Cos'è la tensione di passo

La tensione di gradino (tensione di gradino) è chiamata la tensione tra due punti del circuito di corrente, situati l'uno dall'altro a una distanza di un gradino, su cui si trova una persona contemporaneamente. La tensione di passo dipende dalla resistenza del terreno e dalla forza della corrente che lo attraversa.

Una tensione di gradino è la tensione tra due punti sul terreno a una distanza di gradino che si verifica attorno al punto di un guasto a terra in una linea sotto tensione. Il valore massimo di questa tensione si osserva ad una distanza di 80-100 cm dal punto di contatto del filo con il suolo, dopodiché diminuisce rapidamente e ad una distanza di 20 m diventa praticamente zero.

Nel campo dei dispositivi di protezione contro le scosse elettriche - messa a terra, messa a terra, ecc. — di interesse sono principalmente le tensioni tra i punti sulla superficie della terra (o altro terreno su cui si trova una persona) nell'area di propagazione della corrente da un elettrodo messo a terra.

Molto spesso le tensioni di contatto e le tensioni di passo vengono confuse.La tensione di contatto è la differenza di potenziale tra due punti di un bersaglio elettrico che vengono toccati contemporaneamente da una persona e la tensione di passo è la tensione tra due punti sulla superficie terrestre nella zona di propagazione della corrente, separati l'uno dall'altro da una distanza di un passo .

Tensione di gradino con massa singola

La tensione di passo è definita da un segmento la cui lunghezza dipende dalla forma della curva potenziale, cioè del tipo a dispersore e varia da un certo valore massimo a zero al variare della distanza dal dispersore.

Supponiamo che un elettrodo di terra (elettrodo) sia posto nel terreno nel punto O e che la corrente di guasto a terra scorra attraverso questo elettrodo di terra. Attorno all'elettrodo di messa a terra si forma una zona di propagazione della corrente lungo il terreno, cioè la zona di messa a terra, al di fuori della quale il potenziale elettrico dovuto alle correnti di terra verso terra può essere assunto condizionalmente nullo.

La ragione di questo fenomeno è che il volume di terra attraverso il quale passa la corrente di guasto a terra aumenta con la distanza dal conduttore di terra man mano che la corrente si propaga nel terreno. Ad una distanza di 20 m o più dall'elettrodo di messa a terra, il volume della terra aumenta così tanto che la densità di corrente diventa molto bassa, la tensione tra punti sulla terra e punti ancora più lontani non è rilevabile in alcun modo percettibile.

Distribuzione della tensione a diverse distanze dall'elettrodo di messa a terra: 1 — curva potenziale 2 — curva che caratterizza la variazione della tensione di gradino

Se si misura la tensione Uz tra punti situati a distanze diverse in ciascuna direzione dall'elettrodo di terra e quindi si costruisce un grafico della dipendenza di queste tensioni dalla distanza dall'elettrodo di terra, si ottiene una curva potenziale) Se si rompe un Linea OH in sezioni di lunghezza 0,8 m, che corrisponde alla lunghezza del passo di una persona, quindi i suoi piedi possono trovarsi in punti di diverso potenziale. Più vicino all'elettrodo di terra, maggiore è la tensione tra questi punti sul terreno (Uab > Ubv; Ubw > Ubd)

La tensione di passo per i punti C e D è definita come differenza di potenziale tra questi punti

Uw = Uv — Ur = Usb

dove B — il fattore di tensione del gradino, tenendo conto della forma della curva potenziale 1. I valori più grandi della tensione del gradino e del fattore B saranno alla minima distanza dall'elettrodo di messa a terra quando una persona si trova con un piede a terra elettrodo e l'altra gamba è sfalsata.

La curva 2 caratterizza la variazione della tensione di gradino.

Pericolose tensioni di gradino possono, ad esempio, verificarsi in prossimità di un conduttore sotto tensione caduto a terra. In questo caso, è vietato avvicinarsi al filo steso a terra a una distanza inferiore a 8 - 10 m.

Non c'è tensione di gradino se ci si trova su una linea di uguale potenziale o al di fuori della zona di dissipazione di corrente.

I valori massimi della tensione di gradino saranno alla minima distanza dall'elettrodo di terra quando una persona si trova con un piede direttamente sull'elettrodo di terra e l'altro piede a una distanza di un passo da esso.Ciò è spiegato dal fatto che il potenziale attorno agli elettrodi di messa a terra è distribuito lungo curve concave, e quindi la differenza maggiore è, di norma, all'inizio della curva.

I valori più piccoli della tensione di gradino saranno a una distanza infinitamente grande dall'elettrodo di messa a terra, ma praticamente al di fuori del campo di propagazione della corrente, ad es. oltre 20 m Non ci sarà tensione di gradino quando ci si trova nell'area di potenziali bassi (vicini al freddo), su una linea di uguale potenziale o su un piede (quindi si consiglia di lasciare l'area di splash corrente saltando su un piede e posizionando per gamba su una linea di uguale potenziale).

Tensione di gradino con massa di gruppo

Nell'area in cui si trovano gli elettrodi di massa del gruppo, la tensione di gradino è inferiore rispetto a quando si utilizza un sistema a singolo elettrodo di terra. Anche la tensione del gradino cambia da un certo valore massimo a zero, con la distanza dagli elettrodi.

La massima tensione di passo sarà, come con una singola terra, all'inizio della curva potenziale, cioè quando una persona sta con un piede direttamente sull'elettrodo (o su un pezzo di terreno sotto il quale è sepolto l'elettrodo) e l'altro piede a una distanza di un passo dall'elettrodo.

La tensione di gradino minima corrisponde al caso in cui una persona si trova su «punti» con gli stessi potenziali.

Pericolo di tensione di passo

Se viene rilevata la messa a terra prima di scollegare la sezione danneggiata, è vietato avvicinarsi al luogo del guasto a una distanza inferiore a 4 - 5 m in quadri chiusi e 8 - 10 m in sottostazioni aperte.Se necessario (ad esempio, per eliminare l'incidente, per aiutare la vittima), è possibile avvicinarsi al luogo del danno a una distanza inferiore, ma è necessario utilizzare dispositivi di protezione: stivali, galosce, tappeti, scale di legno, ecc.

Quando si verifica uno stress da gradino, si verificano contrazioni convulsive involontarie dei muscoli delle gambe e, di conseguenza, una persona cade a terra. In questo momento, l'azione della tensione del gradino sulla persona cessa e si verifica una situazione diversa e più difficile: al posto dell'anello inferiore, nel corpo umano si forma un nuovo percorso di corrente più pericoloso, solitamente dalle mani ai piedi e una vera minaccia di scosse elettriche mortali. Se cadi nella zona di azione della tensione di passo, devi uscire dalla zona di pericolo con passi minimi ("passo dell'oca").

Lo stress da deambulazione è particolarmente pericoloso per i bovini, perché la distanza percorsa da questi animali è molto lunga e lo stress a cui sono sottoposti è elevato. I casi di bestiame che muore a causa dello stress da passaggio non sono rari.