版權歸原作者所有,如有侵權,請聯(lián)系我們
高壓電線(xiàn)很危險,沒(méi)事兒不要碰,有事兒也不要碰,這算是常識了??墒侨绻邏弘娋€(xiàn)掉在了附近地面上,此時(shí)你應該怎么做?
記住四個(gè)字:絕對別跑。此時(shí)只有一種行走姿勢能讓你保命。今天我們就來(lái)學(xué)習一下萬(wàn)一身旁出現了接地高壓電線(xiàn)時(shí)的正確操作。
錯誤示范。圖片來(lái)源:Elektroschutz in 132 Bildern
高壓電和我們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān),可以說(shuō)是人類(lèi)社會(huì )的“血液”了。
供電站和變電站之間是用6萬(wàn)-50萬(wàn)伏的輸電線(xiàn)傳輸的。在變電站,高壓電的電壓會(huì )被降低,然后運輸到千家萬(wàn)戶(hù)。一般來(lái)說(shuō),街道上高壓電線(xiàn)的電壓在4-25千伏之間。
這種H形的輸電線(xiàn)是比較老的輸電系統,在老舊小區里比較多,高處的輸電線(xiàn)電壓高,最下方的是通訊線(xiàn)路。圖片來(lái)源:hsseworld
高壓電線(xiàn)的危險性不言而喻。一旦觸電,電流通過(guò)人體時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì )灼傷臟器,而電流也可能導致心臟驟停。但許多人不知道的是,高壓電線(xiàn)附近有一個(gè)“結界”,那個(gè)“結界”內其實(shí)也很危險。
當高壓電線(xiàn)直接或間接接觸大地時(shí),接觸點(diǎn)的電勢(你可以簡(jiǎn)單地理解為電壓)就像水波一樣向四周暈開(kāi),越靠近接觸點(diǎn)的電勢越高,也就越危險。這種電勢沿著(zhù)接觸點(diǎn)向四周呈漣漪狀擴散和減弱的形態(tài)叫做地電位升高(earth potential rise),它相當于把高壓電線(xiàn)的危害范圍擴大了。
電線(xiàn)直接接觸地面時(shí)的地電位升高。圖片來(lái)源:Western power
這個(gè)高電壓區形成的“結界”范圍有多大呢?
如果一根6萬(wàn)伏的高壓電線(xiàn)掉到了地面上,那么以接觸點(diǎn)為圓心,半徑為10米的圓形范圍內都和高壓電線(xiàn)一樣危險。不想觸電的話(huà),要和接觸點(diǎn)保持至少10米的距離才行。如果是更高壓的高壓電線(xiàn),那么這個(gè)圓的范圍就更大了。
當然了,如果在這個(gè)區域內放著(zhù)任何能導電的東西(比如樹(shù)枝),那么它也會(huì )變得和高壓電線(xiàn)一樣危險,能對人體產(chǎn)生電擊。
變電站附近的地電位升高。圖片來(lái)源:wikipedia
在電氣工程學(xué)領(lǐng)域,地電位升高的危害早已盡人皆知,許多國際組織都有地電位升高的防護標準,如電氣電子工程師學(xué)會(huì )(IEEE)的相關(guān)標準是IEEE Std. 80-2000。美國職業(yè)安全衛生署(OSHA)也將地電位升高歸為“已知的災害(known hazard)”,并提出了相應的管理和處置條例。
所以,萬(wàn)一附近真的掉下來(lái)一根高壓電線(xiàn),此時(shí)應該怎么做呢?
再次強調一下,此時(shí)千萬(wàn)不要跑,跑就是死。按照美國職業(yè)安全衛生署的規定,此時(shí)正確的做法只有兩個(gè):非必要最好原地不動(dòng),如果必須要離開(kāi),那要走“藝妓步”,也就是兩腿互相擦著(zhù)小步走,每次移動(dòng)幾厘米,并且雙腳不能離開(kāi)地面。
在地電位升高區域內的移動(dòng)方法:藝妓步。圖片來(lái)源:SCGA
這是為什么呢?中學(xué)物理知識告訴我們,電流是電勢差導致的。因為如果人體兩點(diǎn)之間存在電勢差,那么人就會(huì )過(guò)電。
在電力安全生產(chǎn)領(lǐng)域,兩步之間的電勢差叫做跨步電勢(step potential)。在地電位升高區域內,顯然步子邁得越大,跨步電勢越大,越容易被電劈。
設想一下,一個(gè)人的一條腿踩在6萬(wàn)伏高壓電和大地的接觸點(diǎn)上,另一條腿邁在10米之外,他兩個(gè)腳之間的電勢差達到了6萬(wàn)伏,皮卡丘爆擊是避免不了的,除非你是小智,否則不要嘗試。
反過(guò)來(lái),減少跨步電勢就能減小“皮卡皮卡”的可能性,這也是“藝妓步”的原理:讓雙足始終保持接觸,擦著(zhù)腿移動(dòng),就可以減少雙足間的電勢差。
除了跨步電勢,另外一種危險叫做接觸電勢(touch potential),它指的是人站在低電勢的大地上,同時(shí)身體某處接觸了高電勢的物體,比如碰到了連接著(zhù)高壓電線(xiàn)的挖掘機。當然,此時(shí)電流就會(huì )從高電勢處通過(guò)你的腳流向低電勢的大地。
接觸電勢的原理聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單,可是如果真的遇到了這樣的情況,應該怎么處理呢,比如你坐在一輛和高壓電線(xiàn)接觸的車(chē)子里的時(shí)候?
這就是第二個(gè)重要建議了。
此時(shí),最關(guān)鍵的自救措施就是不要嘗試離開(kāi)車(chē)子。因為只要你還呆在車(chē)里,身體沒(méi)有和低電勢的大地接觸,電流就不會(huì )產(chǎn)生,你就是安全的。
美國職業(yè)安全衛生署建議,如果你必須要棄車(chē)逃生,那么最佳姿勢就是雙足合并,雙手緊靠身體,同時(shí)像尺蠖一樣彈離車(chē)子。這么做的目的是為了讓你在離開(kāi)汽車(chē)時(shí)不會(huì )同時(shí)接觸大地。
當然了,離開(kāi)汽車(chē)后,就要用之前學(xué)的藝妓步了。
說(shuō)到這里,你可能會(huì )認為,只要高壓電線(xiàn)接觸地面就是危險的,但其實(shí)會(huì )發(fā)生這樣的事情是因為人為的設置:大部分高壓輸電線(xiàn)的零線(xiàn)是接地的,也就是和大地聯(lián)通。
換言之,如果零線(xiàn)不接地,那么在接觸高壓電線(xiàn)的火線(xiàn)的同時(shí)站在地面上就不會(huì )觸電了??墒沁@樣的系統存在么?
有的,它叫做浮動(dòng)接地(floating ground),或者懸空接地。浮動(dòng)接地輸電系統的零線(xiàn)不接地,而這么做的目的主要是為了安全,以及防止接地產(chǎn)生的電流回路產(chǎn)生的電磁干擾。
既然浮動(dòng)接地看起來(lái)比接地的安全一些,那為什么我們平時(shí)不使用這種輸電系統呢?
原因在于,浮動(dòng)接地的電壓不太穩定,尤其是在用戶(hù)開(kāi)關(guān)電器的時(shí)候。在電器開(kāi)和關(guān)的時(shí)候,不接地的環(huán)路中可能會(huì )出現超電壓,從而損傷電器。所以浮動(dòng)接地主要用在大型工廠(chǎng),還有無(wú)法讓零線(xiàn)接地的地方,比如飛機上。
見(jiàn)識了高壓電線(xiàn)附近的安全走位和浮動(dòng)接地,細心的小朋友可能會(huì )發(fā)出一個(gè)疑問(wèn):既然一般的輸電線(xiàn)的零線(xiàn)接地,那我直接把大地當成零線(xiàn)行不行?
確實(shí)有這樣的操作,這種用大地直接充當零線(xiàn)的輸電系統叫做單線(xiàn)地回路(single wire earth return systems)。有時(shí)候,充當零線(xiàn)的不是大地,而是水體。當然了,這樣的系統對火線(xiàn)的絕緣性有很高的要求,否則真的是處處皮卡丘暴走了。
顯然,把大地當成零線(xiàn)的主要原因是為了節省制造和鋪設零線(xiàn)的成本,所以單線(xiàn)地回路大多用在人煙稀少的地區,以及孤立的用電場(chǎng)所。
1981年,美國阿拉斯加州的伯特利和納帕克阿克之間就造了單線(xiàn)地回路輸電線(xiàn)。一些發(fā)展中國家也用這樣的系統作為主要的輸電設施,比如老撾、莫桑比克和南非。踩在這些國家的大地上有些嘎嘎酥麻的感覺(jué),可能不是錯覺(jué)。
跨步電逝,懂了嗎?
歡迎掃碼關(guān)注深i科普!
我們將定期推出
公益、免費、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物!