安全科普:碰到高壓電線倒地時(shí)千萬(wàn)別跑,標(biāo)準(zhǔn)救命姿勢(shì)居然這么搞笑?
來(lái)源:北京科協(xié)
發(fā)布時(shí)間:2022-07-01
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高壓電線很危險(xiǎn),沒(méi)事兒不要碰,有事兒也不要碰,這算是常識(shí)了。可是如果高壓電線掉在了附近地面上,此時(shí)你應(yīng)該怎么做?

記住四個(gè)字:絕對(duì)別跑。此時(shí)只有一種行走姿勢(shì)能讓你保命。今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一下萬(wàn)一身旁出現(xiàn)了接地高壓電線時(shí)的正確操作。

錯(cuò)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)伏的輸電線傳輸?shù)?。在變電站,高壓電的電壓?huì)被降低,然后運(yùn)輸?shù)角Ъ胰f(wàn)戶。一般來(lái)說(shuō),街道上高壓電線的電壓在4-25千伏之間。

這種H形的輸電線是比較老的輸電系統(tǒng),在老舊小區(qū)里比較多,高處的輸電線電壓高,最下方的是通訊線路。圖片來(lái)源:hsseworld

高壓電線的危險(xiǎn)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(dǎo)致心臟驟停。但許多人不知道的是,高壓電線附近有一個(gè)“結(jié)界”,那個(gè)“結(jié)界”內(nèi)其實(shí)也很危險(xiǎn)。

當(dāng)高壓電線直接或間接接觸大地時(shí),接觸點(diǎn)的電勢(shì)(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(shì)越高,也就越危險(xiǎn)。這種電勢(shì)沿著接觸點(diǎn)向四周呈漣漪狀擴(kuò)散和減弱的形態(tài)叫做地電位升高(earth potential rise),它相當(dāng)于把高壓電線的危害范圍擴(kuò)大了。

電線直接接觸地面時(shí)的地電位升高。圖片來(lái)源:Western power

這個(gè)高電壓區(qū)形成的“結(jié)界”范圍有多大呢?

如果一根6萬(wàn)伏的高壓電線掉到了地面上,那么以接觸點(diǎn)為圓心,半徑為10米的圓形范圍內(nèi)都和高壓電線一樣危險(xiǎn)。不想觸電的話,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,那么這個(gè)圓的范圍就更大了。

當(dāng)然了,如果在這個(gè)區(qū)域內(nèi)放著任何能導(dǎo)電的東西(比如樹(shù)枝),那么它也會(huì)變得和高壓電線一樣危險(xiǎn),能對(duì)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(guó)際組織都有地電位升高的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),如電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE Std. 80-2000。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署(OSHA)也將地電位升高歸為“已知的災(zāi)害(known hazard)”,并提出了相應(yīng)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,此時(shí)應(yīng)該怎么做呢?

再次強(qiáng)調(diào)一下,此時(shí)千萬(wàn)不要跑,跑就是死。按照美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署的規(guī)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(qū)域內(nèi)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(shí)告訴我們,電流是電勢(shì)差導(dǎo)致的。因?yàn)槿绻梭w兩點(diǎn)之間存在電勢(shì)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(shì)差叫做跨步電勢(shì)(step potential)。在地電位升高區(qū)域內(nèi),顯然步子邁得越大,跨步電勢(shì)越大,越容易被電劈。

設(shè)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(shì)差達(dá)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(shì)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,擦著腿移動(dòng),就可以減少雙足間的電勢(shì)差。

除了跨步電勢(shì),另外一種危險(xiǎn)叫做接觸電勢(shì)(touch potential),它指的是人站在低電勢(shì)的大地上,同時(shí)身體某處接觸了高電勢(shì)的物體,比如碰到了連接著高壓電線的挖掘機(jī)。當(dāng)然,此時(shí)電流就會(huì)從高電勢(shì)處通過(guò)你的腳流向低電勢(shì)的大地。

接觸電勢(shì)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(yīng)該怎么處理呢,比如你坐在一輛和高壓電線接觸的車子里的時(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)車子。因?yàn)橹灰氵€呆在車?yán)铮眢w沒(méi)有和低電勢(shì)的大地接觸,電流就不會(huì)產(chǎn)生,你就是安全的。

美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署建議,如果你必須要棄車逃生,那么最佳姿勢(shì)就是雙足合并,雙手緊靠身體,同時(shí)像尺蠖一樣彈離車子。這么做的目的是為了讓你在離開(kāi)汽車時(shí)不會(huì)同時(shí)接觸大地。

當(dāng)然了,離開(kāi)汽車后,就要用之前學(xué)的藝妓步了。

說(shuō)到這里,你可能會(huì)認(rèn)為,只要高壓電線接觸地面就是危險(xiǎn)的,但其實(shí)會(huì)發(fā)生這樣的事情是因?yàn)槿藶榈脑O(shè)置:大部分高壓輸電線的零線是接地的,也就是和大地聯(lián)通。

換言之,如果零線不接地,那么在接觸高壓電線的火線的同時(shí)站在地面上就不會(huì)觸電了。可是這樣的系統(tǒng)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(tǒng)的零線不接地,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(tǒng)呢?

原因在于,浮動(dòng)接地的電壓不太穩(wěn)定,尤其是在用戶開(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(xiàn)超電壓,從而損傷電器。所以浮動(dòng)接地主要用在大型工廠,還有無(wú)法讓零線接地的地方,比如飛機(jī)上。

見(jiàn)識(shí)了高壓電線附近的安全走位和浮動(dòng)接地,細(xì)心的小朋友可能會(huì)發(fā)出一個(gè)疑問(wèn):既然一般的輸電線的零線接地,那我直接把大地當(dāng)成零線行不行?

確實(shí)有這樣的操作,這種用大地直接充當(dāng)零線的輸電系統(tǒng)叫做單線地回路(single wire earth return systems)。有時(shí)候,充當(dāng)零線的不是大地,而是水體。當(dāng)然了,這樣的系統(tǒng)對(duì)火線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(dāng)成零線的主要原因是為了節(jié)省制造和鋪設(shè)零線的成本,所以單線地回路大多用在人煙稀少的地區(qū),以及孤立的用電場(chǎng)所。

1981年,美國(guó)阿拉斯加州的伯特利和納帕克阿克之間就造了單線地回路輸電線。一些發(fā)展中國(guó)家也用這樣的系統(tǒng)作為主要的輸電設(shè)施,比如老撾、莫桑比克和南非。踩在這些國(guó)家的大地上有些嘎嘎酥麻的感覺(jué),可能不是錯(cuò)覺(jué)。

跨步電逝,懂了嗎?




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