Jak daleko pokonuje prąd elektryczny w wodzie?

Woda jest ogólnie uważana za dobry przewodnik elektryczności, ponieważ jeśli w wodzie płynie prąd i ktoś jej dotknie, może zostać porażony prądem.

Warto zwrócić uwagę na dwie rzeczy, które mogą mieć znaczenie. Jednym z nich jest rodzaj wody lub ilość soli i innych minerałów, a drugim odległość od punktu styku elektrycznego. W tym artykule wyjaśniono oba, ale skupiono się na drugim, aby zbadać, jak daleko elektryczność przemieszcza się w wodzie.

Możemy wyróżnić cztery strefy wokół punktowego źródła prądu w wodzie (wysokie ryzyko, niebezpieczeństwo, umiarkowane ryzyko, bezpieczne). Jednak dokładna odległość od źródła punktowego jest trudna do określenia. Zależą one od kilku czynników, w tym naprężenia/intensywności, rozmieszczenia, głębokości, zasolenia, temperatury, topografii i ścieżki najmniejszego oporu.

Wartości odległości bezpieczeństwa w wodzie zależą od stosunku prądu zwarciowego do maksymalnego bezpiecznego prądu ciała (10 mA dla AC, 40 mA dla DC):

• Jeśli prąd zwarciowy AC wynosi 40 A, bezpieczna odległość w wodzie morskiej wyniesie 0.18 m.
• Jeśli linia energetyczna jest odcięta (na suchym gruncie), należy zachować odległość co najmniej 33 stóp (10 metrów), czyli mniej więcej długość autobusu. W wodzie odległość ta byłaby znacznie większa.
• Jeśli toster wpadnie do wody, musisz znajdować się w odległości nie większej niż 360 metrów od źródła zasilania.

Poniżej omówię bardziej szczegółowo.

Dlaczego warto wiedzieć

Ważne jest, aby wiedzieć, jak daleko elektryczność może dotrzeć w wodzie, ponieważ gdy pod wodą jest prąd lub prąd, każdy, kto znajduje się w wodzie lub ma kontakt z wodą, jest narażony na porażenie prądem.

Dobrze byłoby wiedzieć, jaka jest najbezpieczniejsza odległość, aby uniknąć tego ryzyka. Kiedy to ryzyko może wystąpić w sytuacji powodzi, posiadanie tej wiedzy jest bardzo ważne.

Innym powodem, aby wiedzieć, jak daleko prąd elektryczny może podróżować w wodzie, jest wędkarstwo elektryczne, w którym energia elektryczna jest celowo przepuszczana przez wodę w celu połowu ryb.

Rodzaj wody

Czysta woda jest dobrym izolatorem. Gdyby nie było soli ani innych składników mineralnych, ryzyko porażenia prądem byłoby minimalne, ponieważ elektryczność nie mogłaby przemieszczać się daleko w czystej wodzie. W praktyce jednak nawet woda, która wydaje się przezroczysta, może zawierać pewne związki jonowe. To właśnie te jony mogą przewodzić prąd.

Uzyskanie czystej wody, która nie przepuszczałaby prądu, nie jest łatwe. Nawet woda destylowana skroplona z pary wodnej i woda dejonizowana przygotowana w laboratoriach naukowych może zawierać pewne jony. Dzieje się tak, ponieważ woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem dla różnych minerałów, chemikaliów i innych substancji.

Woda, dla której zastanawiasz się, jak daleko sięga prąd, najprawdopodobniej nie będzie czysta. Zwykła woda z kranu, rzeka, woda morska itp. nie będzie czysta. W przeciwieństwie do hipotetycznej lub trudnej do znalezienia czystej wody, słona woda jest znacznie lepszym przewodnikiem elektryczności ze względu na zawartość soli (NaCl). Pozwala to jonom płynąć w taki sam sposób, w jaki płyną elektrony podczas przewodzenia elektryczności.

Odległość od punktu kontaktu

Jak można się spodziewać, im bliżej miejsca kontaktu w wodzie ze źródłem prądu elektrycznego, tym bardziej będzie to niebezpieczne, a im dalej, tym mniejszy będzie prąd. Prąd może być na tyle niski, że nie będzie tak niebezpieczny z pewnej odległości.

Ważnym czynnikiem jest odległość od punktu styku. Innymi słowy, musimy wiedzieć, jak daleko prąd elektryczny przemieszcza się w wodzie, zanim prąd stanie się wystarczająco słaby, aby był bezpieczny. Może to być równie ważne, jak wiedza o tym, jak daleko elektryczność przemieszcza się w wodzie jako całości, dopóki prąd lub napięcie nie będą nieistotne, bliskie zeru lub równe zeru.

Możemy wyróżnić następujące strefy wokół punktu startowego, od najbliższej do najdalszej strefy:

• Strefa wysokiego zagrożenia – Kontakt z wodą wewnątrz tego obszaru może być śmiertelny.
• Strefa niebezpieczna – Kontakt z wodą wewnątrz tego obszaru może spowodować poważne obrażenia.
• Strefa umiarkowanego ryzyka – Wewnątrz tej strefy czuje się prąd w wodzie, ale ryzyko jest umiarkowane lub niskie.
• Strefa bezpieczeństwa — wewnątrz tej strefy znajdujesz się na tyle daleko od źródła zasilania, że ​​elektryczność może być niebezpieczna.

Chociaż zidentyfikowaliśmy te strefy, określenie dokładnej odległości między nimi nie jest łatwe. Składa się na to kilka czynników, więc możemy je tylko oszacować.

Bądź ostrożny! Kiedy wiesz, gdzie w wodzie znajduje się źródło prądu, staraj się trzymać jak najdalej od niego i, jeśli to możliwe, wyłącz dopływ prądu.

Ocena ryzyka i bezpiecznej odległości

Możemy ocenić ryzyko i bezpieczną odległość na podstawie następujących dziewięciu kluczowych czynników:

• Napięcie lub intensywność – Im wyższe napięcie (lub intensywność wyładowania atmosferycznego), tym większe ryzyko porażenia prądem.
• Rozprowadzać – Energia elektryczna rozprasza się lub rozchodzi we wszystkich kierunkach w wodzie, głównie na powierzchni iw jej pobliżu.
• głębokość „Prąd elektryczny nie dostaje się głęboko do wody. Nawet błyskawica wędruje tylko na głębokość około 20 stóp, zanim się rozproszy.
• zasolenie - Im więcej soli w wodzie, tym bardziej i szerzej będzie się łatwo naelektryzować. Powodzie morskie charakteryzują się wysokim zasoleniem i niską rezystywnością (zwykle ~22 omów w porównaniu do 420 omów w przypadku wody deszczowej).
• temperatura Im cieplejsza woda, tym szybciej poruszają się jej cząsteczki. Dlatego też prąd elektryczny będzie łatwiej rozprzestrzeniać się w ciepłej wodzie.
• Topografia – Nie bez znaczenia może być też topografia terenu.
• ścieżka – Ryzyko porażenia prądem w wodzie jest wysokie, jeśli Twoje ciało znajdzie się na drodze najmniejszego oporu dla przepływu prądu. Jesteś względnie bezpieczny tylko wtedy, gdy wokół ciebie są inne ścieżki o niższym oporze.
• punkt dotknięcia – Różne części ciała mają różny opór. Na przykład ramię ma zwykle niższy opór właściwy (~160 omów na cm) niż tułów (~415 omów na cm).
• Odłącz urządzenie – Ryzyko jest większe, jeśli nie ma urządzenia odłączającego lub jest ono dostępne, a jego czas reakcji przekracza 20 ms.

Obliczanie odległości bezpieczeństwa

Oszacowania bezpiecznej odległości można dokonać na podstawie kodeksów postępowania dotyczących bezpiecznego korzystania z energii elektrycznej pod wodą oraz badań w dziedzinie elektrotechniki podwodnej.

Bez odpowiedniego wyzwalacza do sterowania prądem zmiennym, jeśli prąd ciała nie przekracza 10 mA, a rezystancja śladowa ciała wynosi 750 omów, to maksymalne bezpieczne napięcie wynosi 6-7.5 V. [1] Wartości odległości bezpieczeństwa w wodzie zależą od stosunku prądu zwarciowego do maksymalnego bezpiecznego prądu ciała (10 mA dla AC, 40 mA dla DC):

• Jeśli prąd zwarciowy AC wynosi 40 A, bezpieczna odległość w wodzie morskiej wyniesie 0.18 m.
• Jeśli linia energetyczna jest odcięta (na suchym gruncie), należy zachować odległość co najmniej 33 stóp (10 metrów), czyli mniej więcej długość autobusu. [2] W wodzie odległość ta będzie znacznie większa.
• Jeśli toster wpadnie do wody, musisz znajdować się w odległości nie większej niż 360 metrów od źródła zasilania. [110]

Jak rozpoznać, że woda jest naelektryzowana?

Poza pytaniem, jak daleko elektryczność przemieszcza się w wodzie, innym ważnym powiązanym pytaniem byłaby wiedza, jak stwierdzić, czy woda jest naelektryzowana.

fajny fakt: Rekiny mogą wykryć różnicę zaledwie 1 wolta kilka kilometrów od źródła energii elektrycznej.

Ale skąd możemy wiedzieć, czy prąd w ogóle płynie?

Jeśli woda jest silnie naelektryzowana, możesz pomyśleć, że zobaczysz w niej iskry i pioruny. Ale nie jest. Niestety nic nie zobaczysz, więc nie możesz tego stwierdzić po prostu widząc wodę. Bez aktualnego narzędzia do testowania jedynym sposobem na poznanie jest wyczucie go, co może być niebezpieczne.

Jedynym innym sposobem, aby wiedzieć na pewno, jest przetestowanie wody pod kątem prądu.

Jeśli masz w domu basen z wodą, przed wejściem do niego możesz skorzystać z urządzenia ostrzegającego o wstrząsach. Urządzenie zaświeci się na czerwono, jeśli wykryje prąd elektryczny w wodzie. Jednak w nagłych przypadkach najlepiej trzymać się jak najdalej od źródła.

Spójrz na niektóre z naszych artykułów poniżej.

• Czy lampki nocne zużywają dużo energii elektrycznej
• Czy elektryczność może przejść przez drewno
• Azot przewodzi prąd

zalecenia

[1] YMCA. Zbiór zasad bezpiecznego korzystania z energii elektrycznej pod wodą. IMCA D 045, R 015. Pobrane z https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Bezpieczna odległość od zerwanych linii energetycznych. Pobrane z https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Jak daleko elektryczność może podróżować w wodzie? Pobrane z https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Linki wideo

Raporty Rossena: Jak wykryć napięcie błądzące w basenach, jeziorach | DZISIAJ