Τι είναι η βηματική τάση
Βηματική τάση (τάση βήματος) ονομάζεται η τάση μεταξύ δύο σημείων του κυκλώματος ρεύματος, που βρίσκονται το ένα από το άλλο σε απόσταση ενός βήματος, στο οποίο στέκεται ένα άτομο ταυτόχρονα. Η τάση του βήματος εξαρτάται από την αντίσταση του εδάφους και την ισχύ του ρεύματος που το διαρρέει.
Βηματική τάση είναι η τάση μεταξύ δύο σημείων στο έδαφος σε απόσταση βήματος που εμφανίζεται γύρω από το σημείο ενός σφάλματος γείωσης σε μια γραμμή υπό τάση. Η μεγαλύτερη τιμή αυτής της τάσης παρατηρείται σε απόσταση 80 - 100 cm από το σημείο επαφής του σύρματος με το έδαφος, μετά την οποία μειώνεται γρήγορα και σε απόσταση 20 m γίνεται πρακτικά ίση με το μηδέν.
Στον τομέα των προστατευτικών συσκευών έναντι ηλεκτροπληξίας - γείωση, γείωση κ.λπ. — ενδιαφέρον παρουσιάζουν κυρίως οι τάσεις μεταξύ σημείων στην επιφάνεια της γης (ή άλλου εδάφους στο οποίο στέκεται ένα άτομο) στην περιοχή διάδοσης ρεύματος από ένα γειωμένο ηλεκτρόδιο.
Πολύ συχνά συγχέονται οι τάσεις αφής και οι τάσεις βήματος.Η τάση αφής είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός ηλεκτρικού στόχου που αγγίζονται ταυτόχρονα από ένα άτομο και η βηματική τάση είναι η τάση μεταξύ δύο σημείων στην επιφάνεια της γης στην τρέχουσα ζώνη διάδοσης, που χωρίζονται μεταξύ τους με απόσταση ενός βήματος .
Βηματική τάση με μονή γείωση
Η βηματική τάση ορίζεται από ένα τμήμα του οποίου το μήκος εξαρτάται από το σχήμα της καμπύλης δυναμικού, δηλ. του τύπου ηλεκτροδίου γείωσης και ποικίλλει από μια ορισμένη μέγιστη τιμή έως το μηδέν με αλλαγή της απόστασης από το ηλεκτρόδιο γείωσης.
Ας υποθέσουμε ότι ένα ηλεκτρόδιο γείωσης (ηλεκτρόδιο) είναι τοποθετημένο στη γη στο σημείο Ο και το ρεύμα σφάλματος γείωσης ρέει μέσω αυτού του ηλεκτροδίου γείωσης. Γύρω από το ηλεκτρόδιο γείωσης, σχηματίζεται μια ζώνη διάδοσης ρεύματος κατά μήκος του εδάφους, δηλαδή η ζώνη γείωσης, έξω από την οποία το ηλεκτρικό δυναμικό λόγω των ρευμάτων γείωσης προς το έδαφος μπορεί υπό όρους να θεωρηθεί μηδενικό.
Ο λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι ότι ο όγκος της γείωσης από τον οποίο διέρχεται το ρεύμα σφάλματος γείωσης αυξάνεται με την απόσταση από τον αγωγό γείωσης καθώς το ρεύμα διαδίδεται στο έδαφος. Σε απόσταση 20 m ή περισσότερο από το ηλεκτρόδιο γείωσης, ο όγκος της γης αυξάνεται τόσο πολύ που η πυκνότητα του ρεύματος γίνεται πολύ χαμηλή, η τάση μεταξύ σημείων της γης και σημείων ακόμα πιο μακριά δεν είναι ανιχνεύσιμη με κανέναν αντιληπτό τρόπο.
Κατανομή τάσης σε διαφορετικές αποστάσεις από το ηλεκτρόδιο γείωσης: 1 — καμπύλη δυναμικού 2 — καμπύλη που χαρακτηρίζει τη μεταβολή της τάσης βήματος
Εάν μετρήσετε την τάση Uz μεταξύ σημείων που βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις σε κάθε κατεύθυνση από το ηλεκτρόδιο γείωσης και στη συνέχεια δημιουργήσετε ένα γράφημα της εξάρτησης αυτών των τάσεων από την απόσταση από το ηλεκτρόδιο γείωσης, θα λάβετε μια καμπύλη δυναμικού) Εάν σπάσετε μια Γραμμή OH σε τμήματα μήκους 0,8 m, που αντιστοιχεί στο μήκος του βήματος ενός ατόμου, τότε τα πόδια του μπορούν να βρίσκονται σε σημεία διαφορετικού δυναμικού. Όσο πιο κοντά στο ηλεκτρόδιο γείωσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση μεταξύ αυτών των σημείων στο έδαφος (Uab > Ubv, Ubw> Ubd)
Η βηματική τάση για τα σημεία C και D ορίζεται ως πιθανή διαφορά μεταξύ αυτών των σημείων
Uw = Uv — Ur = Usb
όπου B — ο συντελεστής τάσης βήματος, λαμβάνοντας υπόψη το σχήμα της καμπύλης δυναμικού 1. Οι μεγαλύτερες τιμές της βηματικής τάσης και του παράγοντα Β θα βρίσκονται στη μικρότερη απόσταση από το ηλεκτρόδιο γείωσης όταν ένα άτομο στέκεται με το ένα πόδι στη γείωση ηλεκτρόδιο, και το άλλο πόδι κλιμακώνεται.
Η καμπύλη 2 χαρακτηρίζει τη μεταβολή της τάσης βήματος.
Επικίνδυνες βηματικές τάσεις μπορεί, για παράδειγμα, να εμφανιστούν κοντά σε έναν αγωγό υπό τάση που έχει πέσει στο έδαφος. Σε αυτή την περίπτωση, απαγορεύεται η προσέγγιση του καλωδίου που βρίσκεται στο έδαφος σε απόσταση μικρότερη από 8-10 m.
Δεν υπάρχει βηματική τάση εάν κάποιος στέκεται είτε σε γραμμή ίσου δυναμικού είτε εκτός της ζώνης διαρροής ρεύματος.
Οι μέγιστες τιμές βηματικής τάσης θα βρίσκονται στη μικρότερη απόσταση από το ηλεκτρόδιο γείωσης όταν ένα άτομο στέκεται με το ένα πόδι απευθείας πάνω στο ηλεκτρόδιο γείωσης και το άλλο πόδι σε απόσταση ενός βήματος από αυτό.Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι το δυναμικό γύρω από τα ηλεκτρόδια γείωσης κατανέμεται κατά μήκος κοίλων καμπυλών και επομένως η μεγαλύτερη διαφορά είναι, κατά κανόνα, στην αρχή της καμπύλης.
Οι μικρότερες τιμές της βηματικής τάσης θα βρίσκονται σε απείρως μεγάλη απόσταση από το ηλεκτρόδιο γείωσης, αλλά πρακτικά έξω από το πεδίο διάδοσης του ρεύματος, δηλ. πάνω από 20 m. Δεν θα υπάρχει βηματική τάση όταν κάποιος στέκεται στην περιοχή χαμηλών (κοντά προς ψύξη) δυναμικών, σε γραμμή ίσου δυναμικού ή σε ένα πόδι (επομένως συνιστάται να εγκαταλείψετε την τρέχουσα περιοχή πιτσιλίσματος έως άλμα με το ένα πόδι και τοποθέτηση ανά πόδι σε γραμμή ίσου δυναμικού).
Βήμα τάσης με ομαδική γείωση
Στην περιοχή όπου βρίσκονται τα ομαδικά ηλεκτρόδια γείωσης, η τάση βήματος είναι μικρότερη από ό,τι όταν χρησιμοποιείται ένα σύστημα μονού ηλεκτροδίου γείωσης. Η βηματική τάση αλλάζει επίσης από μια ορισμένη μέγιστη τιμή σε μηδέν — με την απόσταση από τα ηλεκτρόδια.
Η μέγιστη τάση βήματος θα είναι, όπως συμβαίνει με μια μονή γείωση, στην αρχή της καμπύλης δυναμικού, δηλ. όταν ένα άτομο στέκεται με το ένα πόδι απευθείας πάνω στο ηλεκτρόδιο (ή σε ένα κομμάτι γης κάτω από το οποίο είναι θαμμένο το ηλεκτρόδιο) και το άλλο πόδι σε απόσταση ενός βήματος από το ηλεκτρόδιο.
Η ελάχιστη τάση βήματος αντιστοιχεί στην περίπτωση που ένα άτομο στέκεται σε «σημεία» με τα ίδια δυναμικά.
Κίνδυνος βηματικής τάσης
Εάν εντοπιστεί γείωση πριν από την αποσύνδεση του κατεστραμμένου τμήματος, απαγορεύεται η προσέγγιση της θέσης της βλάβης σε απόσταση μικρότερη των 4 — 5 m σε κλειστούς διακόπτες και 8 — 10 m σε ανοιχτούς υποσταθμούς.Εάν είναι απαραίτητο (για παράδειγμα, για την εξάλειψη του ατυχήματος, για να βοηθήσετε το θύμα), μπορείτε να προσεγγίσετε τον τόπο της ζημιάς σε μικρότερη απόσταση, αλλά πρέπει να χρησιμοποιήσετε προστατευτικό εξοπλισμό: μπότες, γαλότσες, χαλιά, ξύλινες σκάλες κ.λπ. .n.
Όταν εμφανίζεται στρες βημάτων, εμφανίζονται ακούσιες σπασμωδικές συσπάσεις των μυών των ποδιών και ως αποτέλεσμα, ένα άτομο πέφτει στο έδαφος. Αυτή τη στιγμή, η δράση της βηματικής τάσης στο άτομο σταματά και δημιουργείται μια διαφορετική, πιο δύσκολη κατάσταση: αντί για τον κάτω βρόχο, σχηματίζεται μια νέα, πιο επικίνδυνη διαδρομή ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα, συνήθως από τα χέρια στα πόδια. , και μια πραγματική απειλή θανατηφόρου ηλεκτροπληξίας. Εάν πέσετε στη ζώνη δράσης της βηματικής τάσης, πρέπει να φύγετε από την επικίνδυνη ζώνη με ελάχιστα βήματα ("βήμα χήνας").
Το άγχος στο περπάτημα είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο για τα βοοειδή, επειδή η απόσταση που διανύουν αυτά τα ζώα είναι πολύ μεγάλη και το άγχος που υποφέρουν είναι μεγάλο. Δεν είναι ασυνήθιστες οι περιπτώσεις που πεθαίνουν ζώα από άγχος στα βήματα.