Jak daleko cestuje elektřina ve vodě?

Voda je obecně považována za dobrý vodič elektřiny, protože pokud je uvnitř vody proud a někdo se ho dotkne, může být zasažen elektrickým proudem.

Je třeba poznamenat dvě věci, na kterých může záležet. Jedním z nich je druh vody nebo množství solí a dalších minerálů a druhým vzdálenost od místa elektrického kontaktu. Tento článek vysvětluje obojí, ale zaměřuje se na druhý, aby prozkoumal, jak daleko elektřina cestuje ve vodě.

Kolem bodového zdroje elektřiny ve vodě můžeme rozlišit čtyři zóny (vysoké nebezpečí, nebezpečí, střední riziko, bezpečné). Přesnou vzdálenost od bodového zdroje je však obtížné určit. Závisí na několika faktorech, včetně stresu/intenzity, distribuce, hloubky, slanosti, teploty, topografie a cesty nejmenšího odporu.

Hodnoty bezpečné vzdálenosti ve vodě závisí na poměru poruchového proudu k maximálnímu bezpečnému tělesnému proudu (10 mA pro AC, 40 mA pro DC):

• Pokud je střídavý poruchový proud 40A, bude bezpečná vzdálenost v mořské vodě 0.18m.
• Pokud je elektrické vedení nefunkční (na suché zemi), musíte zůstat ve vzdálenosti alespoň 33 stop (10 metrů), což je přibližně délka autobusu. Ve vodě by tato vzdálenost byla mnohem větší.
• Pokud toustovač spadne do vody, musíte být do 360 stop (110 metrů) od zdroje energie.

Níže se budu podrobněji zabývat.

Proč je důležité vědět

Je důležité vědět, jak daleko může elektřina ve vodě cestovat, protože když je pod vodou elektřina nebo proud, kdokoli ve vodě nebo v kontaktu s vodou je vystaven riziku úrazu elektrickým proudem.

Bylo by užitečné vědět, jaká je nejbezpečnější vzdálenost, abyste se tomuto riziku vyhnuli. Když toto riziko může být přítomno v povodňové situaci, je velmi důležité mít tyto znalosti.

Dalším důvodem, proč vědět, jak daleko se může elektrický proud ve vodě dostat, je elektrický rybolov, kdy se elektřina záměrně vede vodou, aby se ryby ulovily.

Typ vody

Čistá voda je dobrý izolant. Pokud by tam nebyla sůl nebo jiný obsah minerálních látek, riziko úrazu elektrickým proudem by bylo minimální, protože elektřina by se uvnitř čisté vody nemohla dostat daleko. V praxi však i voda, která se zdá být čirá, pravděpodobně obsahuje nějaké iontové sloučeniny. Právě tyto ionty mohou vést elektřinu.

Získat čistou vodu, která by nepropouštěla ​​elektřinu, není jednoduché. I destilovaná voda zkondenzovaná z páry a deionizovaná voda připravená ve vědeckých laboratořích může obsahovat některé ionty. Voda je totiž výborným rozpouštědlem pro různé minerály, chemikálie a další látky.

Voda, u které uvažujete, kam až jde elektřina, s největší pravděpodobností čistá nebude. Obyčejná voda z kohoutku, říční voda, mořská voda atd. nebude čistá. Na rozdíl od hypotetické nebo těžko dostupné čisté vody je slaná voda díky obsahu soli (NaCl) mnohem lepším vodičem elektřiny. To umožňuje proudění iontů, podobně jako proudění elektronů při vedení elektřiny.

Vzdálenost od bodu kontaktu

Jak byste očekávali, čím blíže jste k místu kontaktu ve vodě se zdrojem elektrického proudu, tím to bude nebezpečnější a čím dále, tím menší proud bude. Proud může být dostatečně nízký, aby nebyl v určité vzdálenosti tak nebezpečný.

Důležitým faktorem je vzdálenost od bodu kontaktu. Jinými slovy, potřebujeme vědět, jak daleko se elektřina pohybuje ve vodě, než proud zeslábne natolik, aby byl bezpečný. To může být stejně důležité jako vědět, jak daleko se elektřina pohybuje ve vodě jako celku, dokud není proud nebo napětí zanedbatelné, blízké nebo rovné nule.

Kolem výchozího bodu můžeme rozlišit následující zóny, od nejbližší k nejvzdálenější zóně:

• Vysoce nebezpečná zóna – Kontakt s vodou v této oblasti může být smrtelný.
• Nebezpečná zóna – Kontakt s vodou v této oblasti může způsobit vážné poškození.
• Střední riziková zóna – Uvnitř této zóny existuje pocit, že ve vodě je proud, ale rizika jsou střední nebo nízká.
• Bezpečná zóna – V této zóně jste dostatečně daleko od zdroje energie, aby mohla být elektřina nebezpečná.

Přestože jsme tyto zóny identifikovali, určení přesné vzdálenosti mezi nimi není snadné. Působí zde více faktorů, takže je můžeme pouze odhadovat.

Buď opatrný! Když víte, kde je ve vodě zdroj elektřiny, měli byste se snažit držet se od ní co nejdál a pokud můžete, přívod elektřiny vypnout.

Hodnocení rizik a bezpečné vzdálenosti

Riziko a bezpečnostní vzdálenost můžeme posoudit na základě následujících devíti klíčových faktorů:

• Napětí nebo intenzita – Čím vyšší je napětí (nebo intenzita blesku), tím vyšší je riziko úrazu elektrickým proudem.
• Distribuovat – Elektřina se ve vodě rozptyluje nebo šíří všemi směry, hlavně na povrchu a v jeho blízkosti.
• hloubka „Elektřina nejde hluboko do vody. Dokonce i blesk cestuje pouze do hloubky asi 20 stop, než se rozplyne.
• slanost - Čím více solí ve vodě, tím více a širší bude snadno elektrizovat. Záplavy mořské vody mají vysokou slanost a nízký odpor (typicky ~22 ohmcm ve srovnání s 420 k ohmcm u dešťové vody).
• teplota Čím je voda teplejší, tím rychleji se její molekuly pohybují. Elektrický proud se tedy bude také snadněji šířit v teplé vodě.
• Topografie – Na topografii oblasti může také záležet.
• Cesta – Riziko úrazu elektrickým proudem ve vodě je vysoké, pokud se vaše tělo stane cestou nejmenšího odporu pro proudění proudu. Relativně v bezpečí jste jen tak dlouho, dokud jsou kolem vás jiné cesty s nižším odporem.
• dotykový bod – Různé části těla mají různý odpor. Například rameno má obvykle nižší měrný odpor (~160 ohmcm) než trup (~415 ohmcm).
• Odpojte zařízení – Riziko je vyšší, pokud není k dispozici žádné odpojovací zařízení nebo pokud existuje a jeho reakční doba přesahuje 20 ms.

Výpočet bezpečné vzdálenosti

Odhady bezpečné vzdálenosti lze provést na základě zásad bezpečného používání elektřiny pod vodou a výzkumu v oblasti podvodní elektrotechniky.

Bez vhodné spouště pro ovládání střídavého proudu, pokud proud těla není větší než 10 mA a odpor těla je 750 ohmů, pak je maximální bezpečné napětí 6-7.5 V. [1] Hodnoty bezpečné vzdálenosti ve vodě závisí na poměru poruchového proudu k maximálnímu bezpečnému tělesnému proudu (10 mA pro AC, 40 mA pro DC):

• Pokud je střídavý poruchový proud 40A, bude bezpečná vzdálenost v mořské vodě 0.18m.
• Pokud je elektrické vedení nefunkční (na suché zemi), musíte zůstat ve vzdálenosti alespoň 33 stop (10 metrů), což je přibližně délka autobusu. [2] Ve vodě bude tato vzdálenost mnohem delší.
• Pokud toustovač spadne do vody, musíte být do 360 stop (110 metrů) od zdroje energie. [3]

Jak poznáte, že je voda elektrifikovaná?

Kromě otázky, jak daleko elektřina cestuje ve vodě, by další důležitou související otázkou bylo vědět, jak zjistit, zda je voda elektrifikovaná.

cool fakt: Žraloci dokážou detekovat rozdíl pouhých 1 voltu několik kilometrů od zdroje elektřiny.

Jak ale můžeme vědět, zda proud vůbec teče?

Pokud je voda vysoce elektrifikovaná, můžete si myslet, že v ní uvidíte jiskry a blesky. Ale není. Bohužel nic neuvidíte, takže to nepoznáte jen podle toho, že vidíte vodu. Bez současného testovacího nástroje je jediným způsobem, jak to zjistit, získat pocit, což může být nebezpečné.

Jediný další způsob, jak to zjistit s jistotou, je otestovat vodu na proud.

Pokud máte doma bazén s vodou, můžete před vstupem do něj použít výstražné zařízení otřesu. Zařízení se rozsvítí červeně, pokud detekuje elektřinu ve vodě. V případě nouze je však nejlepší držet se od zdroje co nejdále.

Podívejte se na některé z našich článků níže.

• Spotřebovávají noční světla hodně elektřiny
• Může elektřina projít dřevem
• Dusík vede elektřinu

Doporučení

[1] YMCA. Soubor pravidel pro bezpečné používání elektřiny pod vodou. IMCA D 045, R 015. Převzato z https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Bezpečná vzdálenost od přerušeného elektrického vedení. Převzato z https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Jak daleko může proudit elektřina ve vodě? Převzato z https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Odkazy na videa

Rossen Reports: Jak zjistit bludné napětí v bazénech, jezerech | DNES