điện áp bước là gì
Điện áp bước (điện áp bước) được gọi là điện áp giữa hai điểm của mạch hiện tại, nằm cách nhau một bước, trên đó một người đứng cùng một lúc. Điện áp bước phụ thuộc vào điện trở của đất và cường độ dòng điện chạy qua nó.
Điện áp bước là điện áp giữa hai điểm trên mặt đất ở khoảng cách bước xảy ra xung quanh điểm xảy ra sự cố chạm đất trong đường dây có điện. Giá trị lớn nhất của điện áp này được quan sát thấy ở khoảng cách 80 - 100 cm tính từ điểm tiếp xúc của dây với mặt đất, sau đó nó giảm nhanh chóng và ở khoảng cách 20 m thực tế bằng không.
Trong lĩnh vực thiết bị bảo vệ chống điện giật - nối đất, nối đất, v.v. - mối quan tâm chủ yếu là điện áp giữa các điểm trên bề mặt trái đất (hoặc mặt đất khác mà một người đứng trên đó) trong khu vực truyền dòng điện từ một điện cực nối đất.
Điện áp cảm ứng và điện áp bước thường bị nhầm lẫn.Điện áp cảm ứng là hiệu điện thế giữa hai điểm của mục tiêu điện mà một người đồng thời chạm vào và điện áp bước là điện áp giữa hai điểm trên bề mặt trái đất trong vùng truyền dòng điện, cách nhau một khoảng bằng một bước .
Bước điện áp với mặt đất đơn
Điện áp bước được xác định bởi một đoạn có độ dài phụ thuộc vào hình dạng của đường cong tiềm năng, tức là của loại điện cực nối đất và thay đổi từ một giá trị cực đại nhất định đến 0 khi có sự thay đổi về khoảng cách so với điện cực nối đất.
Giả sử rằng một điện cực nối đất (điện cực) được đặt trong lòng đất tại điểm O và dòng điện chạm đất chạy qua điện cực nối đất này. Xung quanh điện cực nối đất, một vùng truyền dòng điện dọc theo mặt đất được hình thành, tức là vùng nối đất, bên ngoài vùng đó, điện thế do dòng điện chạm đất gây ra có thể được coi là có điều kiện bằng không.
Lý do cho hiện tượng này là thể tích đất mà dòng điện chạm đất đi qua tăng theo khoảng cách từ dây dẫn nối đất khi dòng điện truyền vào đất. Ở khoảng cách từ 20 m trở lên tính từ điện cực nối đất, thể tích của trái đất tăng lên rất nhiều nên mật độ dòng điện trở nên rất thấp, điện áp giữa các điểm trên trái đất và các điểm ở xa hơn không thể phát hiện được theo bất kỳ cách nào có thể cảm nhận được.
Phân bố điện áp ở các khoảng cách khác nhau từ điện cực nối đất: 1 — đường cong điện thế 2 — đường cong đặc trưng cho sự thay đổi của điện áp bước
Nếu bạn đo điện áp Uz giữa các điểm nằm ở các khoảng cách khác nhau theo mỗi hướng từ điện cực nối đất, sau đó xây dựng biểu đồ về sự phụ thuộc của các điện áp này vào khoảng cách đến điện cực nối đất, bạn sẽ nhận được một đường cong điện thế) Nếu bạn phá vỡ một Đường OH thành đoạn dài 0,8 m tương ứng với độ dài bước chân của một người thì chân người đó có thể ở các điểm có thế năng khác nhau. Càng gần điện cực nối đất, hiệu điện thế giữa các điểm này trên mặt đất càng lớn (Uab > Ubv; Ubw > Ubd)
Điện áp bước cho các điểm C và D được định nghĩa là sự khác biệt tiềm năng giữa các điểm này
Uw = Uv — Ur = Usb
trong đó B — hệ số điện áp bước, có tính đến hình dạng của đường cong điện thế 1. Các giá trị lớn nhất của điện áp bước và hệ số B sẽ ở khoảng cách nhỏ nhất tính từ điện cực nối đất khi một người đứng bằng một chân trên mặt đất điện cực, và chân kia so le.
Đường cong 2 đặc trưng cho sự thay đổi của điện áp bước.
Ví dụ, điện áp bước nguy hiểm có thể xảy ra gần dây dẫn mang điện đã rơi xuống đất. Trong trường hợp này, không được đến gần dây nằm trên mặt đất ở khoảng cách gần hơn 8 - 10 m.
Không có điện áp bước nếu một người đang đứng trên một đường có điện thế bằng nhau hoặc bên ngoài vùng tiêu tán dòng điện.
Các giá trị điện áp bước lớn nhất sẽ ở khoảng cách nhỏ nhất so với điện cực nối đất khi một người đứng bằng một chân trực tiếp trên điện cực nối đất và chân kia cách nó một bước.Điều này được giải thích là do điện thế xung quanh các điện cực nối đất được phân bố dọc theo các đường cong lõm, và do đó, theo quy luật, sự khác biệt lớn nhất là ở phần đầu của đường cong.
Điện áp bước có giá trị nhỏ nhất sẽ ở khoảng cách vô cùng lớn so với điện cực nối đất, nhưng thực tế nằm ngoài trường truyền dòng điện, tức là trên 20 m. Sẽ không có điện áp bước khi một người đang đứng ở khu vực có điện thế thấp (gần nguội), trên đường có điện thế bằng hoặc đứng bằng một chân (do đó nên rời khỏi khu vực giật gân dòng điện bằng cách nhảy bằng một chân và đặt mỗi chân trên một đường thẳng có điện thế bằng nhau).
Bước điện áp với mặt đất nhóm
Trong khu vực đặt các điện cực nối đất nhóm, điện áp bước nhỏ hơn so với khi sử dụng hệ thống điện cực nối đất đơn. Điện áp bước cũng thay đổi từ một giá trị cực đại nhất định thành 0—với khoảng cách từ các điện cực.
Điện áp bước tối đa sẽ, giống như với một trái đất, ở điểm bắt đầu của đường cong tiềm năng, tức là khi một người đứng bằng một chân trực tiếp trên điện cực (hoặc trên một mảnh đất mà điện cực được chôn dưới đó) và chân kia cách điện cực một bước.
Điện áp bước tối thiểu tương ứng với trường hợp một người đứng trên các «điểm» có cùng điện thế.
Nguy hiểm của điện áp bước
Nếu phát hiện nối đất trước khi ngắt đoạn bị hư hỏng thì không được đến gần vị trí sự cố ở khoảng cách nhỏ hơn 4 - 5 m đối với thiết bị đóng cắt và 8 - 10 m đối với trạm biến áp hở.Nếu cần thiết (ví dụ, để loại bỏ tai nạn, giúp đỡ nạn nhân), bạn có thể tiếp cận nơi bị thương ở khoảng cách ngắn hơn, nhưng bạn phải sử dụng các thiết bị bảo hộ: ủng, galoshes, thảm, thang gỗ, v.v.
Khi căng thẳng bước xảy ra, các cơn co giật co giật không tự chủ của các cơ chân xảy ra và kết quả là một người ngã xuống đất. Tại thời điểm này, tác động của điện áp bước lên người dừng lại và một tình huống khác, khó khăn hơn phát sinh: thay vì vòng thấp hơn, một đường dẫn điện mới, nguy hiểm hơn được hình thành trong cơ thể con người, thường là từ tay đến chân , và một mối đe dọa thực sự của điện giật chết người. Nếu bạn rơi vào vùng hoạt động của điện áp bước, bạn phải rời khỏi vùng nguy hiểm với các bước tối thiểu ("bước ngỗng").
Căng thẳng khi đi bộ đặc biệt nguy hiểm đối với gia súc, bởi vì quãng đường mà những con vật này đi rất dài và áp lực mà chúng phải chịu là rất lớn. Các trường hợp gia súc chết vì căng thẳng bước đi không phải là hiếm.