ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Δευτέρα, 9 Οκτωβρίου 2017

Bηματική τάση-Προστασία

Oνομάζουμε βηματική τάση τη διαφορά δυναμικού ΔV ανάμεσα σ' οποιαδήποτε δύο σημεία του εδάφους που απέχουν μεταξύ τους όσο το κανονικό  βήμα ενός ανθρώπου (περίπου 0,7m). Δηλαδή αν ένα σημείο Α έχει δυναμικό 1000V και ένα άλλο σημείο Β έχει δυναμικό 800V, τότε η διαφορά δυναμικού των δύο αυτών σημείων θα είναι ΔV=1000V-800V=200V.
Aν τα σημεία αυτά απέχουν μεταξύ τους 0,7 μέτρα και ο άνθρωπος  πατήσει με τα δύο του πόδια στα δύο αυτά σημεία, θα βρεθεί υπό τάση 200V, με αποτέλεσμα να πάθει ηλεκτροπληξία.


Οι ισοδυναμικές γραμμές, στην επιφάνεια της γης, γύρω από ένα ηλεκτρόδιο γείωσης που βρίσκεται υπό τάση λόγω σφάλματος, είναι ομόκεντροι κύκλοι με κέντρο το σημείο που έχουμε καρφώσει το ηλεκτρόδιο.


Βηματική τάση σε υποσταθμούς

Αν στο δάπεδο ενός υποσταθμού παρουσιασθεί κάποια τάση, αυτή  δεν πρέπει  να διαφοροποιείται αισθητά σε μικρές αποστάσεις. Τούτο επιβάλλεται, για να μη βρεθούν τα πόδια ενός ανθρώπου που βαδίζει πάνω στο δάπεδο σ' επικίνδυνη διαφορά δυναμικού.
Αν όπως είπαμε το  ένα πόδι του ανθρώπου αυτού  βρεθεί σε τάση  1000V και το άλλο σε 800V, τότε είναι  σαν να πατάει ο άνθρωπος σε δύο γυμνούς αγωγούς που έχουν διαφορά δυναμικού 200V (1.000— 800V). Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει σύσπαση  και παράλυση του μυϊκού συστήματος των ποδιών, την πτώση του ανθρώπου στο δάπεδο και τον ενδεχόμενο θάνατο του από ηλεκτροπληξία.


Γι' αυτό το λόγο, σε εσωτερικούς ή και, εξωτερικούς χώρους όπου γίνονται εγκαταστάσεις υψηλής ή μέσης τάσης, ελέγχουμε το δάπεδο για την αποφυγή ενός  τέτοιου κινδύνου. Ο έλεγχος  γίνεται με την παρακάτω  διαδικασία:

α) Σε δύο σημεία που απέχουν μεταξύ  τους τουλάχιστον 70cm, τοποθετούμε δύο μεταλλικά τεμάχια (βαρίδια)  διαστάσεων  10X10X30cm  κατά  τρόπο που να πατάει  στο έδαφος  μια επιφάνεια 10Χ30 cm (περίπου όσο το πέλμα του ανθρώπου).
β) Στα δύο μεταλλικά τεμάχια (βαρίδια) παρεμβάλλουμε ένα βολτόμετρο ικανό να μετράει τάσεις από μέχρι 100V.
γ) Πάνω στο ένα από τα δύο βαρίδια δίνουμε τάση ελεγχόμενη  100V και παίρνουμε την ένδειξη του βολτομέτρου. Από  τα παραπάνω  στοιχεία υπολογίζουμε την τάση βηματισμού με τη σχέση:

όπου: 
Uβ=Τάση βηματισμού
Uδικτύου=Τάση φασική παροχής ΔΕΗ (μέση τάση)
Uενδ=Τάση ένδειξης βολτομέτρου
Uδοκιμής=Τάση δοκιμής

Η μέτρηση μπορεί να συνεχισθεί  δίνοντας  την τάση σε ηλεκτρόδιο καρφωμένο στη γη κοντά στο ένα βαρίδι, σε πολλές θέσεις του κρίσιμου χώρου.

Ένα πολύ καλό όργανο (Megger) για τη μέτρηση της βηματικής τάσης μπορείτε να δείτε στο παρακάτω video



Παράδειγμα

Σε δοκιμαστική μέτρηση εφαρμόσαμε στο έδαφος τάση δοκιμής 100V και πήραμε ένδειξη 1 V. Να υπολογισθεί η βηματική τάση.

Λύση

Για πολική μέση τάση 20KV έχουμε φασική μέση τάση 11.560V οπότε η τάση βηματισμού θα είναι:  
Uβ=1*(11560/100)=115,6V πράγμα που σημαίνει ότι έχουμε επικίνδυνη τάση βηματισμού. 
Σ' αυτή την περίπτωση προσθέτουμε ηλεκτρόδια γείωσης σε διάταξη ικανή να αποσβεσθεί η επικίνδυνη τάση βηματισμού. 
Σε περίπτωση που η βηματική τάση συνεχίζει να είναι επικίνδυνη, καλύπτουμε το δάπεδο με μονωτικό υλικό ή με παχύ στρώμα από χονδρό χαλίκι ζώνη πλάτους 2-4 μέτρα πέρα από τα τελευταία ηλεκτρόδια γείωσης οπότε η βηματική τάση μειώνεται από το ημιαγωγό υλικό ή μηδενίζεται από το μονωτικό δάπεδο.



ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΑΠΟ ΒΗΜΑΤΙΚΗ ΤΑΣΗ ΚΑΙ ΤΑΣΗ ΕΠΑΦΗΣ

Υπάρχουν τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την προστασία προσωπικού και ατόμων έναντι επικίνδυνων βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής. Σε σχέση με υποσταθμούς, η κυριότερη τεχνική είναι η δημιουργία ισοδυναμικής ζώνης. Μια τέτοια ζώνη δημιουργείται μέσω κατασκευής ενός γειωμένου μεταλλικού πλέγματος (ισοδυναμικό πλέγμα) και αποσκοπεί στην μείωση των βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής σε επίπεδα μη επικίνδυνα για τον άνθρωπο.


Ως ισοδυναμικό πλέγμα χρησιμοποιείται δομικό πλέγμα από διασταυρωμένα και συγκολλημένα χαλύβδινα σύρματα με διάμετρο 5 mm τουλάχιστον, με ανοίγματα το πολύ 30 χ 30 cm. To δομικό πλέγμα βρίσκεται μέσα στο μπετόν του δαπέδου σε βάθος 50-100 cm. Στο πλέγμα συγκολλούνται αναμονές από χαλύβδινες γαλβανισμένες ταινίες 30x4 mm. Στις αναμονές αυτές συνδέονται (συγκολλητά ή βιδωτά) όλα τα μεταλλικά μέρη του υποσταθμού, π.χ κυψέλες μέσης και χαμηλής τάσης, μεταλλικά κουφώματα, σωλήνες νερού κ.ά.
Σε περίπτωση σφάλματος γης, ολόκληρο το γειωμένο πλέγμα και όλα τα μεταλλικά μέρη που συνδέονται σε αυτό (μαζί με τους ανθρώπους που είναι παρόντες) μπορεί να ανέβει σε μερικές εκατοντάδες (ή χιλιάδες) Volts χωρίς να υπάρχει κίνδυνος ηλεκτροπληξίας


Μια άλλη τεχνική που χρησιμοποιείται γενικώς συνδυαστικά με τη δημιουργία ισοδυναμικής ζώνης για την μείωση των κινδύνων από βηματική τάση και τάση επαφής, είναι η προσθήκη επί του εδάφους ενός στρώματος μεγαλύτερης αντίστασης. Συνήθως, ένα στρώμα από χαλίκι τοποθετείται πάνω στο έδαφος του υποσταθμού για τη δημιουργία μονωτικού στρώματος μεταξύ προσωπικού ή ατόμων και γης. Αυτό το μονωτικό στρώμα μειώνει το ρεύμα που μπορεί να διέλθει μέσω κάποιου ατόμου προς την γη. Εκτός από χαλίκι η άσφαλτος αποτελεί μια αρκετά πιο αποτελεσματική λύση.

Γενικοί κανόνες (Rules of Thumb – Κανόνες αντίχειρα)
Υπάρχουν μερικοί γενικοί κανόνες στους οποίους πρέπει να γίνει αναφορά για να κατανοηθεί τόσο ο σχεδιασμός ενός καταλλήλου πλέγματος γείωσης όσο και οι τεχνικές μείωσης των κινδύνων προερχομένων από βηματικές τάσεις και τάσεις επαφής. 

Η σύσταση και οι συνθήκες του εδάφους προσδιορίζουν στο μεγαλύτερο βαθμό τον σχεδιασμό ενός ηλεκτρικού πλέγματος γειώσεως. Εδάφη με υψηλή ειδική αντίσταση είναι πρόβλημα για όλα τα σενάρια γειώσεων. Όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική αντίσταση του εδάφους, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που μπορεί να αναπτυχθεί. Ο σχεδιασμός ενός πλέγματος γειώσεως αποτελεί ένα συμβιβασμό μεταξύ βηματικής τάσης και τάσεως επαφής αφού μέτρα για την μείωση της μιας επιφέρει αντίστροφο αποτέλεσμα στην άλλη, π.χ. η τοποθέτηση του πλέγματος γείωσης εντός του εδάφους σε βάθος ενός περίπου μέτρου μειώνει δραστικά τη βηματική τάση αλλά όμως το επιπρόσθετο βάθος δημιουργεί μια μεγαλύτερη διαφορά τάσεως μεταξύ χεριών και ποδιών αυξάνοντας έτσι την τάση επαφής.

• Για την μείωση της βηματικής τάσης τυπικά θα πρέπει το ρεύμα να κρατηθεί μακριά από το προσωπικό ή άτομα μέσω της τοποθέτησης αγωγών γείωσης όσο πιο βαθιά εντός του εδάφους

• Για την μείωση της τάσεως επαφής, είναι τυπικά επιθυμητό να κρατηθούν οι αγωγοί γειώσεως όσον το δυνατόν πιο κοντά στα πόδια του ατόμου έτσι ώστε να μειωθεί η πιθανότητα να υπάρξει διαφορά τάσεως μεταξύ ποδιών και χεριών ενός ατόμου

 • Η βηματική τάση αφορά και περιοχές και εκτός της περιοχής που καταλαμβάνει ένα πλέγμα (σύστημα) γειώσεως καθώς αυτή η τάση μπορεί να αναπτυχθεί σε μεγάλη απόσταση από το σημείο του σφάλματος. Έτσι, καθώς το οδεύον ρεύμα ταξιδεύει κατά μήκος της επιφάνειας του εδάφους, όποιο άτομο βρεθεί στην πορεία του μπορεί να εκτεθεί σε επικίνδυνη τάση. Είναι επίσης προφανές ότι όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των δύο ποδιών τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά τάσεως. Στους υπολογισμούς και στα προγράμματα υπολογισμού των συστημάτων γειώσεως χρησιμοποιείται πάντα η απόσταση του ενός (1) μέτρου μεταξύ των δύο ποδιών ενός ατόμου.

• Η τάση επαφής αποτελεί πρόβλημα μόνο για απόσταση ίση με αυτήν που χρειάζεται ένα άτομο για να αγγίξει ένα αντικείμενο που διαρρέεται από ρεύμα. Στους υπολογισμούς και στα προγράμματα υπολογισμού των συστημάτων γειώσεως η απόσταση που λαμβάνεται υπόψη είναι αυτή του ενός (1) μέτρου

Βηματική τάση από πεσμένο ηλεκτροφόρο καλώδιο 


Τι θα γίνει σε περίπτωση που ηλεκτροφόρο καλώδιο μέσης ή υψηλής τάσης κοπεί από πυλώνα και πέσει στο έδαφος.


Τι θα γίνει σε περίπτωση που ηλεκτροφόρο καλώδιο μέσης ή υψηλής τάσης πέσει στο αυτοκίνητο που οδηγούμε.  


Τι θα γίνει αν χειριστής ενός ψηλού μηχανήματος έρθει σε επαφή με ηλεκτροφόρο καλώδιο πυλώνα ή ένας εκσκαφέας χτυπήσει ηλεκτροφόρο καλώδιο κατά το σκάψιμο.


Στο σημείο που θα πέσει το καλώδιο ή που θα ακουμπήσει στο όχημα έχουμε την μεγαλύτερη τάση. Η τάση αυτή δημιουργεί γύρω της, σε ομόκεντρους κύκλους, δυναμικά που όσο απομακρυνόμαστε από το σημείο αρχικής επαφής του καλωδίου τα δυναμικά αυτά εξασθενούν. Όσο πιο κοντά βρισκόμαστε στο επίκεντρο τόσο πιο μεγάλη θα είναι η βηματική τάση που μπορεί να βρεθούμε


Σε αυτή την περίπτωση δεν θα πρέπει να τρέξουμε ή να περπατήσουμε με κανονικά βήματα γιατί τότε θα βρεθούμε σε επικίνδυνη βηματική τάση.


Επίσης αν κάποιος άλλος βρεθεί κοντά στο όχημα δεν θα πρέπει να το αγγίξει γιατί θα κεραυνοβοληθεί.


Αυτό που θα πρέπει να κάνουμε είναι να απομακρυνθούμε με μικρές κινήσεις σέρνοντας τα πόδια μας ενωμένα, για 10 μέτρα.


Ένας άλλος τρόπος είναι με ενωμένα πόδια και μικρά πηδηματάκια αν και προτιμώ τον προηγούμενο γιατί μπορεί να χάσουμε την ισορροπία μας


Δείτε τα παρακάτω video αναπαράστασης σε τέτοιο κίνδυνο