Мини-лекции. Шаговое напряжение

Произошла авария и город погрузился во тьму! Только фары редких, проезжающих машин косыми лучами освещали ослепшие окна домов... Но вот, поздно ночью аварию устранили и?.. И ровно в 00 часов, нуль-нуль минут, включили рубильник и?.. А теперь вопрос!? Через какое время у Вас в доме опять вспыхнет свет и жизнь наладится? Через какое время электроны вышедшие из чрева электростанции доползут до Вашего дома, если?.. Если электростанция находится в двухстах километров от Вашего дома, а скорость электронов под воздействием электрического поля равна 0,1 мм/сек.!? Если Вы сразу же глубоко задумались... Если Вы взяли в руки калькулятор и?.. Значит всё, что здесь написано и далее, именно для Вас уважаемые «домохозяйки»!

Почему «домохозяйки», в смысле слово взято в скобочки? Да потому, что «домохозяйки» это не только женщины всю жизнь стоящие у «Вечного огня», но отчасти и мужики, ни черта не делающие и в своих казалось бы сугубо мужских делах, разбираются хуже любых домохозяек! У меня на работе есть такие инфантильные особи муженского пола. Они и думают не головой и как оказалось и руки у них растут оттуда же!

Пришли мы как-то в гости к своим не очень знакомым. Хозяина дома не оказалось, только его жена. И вот как обычно женщины удалились на кухню, — посплетничать естественно. Мне ничего не оставалось, как ходить по квартире и как бы с любопытством всё вокруг разглядывать... Всё было как у всех, но одна вещь меня очень заинтересовала! На стене висела узорчатая, большая, мельхиоровая ложка. Кто помнит семидесятые-восьмидесятые, тот понял о чём речь. Ложка, как ложка вот только тыльная сторона вся в каких-то царапинах, выбоинах.
«Это, что с ней?» — показывая ложку, спросил я хозяйку.
 — У нас же молотка в доме нет! Вот мы ей гвозди и забиваем!..

Всего моих мини-лекций семь. Насколько возможно постараюсь Вас не нагружать подробностями. Думаю, что Вы узнаете что-то новое для себя, полезное и посмотрите на всё другими глазами!? Возможно появится и восьмая мини-лекция? Всё зависит от Вашей реакции уважаемые читатели!

Конечно все предыдущие лекции каждый может воспринимать по-своему. Может нужно всё это, а может и не нужно? Понадобится когда-нибудь, а может нет? Но тема этой мини-лекции отличается от остальных. Если, какую-то проблему можно свалить на кого-нибудь, заплатить кому-нибудь и пусть разбираются... И не нужна мне эта головная боль... Но есть моменты когда валить будет не на кого! Будь Вы хоть кем, — проблему придётся решать Вам! Вам решать, самим! Так, что прочтите всё написанное. Пожалуйста!

Наверняка хотя бы раз в жизни Вы видели оборванный провод, свисающий со столба и лежащий на земле. Казалось бы ну и что, я же его не касаюсь!? Да, конечно всё верно если он отключен от источника тока, либо на проводе слишком мало напряжение. А если нет? Что тогда? Посмотрите на рис1. Вы видите графики равносторонних гипербол или по-русски графики обратной пропорциональности. Если на проводе есть некий потенциал фи, то контактируя с землёй этот потенциал постепенно растекается по объёму этой самой земли. Как? Как показали исследования именно так, как показано на графике. Если через точку касания провода провести прямую в обе стороны от точки и сделать на этой линии измерение потенциала, то?.. То окажется, что на расстояние от точки касания от 20 и более метров, потенциал будет равен нулю! А ближе? А ближе потенциал будет распределяться по закону гиперболы. Что Вы и видите на графике. Я думаю формула самого закона наверняка Вам не интересна!?. Ну и что с того? В смысле чего я от Вас хочу? Посмотрите на человечка шагающего навстречу с точкой касания. Ноги касаются земли. Если восстановить перпендикуляры из точек касания ног, то они пересекутся с графиком гиперболы (зелёные точки) позиция 2. Потенциал передней ноги будет выше нежели задней. Иными словами к ногам будет приложена разность потенциалов (напряжение) Uш2. Если человечек приблизится к точке касания провода позиция 1. То разность потенциалов будет больше и равно Uш1. Как видно из графика, Uш1 > Uш2. Эти напряжения называется шаговыми и зависят от величины шага и естественно от потенциала провода!

Если проводить измерение распределения потенциала вдоль прямой через равные (и вовсе не обязательно) промежутки и по всей площади то? То окажется, что мы будем иметь ряд окружностей, — эквипотенциалей рис2. и рис3., по всей длине каждой окружности потенциал будет один и тот же! Шагая вдоль этой линии (окружности) мы не подвергаем себя опасности потому как шаговое напряжение Uш = 0. Это в идеале. В реальности из-за неоднородности почвы получатся ряд замкнутых кривых, похожих на изогипсы, — изолинии равных высот на топографических картах или там же изобаты, — изолинии одинаковых глубин водоёмов, зависящих от рельефа дна! Ну, это так, для расширения Вашего кругозора...

Так в чём же суть спросят нетерпеливые?.. Как в чём? В том, что приложенное шаговое напряжение к Вашим ногам, даже не смотря на как бы изолирующие качества подошвы, даст Вам несравненное ощущение и даже с летальным исходом!!! Всё зависит от напряжения на проводах линии! А как определить что это за линия и когда уже нужно начинать пугаться? Посмотрите на рис4. Здесь показаны изоляторы линий которые с большей вероятностью встретятся Вам в жизни и особенно в сельской местности! Внизу напряжения для который и созданы эти изоляторы. Слева изолятор рассчитанный на напряжение 400 и менее вольт, те самые, знакомые наши 380/220! Справа изолятор рассчитанный на 10000 вольт и менее. В моей практике это было 6000 вольт, — напряжение приходящее к последней трансформаторной подстанции и снижающей напряжение с 6000 до 380 вольт. В городских условиях обычно такие, воздушные линии заменяют кабелем лежащим в земле! Воздушные линии на такие напряжения как правило размещаются на столбовых опорах.

На рис5. 6, 7, 8 показаны фрагменты опор, самой линии и изоляторов поддерживающих провода, соответственно на: 750000 вольт, 110000 вольт, 220000 вольт и 330000 вольт. Чем выше рабочее напряжение тем сложнее устройство линии! Как видите, как и для напряжений 400-10000 вольт так и для 110 и 220 тысяч вольт, для каждой фазы применяется одиночный провод и гирлянды специальных изоляторов. И чем выше напряжение тем больше изоляторов в гирлянде и тем сложнее опора! На рис7. это уже не столб, а мачта. Для линии на 330000 вольт П-образная конструкция и два провода на фазу рис8. На рис5. для линии на 750000 вольт ещё более сложное сооружение и число проводов для одной фазы достигает 5 штук! Для линии 1150000 вольт применяют для каждого провода (фазы) индивидуальную мачту (мачты вдоль всей линии)!

Вы идёте по своим и не очень делам и вдруг хлоп и перед Вами падает оборвавшийся провод! И, что тогда? Что делать? Посмотрите на рис2. и рис3. Там показано как нужно покидать место аварии, чтобы шаговое напряжение было как можно меньше. Нужно «гусиным» шагом, очень мелкими шагами, не отрывая ног от земли уходить как можно дальше от упавшего провода (20 и более метров)! Выйдя из опасной зоны по возможности останьтесь на месте и предупредите прохожих об опасности. Сообщите какой-нибудь службе: полиции, скорой, газовой, пожарной... У них больше возможности сообщить по цепочке кому надо! Наверняка Вы не знаете телефоны аварийной службы энергетиков???

И напоследок совет: держитесь как можно дальше от высоковольтных линий передач! Особенно в непогоду: ураган, дождь, грозу! Как определить степень опасности по внешнему виду линий Вы уже поняли! Я надеюсь!?