Koliko daleko struja putuje u vodi?

Općenito se smatra da je voda dobar provodnik struje jer ako postoji struja unutar vode i neko je dodirne, može doći do strujnog udara.

Treba napomenuti dvije stvari koje mogu biti važne. Jedna od njih je vrsta vode ili količina soli i drugih minerala, a druga je udaljenost od tačke električnog kontakta. Ovaj članak objašnjava oba, ali se fokusira na drugi kako bi istražio koliko daleko struja putuje u vodi.

Možemo razlikovati četiri zone oko tačkastog izvora električne energije u vodi (visoka opasnost, opasnost, umjerena opasnost, sigurna). Međutim, teško je odrediti tačnu udaljenost od tačkastog izvora. Oni zavise od nekoliko faktora, uključujući napon/intenzitet, distribuciju, dubinu, salinitet, temperaturu, topografiju i put najmanjeg otpora.

Vrijednosti sigurnosne udaljenosti u vodi zavise od omjera struje kvara i maksimalne sigurne tjelesne struje (10 mA za AC, 40 mA za DC):

• Ako je AC struja kvara 40A, sigurnosna udaljenost u morskoj vodi bit će 0.18m.
• Ako je dalekovod isključen (na suhom tlu), morate ostati najmanje 33 stope (10 metara) dalje, što je otprilike dužina autobusa. U vodi bi ova udaljenost bila mnogo veća.
• Ako toster padne u vodu, morate biti unutar 360 stopa (110 metara) od izvora napajanja.

U nastavku ću detaljnije.

Zašto je važno znati

Važno je znati koliko daleko električna energija može putovati u vodi, jer kada je pod vodom ili struja, svako ko je ili je u kontaktu s vodom izložen je riziku od strujnog udara.

Bilo bi korisno znati koja je najsigurnija udaljenost da se izbjegne ovaj rizik. Kada ovaj rizik može biti prisutan u situaciji poplave, vrlo je važno imati ovo znanje.

Drugi razlog da se zna koliko daleko električna struja može putovati u vodi je električni ribolov, gdje se električna energija namjerno propušta kroz vodu kako bi se uhvatila riba.

Vrsta vode

Čista voda je dobar izolator. Da nema soli ili drugih minerala, rizik od strujnog udara bio bi minimalan jer struja ne bi mogla daleko putovati unutar bistre vode. U praksi, međutim, čak i voda koja izgleda bistra vjerovatno sadrži neke jonske spojeve. Upravo ti joni mogu provoditi električnu energiju.

Nije lako doći do čiste vode koja ne bi propuštala struju. Čak i destilovana voda kondenzovana iz pare i dejonizovane vode pripremljene u naučnim laboratorijama može sadržati neke jone. To je zato što je voda odličan rastvarač za razne minerale, hemikalije i druge supstance.

Voda za koju razmišljate dokle ide struja najvjerovatnije neće biti čista. Obična voda iz slavine, riječna voda, morska voda itd. neće biti čista. Za razliku od hipotetičke ili teško dostupne čiste vode, slana voda je mnogo bolji provodnik struje zbog sadržaja soli (NaCl). Ovo omogućava da joni teku na isti način na koji teku elektroni kada provode električnu energiju.

Udaljenost od tačke kontakta

Kao što biste i očekivali, što ste bliže tački kontakta u vodi sa izvorom električne struje, to će biti opasnije, a što dalje, to će biti manja struja. Struja može biti dovoljno niska da ne bude toliko opasna na određenoj udaljenosti.

Udaljenost od tačke kontakta je važan faktor. Drugim riječima, moramo znati koliko daleko struja putuje u vodi prije nego što struja oslabi dovoljno da bude sigurna. Ovo može biti jednako važno kao i znati koliko daleko električna energija putuje u vodi kao cjelini sve dok struja ili napon ne postanu zanemarljivi, blizu ili jednaki nuli.

Možemo razlikovati sljedeće zone oko početne tačke, od najbliže do najudaljenije zone:

• Zona visoke opasnosti – Kontakt s vodom unutar ovog područja može biti smrtonosan.
• Opasna zona – Kontakt s vodom unutar ovog područja može uzrokovati ozbiljnu štetu.
• Zona umjerenog rizika – Unutar ove zone postoji osjećaj da u vodi postoji struja, ali su rizici umjereni ili mali.
• Sigurna zona - Unutar ove zone, dovoljno ste udaljeni od izvora napajanja da bi struja mogla biti opasna.

Iako smo identifikovali ove zone, određivanje tačne udaljenosti između njih nije lako. Ovdje je uključeno nekoliko faktora, pa ih možemo samo procijeniti.

Budi pazljiv! Kada znate gdje se u vodi nalazi izvor struje, pokušajte se držati što dalje od njega i, ako možete, isključiti dovod struje.

Procjena rizika i sigurnosne udaljenosti

Možemo procijeniti rizik i sigurnosnu udaljenost na osnovu sljedećih devet ključnih faktora:

• Napetost ili intenzitet – Što je veći napon (ili jačina munje), veći je rizik od strujnog udara.
• Distribuirajte – Električna energija se raspršuje ili širi u svim smjerovima u vodi, uglavnom na površini i blizu nje.
• dubina “Struja ne ide duboko u vodu. Čak i munja putuje samo do dubine od oko 20 stopa prije nego što se rasprši.
• salinitet - Što je više soli u vodi, to će se više i šire lako naelektrizirati. Poplave morske vode imaju visok salinitet i nisku otpornost (obično ~22 ohmcm u poređenju sa 420k ohmcm za kišnicu).
• Temperatura Što je voda toplija, njeni molekuli se brže kreću. Stoga će se električna struja lakše širiti u toploj vodi.
• Topografija – Topografija područja takođe može biti važna.
• put – Rizik od strujnog udara u vodi je visok ako vaše tijelo postane put najmanjeg otpora da struja teče. Vi ste relativno sigurni samo dok postoje drugi putevi nižeg otpora oko vas.
• tačka dodira – Različiti dijelovi tijela imaju različit otpor. Na primjer, ruka obično ima nižu otpornost (~160 ohmcm) od trupa (~415 ohmcm).
• Isključite uređaj – Rizik je veći ako nema uređaja za isključivanje ili ako ga ima, a njegovo vrijeme reakcije prelazi 20 ms.

Proračun sigurnosne udaljenosti

Procjene sigurne udaljenosti mogu se napraviti na osnovu kodeksa prakse za sigurnu upotrebu električne energije pod vodom i istraživanja u podvodnoj elektrotehnici.

Bez odgovarajućeg okidača za kontrolu naizmjenične struje, ako struja tijela nije veća od 10 mA i otpor tijela je 750 ohma, tada je maksimalni siguran napon 6-7.5 V. [1] Vrijednosti sigurnosne udaljenosti u vodi zavise od omjera struje kvara i maksimalne sigurne tjelesne struje (10 mA za AC, 40 mA za DC):

• Ako je AC struja kvara 40A, sigurnosna udaljenost u morskoj vodi bit će 0.18m.
• Ako je dalekovod isključen (na suhom tlu), morate ostati najmanje 33 stope (10 metara) dalje, što je otprilike dužina autobusa. [2] U vodi će ova udaljenost biti mnogo veća.
• Ako toster padne u vodu, morate biti unutar 360 stopa (110 metara) od izvora napajanja. [3]

Kako možete reći da li je voda elektrificirana?

Osim pitanja koliko daleko struja putuje u vodi, još jedno važno povezano pitanje bi bilo znati kako odrediti da li je voda elektrificirana.

cool fact: Morski psi mogu otkriti razliku od samo 1 volta nekoliko milja od izvora električne energije.

Ali kako možemo znati da li struja uopće teče?

Ako je voda jako naelektrizirana, možda mislite da ćete u njoj vidjeti iskre i vijke. Ali nije. Nažalost, nećete ništa vidjeti, tako da ne možete reći samo ako vidite vodu. Bez trenutnog alata za testiranje, jedini način da saznate je da ga osjetite, što može biti opasno.

Jedini drugi način da budete sigurni je da testirate vodu na struju.

Ako kod kuće imate bazen s vodom, možete koristiti uređaj za uzbunu prije ulaska u njega. Uređaj svijetli crveno ako detektuje struju u vodi. Međutim, u hitnim slučajevima, najbolje je ostati što dalje od izvora.

U nastavku pogledajte neke od naših članaka.

• Da li noćna svjetla troše puno električne energije
• Može li struja proći kroz drvo
• Azot provodi električnu energiju

preporuke

[1] YMCA. Skup pravila za sigurno korištenje električne energije pod vodom. IMCA D 045, R 015. Preuzeto sa https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Sigurna udaljenost od pokvarenih dalekovoda. Preuzeto sa https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Koliko daleko struja može putovati u vodi? Preuzeto sa https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Video linkovi

Rossen izvještava: Kako uočiti zalutali napon u bazenima, jezerima | DANAS