повезло: одна из них – фаза, откуда ток может прийти, а вторая – ноль, куда он может свободно уйти.

Но вот, что не всем понятно и доступно: откуда может взяться «фаза»? «Ноль» — еще понятно – это «земля». При человек спокойно шагает себе по земле и никаких проводов даже не трогает? Ничего ведь такого, кажется, и нет – просто влажная земля. Тропинка или газон, например. Вроде фазный оборванный провод лежит где-то неподалеку в кустах. Но вот он же непосредственно на землю и замкнулся – цепь не включает в себя прогуливающегося пешехода и ток через него идти не должен. Но это мнимое мнение. Бояться было бы нечего, если бы земля была отличным проводником с сопротивлением, близким к сопротивлению металла. Тогда обрыв провода и падение его на землю завершались бы банальным коротким замыканием.

Срабатывала бы максимально-токовая защита, или сгорал бы оборванный провод, но это бы происходило максимально быстро. А на самом же деле удельное электрическое сопротивление грунта составляет минимум 60 Ом*м, а чаще всего и больше, даже если погода влажная и идет дождь. Поэтому при обрыве повода и замыкании его на землю для электрического тока просто возникает новая цепь: фазный провод – земля — заземленная нейтраль трансформатора.

Из-за не очень-то высокой проводимости земли току приходится изрядно потрудиться, чтобы пройти по этой цепи, но ток всегда протекает по наикратчайшему пути. И такой путь предоставляет ему тело проходящего поблизости пешехода.

Если сформулировать языком электротехники, то на единственном существенном сопротивлении цепи провод-земля-нейтраль – влажном грунте – происходит падение напряжения (изменение электрического потенциала) от 220 вольт возле упавшего провода до нуля у нейтрали трансформатора.

Падение это происходит нелинейно, но суть сводится к тому, что чем ближе к проводу – тем стремительнее возрастает потенциал земли. Значит, чем ближе к месту обрыва – тем большая разность потенциалов между двумя точками поверхности, расположенными на определенном расстоянии. А несчастный прохожий может стоять одной ногой на первой из этих точек и другой ногой – на второй из них. При этом он, его тело воспримет на себя возникшую разность потенциалов, а это может оказаться достаточно большая величина фазного напряжение, при условии, что провод близко.

В случае, там, где появилось напряжение, – там и ток находит свою дорожку. Не успев осознать тяжесть своего положения, прохожий получает удар током, вплоть до смертельного исхода.

Напряжение, возникающее в таких случаях между ступнями человека, называется «напряжением шага»,  и для борьбы и предотвращения действия этого опасного фактора для простого обывателя есть некоторые меры и возможности.

К сожалению, оснастить каждую опору ЛЭП специально защитой для выравнивания потенциалов физически невозможно. Поэтому каждому человеку, даже не являющемуся электриком, необходимо элементарно проявлять бдительность: обращайте внимание на состояние линий электропередач вокруг вас, особенно в дождливую погоду. Прислушивайтесь к своим ощущениям: если вас начало «пощипывать», а то и вовсе «потряхивать» при ходьбе – это верный признак воздействия шагового напряжения.

Осознав, что вы попали в зону возможного воздействия  напряжения шага, нужно постараться максимально быстро из нее выйти. Но делать это надо гусиным шагом – приставляя пятку ноги, которой шагаете, к носку ноги, на которой стоите. Таким образом, при ходьбе обе ноги будут находиться практически в одной точке с одним электрическим потенциалом – напряжение между ними не может возникнуть.

Другой способ: можно «упрыгать» на одной ноге, если вы уверены, что у вас достаточно для этого подготовленный организм и на это хватил сил. Торопиться не следует – ведь можно споткнуться, упасть на руки и попасть под самое большое возможное напряжение, возникающее между двумя удаленными точками, и как результат: серьезная электротравма, вплоть до летального исхода.    

Соблюдайте правила электробезопасности на работе, в быту,  во время отдыха, разъясняйте их детям и помните, что Ваша безопасность зависит, прежде всего, от Вас.

Сергей Подрез, государственный инспектор по энергетическому и газовому надзору