Як далеко розповсюджується електрика у воді?

Вода зазвичай вважається хорошим провідником електрики, тому що, якщо всередині води є струм, і хтось торкнеться її, він може бути вражений електричним струмом.

Слід зазначити дві речі, які можуть мати значення. Один із них — тип води або кількість солей та інших мінералів, а другий — відстань від точки електричного контакту. Ця стаття пояснює обидва, але фокусується на другому, щоб дослідити, як далеко електрика поширюється у воді.

Ми можемо виділити чотири зони навколо точкового джерела електрики у воді (висока небезпека, небезпека, помірний ризик, безпечна). Однак точну відстань від точкового джерела визначити важко. Вони залежать від кількох факторів, зокрема від напруги/інтенсивності, поширення, глибини, солоності, температури, топографії та шляху найменшого опору.

Значення безпечної відстані у воді залежать від відношення струму пошкодження до максимального безпечного струму тіла (10 мА для змінного струму, 40 мА для постійного струму):

• Якщо змінний струм несправності становить 40 А, безпечна відстань у морській воді становитиме 0.18 м-коду.
• Якщо лінія електропередач обірвана (на сухій землі), ви повинні залишатися на відстані не менше 33 футів (10 метрів), що приблизно дорівнює довжині автобуса. У воді ця відстань була б набагато більшою.
• Якщо тостер впаде у воду, ви не повинні знаходитись ближче 360 футів (110 метрів) від джерела струму.

Нижче я розповім докладніше.

Чому це важливо знати

Важливо знати, як далеко електрика може пройти у воді, тому що, коли під водою є електрика або струм, будь-яка людина, яка перебуває у воді або стикається з нею, наражається на ризик ураження електричним струмом.

Було б корисно знати, яка безпечна відстань, щоб уникнути цього ризику. Коли цей ризик може бути у ситуації повені, дуже важливо мати ці знання.

Ще одна причина знати, наскільки далеко може поширюватися електричний струм у воді, – це електроловля, коли електрику навмисно пропускають через воду для лову риби.

Тип води

Чиста вода – добрий ізолятор. Якби не було солі або іншого мінерального вмісту, ризик ураження електричним струмом був би мінімальним, тому що електрика не могла б поширюватися далеко всередині чистої води. На практиці, однак, навіть вода, яка здається чистою, швидше за все, міститиме деякі іонні сполуки. Саме ці іони можуть проводити електрику.

Отримати чисту воду, яка б не пропускала електрику, непросто. Навіть дистильована вода, сконденсована з пари, і деіонізована вода, приготовлена ​​в наукових лабораторіях, можуть містити кілька іонів. Це пов'язано з тим, що вода є відмінним розчинником для мінералів, хімікатів та інших речовин.

Вода, на яку ви розглядаєте, як далеко проходить електрика, швидше за все, не буде чистою. Звичайна водопровідна вода, річкова вода, морська вода тощо не буде чистою. На відміну від гіпотетичної чи важкодоступної чистої води, солона вода набагато краще проводить електрику через вміст у ній солі (NaCl). Це дозволяє іонам текти подібно до того, як течуть електрони, проводячи електрику.

Відстань від точки контакту

Як і слід було очікувати, що ближче ви знаходитесь до точки контакту у воді з джерелом електричного струму, то це буде небезпечніше, а чим далі, тим меншою буде сила струму. Течія може бути досить низькою, щоб не бути такою небезпечною на певній відстані.

Відстань від точки контакту є важливим фактором. Іншими словами, нам потрібно знати, як далеко електрика поширюється у воді, перш ніж струм стане досить слабким, щоб бути в безпеці. Це може бути так само важливо, як знати, наскільки далеко електрика проходить у воді в цілому, поки струм або напруга не стануть зневажливо малими, близькими до нуля або рівними нулю.

Ми можемо розрізняти такі зони навколо вихідної точки, від найближчої до найдальшої зони:

• Зона підвищеної небезпеки – Контакт із водою всередині цієї зони може призвести до смерті.
• Небезпечна зона – Контакт із водою всередині цієї зони може завдати серйозної шкоди.
• Зона помірного ризику – Усередині цієї зони є відчуття, що у воді є течія, але ризики помірні чи низькі.
• Безпечна зона - усередині цієї зони ви знаходитесь досить далеко від джерела струму, щоб електрика могла становити небезпеку.

Хоча ми визначили ці зони, визначити точну відстань між ними непросто. Тут задіяно кілька чинників, тому ми можемо оцінити їх.

Будь обережний! Коли ви знаєте, де знаходиться джерело електрики у воді, ви повинні намагатися триматися від нього якнайдалі і, якщо можете, відключити подачу електрики.

Оцінка ризику та безпечної відстані

Ми можемо оцінити ризик та безпечну відстань на основі наступних дев'яти основних факторів:

• Напруга чи інтенсивність – Чим вище напруга (або інтенсивність блискавки), тим вищий ризик ураження електричним струмом.
• Поширювати – Електрика розсіюється або поширюється у всіх напрямках у воді, в основному на поверхні та поблизу неї.
• глибина – Електрика не йде глибоко у воду. Навіть блискавка поширюється лише на глибину близько 20 футів, перш ніж розвіятись.
• солоність – Чим більше солей у воді, тим більше і ширше вона легко електризуватиметься. Паводки морської води мають високу солоність і низький питомий опір (зазвичай ~ 22 Ом·см порівняно з 420 кОм·см для дощової води).
• Температура – Чим тепліша вода, тим швидше рухаються її молекули. Отже, електричний струм також буде легше поширюватись у теплій воді.
• топографія – Топографія місцевості також може мати значення.
• Шлях – Ризик ураження електричним струмом у воді високий, якщо ваше тіло стає найменшим опором для проходження струму. Ви у відносній безпеці тільки до тих пір, поки навколо вас є інші шляхи з нижчим опором.
• Крапка торкання – Різні частини тіла мають різний опір. Наприклад, рука зазвичай має нижчий питомий опір (~160 Ом·см), ніж тулуб (~415 Ом·см).
• Пристрій вимкнення – Ризик вище, якщо пристрій, що відключає, відсутній або якщо він є і час його реакції перевищує 20 мс.

Розрахунок безпечної відстані

Оцінки безпечної відстані можуть бути зроблені на основі склепінь правил безпечного використання електрики під водою та досліджень у галузі підводної електротехніки.

Без відповідного розчіплювача для контролю змінного струму, якщо струм тіла не більше 10 мА та опір траси тіла 750 Ом, то максимальна безпечна напруга становить 6-7.5В. [1] Значення безпечної відстані у воді залежать від відношення струму пошкодження до максимального безпечного струму тіла (10 мА для змінного струму, 40 мА для постійного струму):

• Якщо змінний струм несправності становить 40 А, безпечна відстань у морській воді становитиме 0.18 м-коду.
• Якщо лінія електропередач обірвана (на сухій землі), ви повинні залишатися на відстані не менше 33 футів (10 метрів), що приблизно дорівнює довжині автобуса. [2] У воді ця відстань буде набагато більшою.
• Якщо тостер впаде у воду, ви не повинні знаходитись ближче 360 футів (110 метрів) від джерела струму. [3]

Як визначити, що вода наелектризована?

Крім питання про те, як далеко електрика поширюється у воді, іншим важливим пов'язаним із цим питанням буде знання того, як визначити, чи наелектризована вода.

Крутий факт: акули здатні виявити різницю всього в 1 вольт за кілька миль від джерела електрики.

Але як ми можемо дізнатися, чи тече взагалі струм?

Якщо вода сильно наелектризована, вам може здатися, що ви побачите в ній іскри та болти. Але це не так. На жаль, ви нічого не побачите, тому ви не можете сказати просто побачивши воду. Без поточного інструменту тестування єдиний спосіб дізнатися про це — відчути його, що може бути небезпечним.

Єдиний інший спосіб дізнатися напевно – перевірити воду протягом.

Якщо у вас вдома є басейн з водою, ви можете використовувати пристрій оповіщення про шок, перш ніж увійти до нього. Прилад спалахує червоним, якщо виявляє електрику у воді. Однак у надзвичайній ситуації краще триматися якнайдалі від джерела.

Погляньте на деякі наші статті нижче.

• Чи використовують нічні вогні багато електроенергії
• Чи може електрика проходити крізь дерево
• Азот проводить електрику

Рекомендації

[1] Імка. Зведення правил безпечного використання електрики під водою. IMCA D 045, R 015. Отримано з https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010 року.

[2] BCHydro. Безпечна відстань від обірваних ліній електропередач. Отримано з https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Реддіт. Яка відстань може пройти електрика водою? Отримано з https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Відео посилання

Звіти Россена: Як виявити паразитну напругу в басейнах, озерах | СЬОГОДНІ