Kas yra žingsninė įtampa

Žingsnio įtampa (pakopinė įtampa) vadinama įtampa tarp dviejų srovės grandinės taškų, esančių vienas nuo kito žingsnio atstumu, ant kurių vienu metu stovi žmogus. Žingsnio įtampa priklauso nuo grunto varžos ir juo tekančios srovės stiprumo.

Žingsnio įtampa yra įtampa tarp dviejų žemės taškų žingsnio atstumu, atsirandanti aplink įžeminimo tašką srovinėje linijoje. Didžiausia šios įtampos vertė stebima 80 — 100 cm atstumu nuo laido sąlyčio su žeme taško, po to ji greitai mažėja ir 20 m atstumu praktiškai tampa lygi nuliui.

Apsauginių įtaisų nuo elektros smūgio srityje – įžeminimas, įžeminimas ir kt. - pirmiausia domina įtampa tarp taškų žemės paviršiuje (ar kitoje žemėje, ant kurios stovi žmogus) srovės sklidimo iš įžeminto elektrodo srityje.

Labai dažnai painiojamos lietimo įtampos ir žingsninės įtampos.Prisilietimo įtampa yra potencialų skirtumas tarp dviejų elektrinio taikinio taškų, kuriuos vienu metu liečia žmogus, o žingsninė įtampa yra įtampa tarp dviejų žemės paviršiaus taškų srovės sklidimo zonoje, atskirtų vienas nuo kito vieno žingsnio atstumu. .

Pakopinė įtampa su vienu įžeminimu

Žingsnio įtampa apibrėžiama atkarpa, kurios ilgis priklauso nuo potencialo kreivės formos, t.y. įžeminimo elektrodo tipo ir kinta nuo tam tikros didžiausios vertės iki nulio, kintant atstumui nuo įžeminimo elektrodo.

Tarkime, kad taške O į žemę įdėtas įžeminimo elektrodas (elektrodas), o šiuo įžeminimo elektrodu teka įžeminimo srovė. Aplink įžeminimo elektrodą susidaro srovės sklidimo palei žemę zona, t.y. įžeminimo zona, už kurios ribų elektros potencialas dėl įžeminimo srovių į žemę gali būti sąlyginai lygus nuliui.

Šio reiškinio priežastis yra ta, kad žemės tūris, per kurį teka įžeminimo gedimo srovė, didėja didėjant atstumui nuo įžeminimo laidininko, kai srovė sklinda į žemę. Esant 20 m ir didesniam atstumui nuo įžeminimo elektrodo, žemės tūris padidėja tiek, kad srovės tankis tampa labai mažas, įtampa tarp žemės taškų ir toliau esančių taškų niekaip neaptinkama.

Įtampos pasiskirstymas skirtingais atstumais nuo įžeminimo elektrodo: 1 — potencialo kreivė 2 — kreivė, apibūdinanti žingsninės įtampos pokytį

Jei išmatuosite įtampą Uz tarp taškų, esančių skirtingais atstumais kiekviena kryptimi nuo įžeminimo elektrodo, ir tada sudarysite šių įtampų priklausomybės nuo atstumo iki įžeminimo elektrodo grafiką, gausite potencialo kreivę) Jei sulaužysite OH linija 0,8 m ilgio atkarpomis, kas atitinka žmogaus žingsnio ilgį, tada jo pėdos gali būti skirtingo potencialo taškuose. Kuo arčiau įžeminimo elektrodo, tuo didesnė įtampa tarp šių taškų žemėje (Uab > Ubv; Ubw > Ubd)

Taškų C ir D žingsninė įtampa apibrėžiama kaip potencialų skirtumą tarp šių taškų

Uw = Uv - Ur = Usb

kur B – žingsnio įtampos koeficientas, atsižvelgiant į potencialo kreivės formą 1. Didžiausios žingsninės įtampos ir faktoriaus B reikšmės bus mažiausiu atstumu nuo įžeminimo elektrodo, kai žmogus stovi viena koja ant įžeminimo elektrodas, o kita koja susvyruoja.

2 kreivė apibūdina žingsninės įtampos pokytį.

Pavojinga žingsninė įtampa gali atsirasti, pavyzdžiui, šalia ant žemės nukritusio laidininko, kuriame yra įtampa. Šiuo atveju draudžiama prieiti prie ant žemės gulinčio laido arčiau nei 8 — 10 m atstumu.

Pakopinės įtampos nėra, jei stovite ant vienodo potencialo linijos arba už srovės sklaidos zonos.

Didžiausios žingsninės įtampos vertės bus mažiausiu atstumu nuo įžeminimo elektrodo, kai žmogus stovi viena koja tiesiai ant įžeminimo elektrodo, o kita koja – vieno žingsnio atstumu nuo jo.Tai paaiškinama tuo, kad potencialas aplink įžeminimo elektrodus pasiskirsto išilgai įgaubtų kreivių, todėl didžiausias skirtumas, kaip taisyklė, yra kreivės pradžioje.

Mažiausios pakopos įtampos vertės bus be galo dideliu atstumu nuo įžeminimo elektrodo, bet praktiškai už srovės sklidimo lauko, t.y. virš 20 m. Stovint žemo (arti vėsaus) potencialo zonoje, ant vienodo potencialo linijos arba ant vienos kojos žingsninės įtampos nebus (todėl srovės purslų zoną rekomenduojama palikti iki šokinėjimas ant vienos kojos ir kiekvienos kojos pastatymas ant vienodo potencialo linijos).

Žingsnio įtampa su grupiniu įžeminimu

Srityje, kurioje yra grupės įžeminimo elektrodai, žingsninė įtampa yra mažesnė nei naudojant vieną įžeminimo elektrodų sistemą. Žingsnio įtampa taip pat keičiasi nuo tam tikros didžiausios vertės iki nulio - atsižvelgiant į atstumą nuo elektrodų.

Didžiausia žingsninė įtampa bus, kaip ir vieno įžeminimo atveju, potencialo kreivės pradžioje, t.y. kai žmogus stovi viena koja tiesiai ant elektrodo (arba ant žemės gabalo, po kuriuo įkastas elektrodas), o kita koja žingsnio atstumu nuo elektrodo.

Minimali žingsnio įtampa atitinka atvejį, kai žmogus stovi ant vienodo potencialo „taškų“.

Žingsnio įtampos pavojus

Jei įžeminimas nustatomas prieš atjungiant pažeistą ruožą, draudžiama artintis prie gedimo vietos mažesniu kaip 4 — 5 m atstumu uždaroje skirstykloje ir 8 — 10 m atstumu atvirose pastotėse.Esant poreikiui (pvz. likviduojant avariją, padėti nukentėjusiam), prie žalos vietos galima privažiuoti ir mažesniu atstumu, tačiau būtina naudoti apsaugines priemones: batus, kaliošus, kilimus, medines kopėčias ir kt. .n.

Atsiradus žingsniniam stresui, atsiranda nevalingi konvulsiniai kojų raumenų susitraukimai ir dėl to žmogus krenta ant žemės. Šiuo metu žingsninės įtampos poveikis žmogui nutrūksta ir susidaro kitokia, sunkesnė situacija: vietoj apatinės kilpos žmogaus kūne susidaro naujas, pavojingesnis srovės kelias, dažniausiai nuo rankų iki pėdų. ir reali mirtino elektros smūgio grėsmė. Jei patenkate į žingsnio įtampos veikimo zoną, iš pavojingos zonos turite išeiti minimaliais žingsniais („žąsies žingsnis“).

Vaikščiojimo stresas ypač pavojingas galvijams, nes atstumas, kurį šie gyvūnai nuvažiuoja, yra labai ilgas, o patiriamas stresas yra didelis. Atvejai, kai gyvuliai miršta nuo streso, nėra neįprasti.