У 1928 році в Ленінграді відбулася аварія, яка увійшла в підручники фізики під назвою «кінської».
Людей, чия довжина кроку не перевищувала метра, просто било струмом. А кінь, з її двометровим корпусом і залізними підковами, вбило на смерть. Мостова була під напругою протягом двох секунд, після чого на підстанції спрацював «автомат».
Несподівана загибель коня викликала інтерес людей, прибув кінний патруль. Віз відтягнули, і коротке замикання припинилося. В цей час черговий по підстанції перевірив опір ізоляції і, порахувавши відключення помилковим, подав струм. Роз'єднувач з колодязем утворили електричну дугу, і на бруківці знову виникло крокові напругу, загинули дві міліцейські коні.
А тепер фізичнапояснення
Кроковим напругою (напругою кроку) називається напруга між двома точками ланцюга струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина. Крокові напругу залежить від питомого опору грунту і сили протікає через нього струму.
В області захисних пристроїв від ураження струмом - заземлення, занулення і ін. - інтерес представляють в першу чергу напруги між точками на поверхні землі (або іншого підстави, на якому стоїть людина) в зоні розтікання струму із заземлювача.
Крокові напругу визначається відрізком, довжина якого залежить від форми потенційної кривої, тобто від типу заземлювача, і змінюється від деякого максимального значення до нуля зі зміною відстані від заземлювача.
Припустимо, що в землі в точці О розміщений один заземлитель (електрод) і через цей заземлитель проходить струм замикання на землю. Навколо заземлювача утворюється зона розтікання струму по землі, т. Е. Зона землі, за межами якої електричний потенціал, обумовлений струмами заземлення на землю, може бути умовно прийнятий рівним нулю.
Причина цього явища полягає в тому, що обсяг землі, через який проходить струм замикання на землю, в міру віддалення від заземлювача збільшується, при цьому відбувається розтікання струму в землі. На відстані 20 м і більше від заземлювача обсяг землі настільки зростає, що щільність струму стає дуже малою, напруга між точками землі і точками ще більш віддаленими не виявляється скільки небудь відчутно.
Всім відомо, що електротравму людині може нанести тільки проходить через його тіло електричний струм. А електричному струму потрібен вільний шлях. Необхідно, як мінімум, дві точки прикладання на тілі того, кому не пощастило: одна з них - фаза, звідки струм може прийти, а друга - нуль, куди він може вільно піти.
Але дозвольте, яка «фаза»? Ну, «нуль» - ще зрозуміло, але звідки «фаза», якщо людина спокійно крокує собі по землі і ніяких проводів навіть не чіпає? Нічого ж такого, здається, і немає - просто волога земля. Стежка, наприклад. Ну да, фазний обірваний провід лежить неподалік у кущах. Але він же безпосередньо на землю і замкнулося - ланцюг не включає в себе прогулюється пішохода і струм через нього йти не повинен. Але це тільки так здається.
Боятися було б нічого, якби земля була відмінним провідником з опором, близьким до опору металу. Тоді обрив проводу і падіння його на землю завершувалися б банальним коротким замиканням.
Спрацьовувала б максимально-струмовий захист, або згорав б обірваний провід, але в будь-якому випадку довго б це не тривало. А насправді ж питомий електричний опір ґрунту становить мінімум 60 Ом * м, а найчастіше і більше, навіть якщо погода волога і йде дощ. Тому при обриві приводу і замиканні його на землю для електричного струму просто виникає нова ланцюг: фазний провід - земля - заземлена нейтраль трансформатора.
Через не дуже-то високої провідності землі току доводиться неабияк потрудитися, щоб пройти по цьому ланцюзі, але варіантів у нього немає. Струм «із задоволенням скористався б» який-небудь ще інший, «паралельної дорогою», яка дозволила б йому скоротити шлях. І такий дорогий може стати тіло пішохода.
Говорячи по-науковому, на єдиному істотному опорі ланцюга провід-земля-нейтраль - вологому грунті - відбувається падіння напруги (зміна електричного потенціалу) від 220 вольт біля впав дроти до нуля у нейтрали трансформатора.
Падіння це відбувається нелінійно, але суть зводиться до того, що чим ближче до дроту - тим стрімкіше зростає потенціал землі. Значить, чим ближче до місця обриву - тим більша різниця потенціалів між двома точками поверхні, розташованими на певній відстані. А нещасний перехожий може стояти однією ногою на першій з цих точок і іншою ногою - на другий з них. При цьому він, звичайно, прийме він виниклу різницю потенціалів, а це може виявитися практично все фазна напруга, якщо провід близько.
Зрозуміло, там, де з'явилася напруга, - там і струм не змусить себе чекати. От і все. Не встигнувши усвідомити тяжкість свого становища, перехожий отримує удар струмом, можливо смертельний.
Найнадійніший з цих заходів - вирівнювання потенціалів. При цьому ділянка поверхні грунту, де можлива аварія з фазним замиканням на землю, оснащується сіткою з заземлених провідників, закладених прямо під поверхнею.
Працює це дуже просто: потенціал провідника у всіх точках завжди однаковий, тому перебуваючи на такій сітці потрапити під напругу просто неможливо. Вирівнювання потенціалів виробляють на території відкритих розподільних пристроїв (ВРП) та в інших потенційно небезпечних місцях.
Але, на жаль, оснастити кожну опору ЛЕП сіткою вирівнювання потенціалів неможливо. Тому кожній людині, навіть не є електриком, необхідно проявляти пильність: звертайте увагу на стан ліній електропередач навколо вас, особливо в дощову погоду. Звертайте увагу на свої відчуття: якщо вас «пощипує», а то й «трусить» при ходьбі - це досить вірна ознака впливу крокової напруги.
Зрозумівши, що ви перебуваєте в зоні можливого впливу крокової напруги, потрібно постаратися з неї вийти. Але робити це треба гусячим кроком - приставляючи п'яту ноги, якої крокуєте, до носку ноги, на якій стоїте. Таким чином, при ходьбі обидві ноги будуть знаходитися практично в одній точці з одним електричним потенціалом - напруга між ними не виникне.
Ще можна «упригать» на одній нозі, якщо ви впевнені, що у вас це добре вийде. Поспішати не слід - можна спіткнутися, впасти на руки і потрапити під найбільша можлива напруга, що виникає між двома віддаленими точками.