安全科普:碰到高壓電線倒地時千萬別跑,標準救命姿勢居然這麽搞笑?
來源:北京科協
發布時間:2022-07-01
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高壓電線很危險,沒事兒(er) 不要碰,有事兒(er) 也不要碰,這算是常識了。可是如果高壓電線掉在了附近地麵上,此時你應該怎麽(me) 做?

記住四個(ge) 字:絕對別跑。此時隻有一種行走姿勢能讓你保命。今天我們(men) 就來學習(xi) 一下萬(wan) 一身旁出現了接地高壓電線時的正確操作。

錯誤示範。圖片來源:Elektroschutz in 132 Bildern

高壓電和我們(men) 的日常生活以及工業(ye) 生產(chan) 息息相關(guan) ,可以說是人類社會(hui) 的“血液”了。

供電站和變電站之間是用6萬(wan) -50萬(wan) 伏的輸電線傳(chuan) 輸的。在變電站,高壓電的電壓會(hui) 被降低,然後運輸到千家萬(wan) 戶。一般來說,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係統,在老舊小區裏比較多,高處的輸電線電壓高,最下方的是通訊線路。圖片來源:hsseworld

高壓電線的危險性不言而喻。一旦觸電,電流通過人體(ti) 時產(chan) 生的熱量會(hui) 灼傷(shang) 髒器,而電流也可能導致心髒驟停。但許多人不知道的是,高壓電線附近有一個(ge) “結界”,那個(ge) “結界”內(nei) 其實也很危險。

當高壓電線直接或間接接觸大地時,接觸點的電勢(你可以簡單地理解為(wei) 電壓)就像水波一樣向四周暈開,越靠近接觸點的電勢越高,也就越危險。這種電勢沿著接觸點向四周呈漣漪狀擴散和減弱的形態叫做地電位升高(earth potential rise),它相當於(yu) 把高壓電線的危害範圍擴大了。

電線直接接觸地麵時的地電位升高。圖片來源:Western power

這個(ge) 高電壓區形成的“結界”範圍有多大呢?

如果一根6萬(wan) 伏的高壓電線掉到了地麵上,那麽(me) 以接觸點為(wei) 圓心,半徑為(wei) 10米的圓形範圍內(nei) 都和高壓電線一樣危險。不想觸電的話,要和接觸點保持至少10米的距離才行。如果是更高壓的高壓電線,那麽(me) 這個(ge) 圓的範圍就更大了。

當然了,如果在這個(ge) 區域內(nei) 放著任何能導電的東(dong) 西(比如樹枝),那麽(me) 它也會(hui) 變得和高壓電線一樣危險,能對人體(ti) 產(chan) 生電擊。

變電站附近的地電位升高。圖片來源:wikipedia

在電氣工程學領域,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會(hui) (IEEE)的相關(guan) 標準是IEEE Std. 80-2000。美國職業(ye) 安全衛生署(OSHA)也將地電位升高歸為(wei) “已知的災害(known hazard)”,並提出了相應的管理和處置條例。

所以,萬(wan) 一附近真的掉下來一根高壓電線,此時應該怎麽(me) 做呢?

再次強調一下,此時千萬(wan) 不要跑,跑就是死。按照美國職業(ye) 安全衛生署的規定,此時正確的做法隻有兩(liang) 個(ge) :非必要最好原地不動,如果必須要離開,那要走“藝妓步”,也就是兩(liang) 腿互相擦著小步走,每次移動幾厘米,並且雙腳不能離開地麵。

在地電位升高區域內(nei) 的移動方法:藝妓步。圖片來源:SCGA

這是為(wei) 什麽(me) 呢?中學物理星空体育官网入口网站告訴我們(men) ,電流是電勢差導致的。因為(wei) 如果人體(ti) 兩(liang) 點之間存在電勢差,那麽(me) 人就會(hui) 過電。

在電力安全生產(chan) 領域,兩(liang) 步之間的電勢差叫做跨步電勢(step potential)。在地電位升高區域內(nei) ,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(ge) 人的一條腿踩在6萬(wan) 伏高壓電和大地的接觸點上,另一條腿邁在10米之外,他兩(liang) 個(ge) 腳之間的電勢差達到了6萬(wan) 伏,皮卡丘爆擊是避免不了的,除非你是小智,否則不要嚐試。

反過來,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,擦著腿移動,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,同時身體(ti) 某處接觸了高電勢的物體(ti) ,比如碰到了連接著高壓電線的挖掘機。當然,此時電流就會(hui) 從(cong) 高電勢處通過你的腳流向低電勢的大地。

接觸電勢的原理聽起來很簡單,可是如果真的遇到了這樣的情況,應該怎麽(me) 處理呢,比如你坐在一輛和高壓電線接觸的車子裏的時候?

這就是第二個(ge) 重要建議了。

此時,最關(guan) 鍵的自救措施就是不要嚐試離開車子。因為(wei) 隻要你還呆在車裏,身體(ti) 沒有和低電勢的大地接觸,電流就不會(hui) 產(chan) 生,你就是安全的。

美國職業(ye) 安全衛生署建議,如果你必須要棄車逃生,那麽(me) 最佳姿勢就是雙足合並,雙手緊靠身體(ti) ,同時像尺蠖一樣彈離車子。這麽(me) 做的目的是為(wei) 了讓你在離開汽車時不會(hui) 同時接觸大地。

當然了,離開汽車後,就要用之前學的藝妓步了。

說到這裏,你可能會(hui) 認為(wei) ,隻要高壓電線接觸地麵就是危險的,但其實會(hui) 發生這樣的事情是因為(wei) 人為(wei) 的設置:大部分高壓輸電線的零線是接地的,也就是和大地聯通。

換言之,如果零線不接地,那麽(me) 在接觸高壓電線的火線的同時站在地麵上就不會(hui) 觸電了。可是這樣的係統存在麽(me) ?

有的,它叫做浮動接地(floating ground),或者懸空接地。浮動接地輸電係統的零線不接地,而這麽(me) 做的目的主要是為(wei) 了安全,以及防止接地產(chan) 生的電流回路產(chan) 生的電磁幹擾。

既然浮動接地看起來比接地的安全一些,那為(wei) 什麽(me) 我們(men) 平時不使用這種輸電係統呢?

原因在於(yu) ,浮動接地的電壓不太穩定,尤其是在用戶開關(guan) 電器的時候。在電器開和關(guan) 的時候,不接地的環路中可能會(hui) 出現超電壓,從(cong) 而損傷(shang) 電器。所以浮動接地主要用在大型工廠,還有無法讓零線接地的地方,比如飛機上。

見識了高壓電線附近的安全走位和浮動接地,細心的小朋友可能會(hui) 發出一個(ge) 疑問:既然一般的輸電線的零線接地,那我直接把大地當成零線行不行?

確實有這樣的操作,這種用大地直接充當零線的輸電係統叫做單線地回路(single wire earth return systems)。有時候,充當零線的不是大地,而是水體(ti) 。當然了,這樣的係統對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,把大地當成零線的主要原因是為(wei) 了節省製造和鋪設零線的成本,所以單線地回路大多用在人煙稀少的地區,以及孤立的用電場所。

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地回路輸電線。一些發展中國家也用這樣的係統作為(wei) 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,可能不是錯覺。

跨步電逝,懂了嗎?




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