Hversu langt berst rafmagn í vatni?

Vatn er almennt talið vera góður rafleiðari vegna þess að ef það er straumur inni í vatninu og einhver snertir það getur hann fengið raflost.

Það er tvennt sem gæti skipt máli. Annar þeirra er tegund vatns eða magn salta og annarra steinefna, og annað er fjarlægðin frá rafsnertipunkti. Þessi grein útskýrir hvort tveggja en einbeitir sér að þeirri seinni til að kanna hversu langt rafmagn fer í vatni.

Við getum greint fjögur svæði í kringum punkt raforkugjafa í vatni (mikil hætta, hætta, miðlungs hætta, örugg). Hins vegar er erfitt að ákvarða nákvæma fjarlægð frá punktupptökum. Þau eru háð nokkrum þáttum, þar á meðal streitu/styrkleika, dreifingu, dýpt, seltu, hitastigi, landslagi og leið minnstu viðnáms.

Gildi öryggisfjarlægðar í vatni fer eftir hlutfalli bilunarstraums og hámarks öruggs líkamsstraums (10 mA fyrir AC, 40 mA fyrir DC):

• Ef AC bilunarstraumurinn er 40A verður öryggisfjarlægðin í sjó 0.18m.
• Ef rafmagnslínan er niðri (á þurru jörðu) verður þú að vera að minnsta kosti 33 fet (10 metra) í burtu, sem er um það bil lengd strætó. Í vatni væri þessi fjarlægð mun meiri.
• Ef brauðristin dettur í vatn verður þú að vera innan við 360 fet (110 metra) frá aflgjafanum.

Ég mun fara nánar út í það hér að neðan.

Hvers vegna er mikilvægt að vita

Mikilvægt er að vita hversu langt rafmagn getur borist í vatni því þegar rafmagn eða straumur er neðansjávar er hætta á raflosti hver sem er í eða í snertingu við vatnið.

Það væri gagnlegt að vita hver er öruggasta fjarlægðin til að forðast þessa áhættu. Þegar þessi hætta getur verið til staðar í flóðaástandi er mjög mikilvægt að hafa þessa þekkingu.

Önnur ástæða til að vita hversu langt rafstraumur getur borist í vatni er rafveiðar, þar sem rafmagn er vísvitandi leitt í gegnum vatnið til að veiða fisk.

Vatnsgerð

Hreint vatn er góður einangrunarefni. Ef salt eða önnur steinefnainnihald væri ekki til staðar væri hættan á raflosti lítil þar sem rafmagn gæti ekki borist langt inni í tæru vatni. Í reynd er þó líklegt að jafnvel vatn sem virðist tært innihaldi einhver jónasambönd. Það eru þessar jónir sem geta leitt rafmagn.

Það er ekki auðvelt að fá hreint vatn sem hleypir ekki rafmagni í gegn. Jafnvel eimað vatn sem þéttist úr gufu og afjónuðu vatni sem búið er til á vísindarannsóknarstofum getur innihaldið nokkrar jónir. Þetta er vegna þess að vatn er frábær leysir fyrir ýmis steinefni, efni og önnur efni.

Vatnið sem þú ert að íhuga hversu langt rafmagnið nær mun líklegast ekki vera hreint. Venjulegt kranavatn, árvatn, sjór o.s.frv. verður ekki hreint. Ólíkt ímynduðu eða erfitt að finna hreint vatn, er saltvatn mun betri rafleiðari vegna saltinnihalds (NaCl). Þetta gerir jónunum kleift að flæða, líkt og rafeindir flæða þegar þeir leiða rafmagn.

Fjarlægð frá tengilið

Eins og þú mátt búast við, því nær sem þú ert snertipunkti í vatni með rafstraumsgjafa, því hættulegri verður hann og því lengra í burtu, því minni straumur verður. Straumurinn gæti verið nógu lítill til að vera ekki svo hættulegur í ákveðinni fjarlægð.

Fjarlægðin frá snertistað er mikilvægur þáttur. Með öðrum orðum, við þurfum að vita hversu langt rafmagnið fer í vatninu áður en straumurinn verður nógu veikur til að vera öruggur. Þetta getur verið jafn mikilvægt og að vita hversu langt rafmagn fer í vatninu í heild þar til straumur eða spenna er hverfandi, nálægt eða jafnt núlli.

Við getum greint eftirfarandi svæði í kringum upphafspunktinn, frá næsta til lengsta svæði:

• Hátt hættusvæði – Snerting við vatn á þessu svæði getur verið banvæn.
• Hættulegt svæði – Snerting við vatn á þessu svæði getur valdið alvarlegum skaða.
• Miðlungs áhættusvæði – Innan þessa svæðis er tilfinning um að það sé straumur í vatninu, en áhættan er í meðallagi eða lítil.
• Öruggt svæði - Innan þessa svæðis ertu nógu langt frá aflgjafanum til að rafmagnið gæti verið hættulegt.

Þó að við höfum greint þessi svæði er ekki auðvelt að ákvarða nákvæma fjarlægð á milli þeirra. Það eru nokkrir þættir sem koma til greina hér, svo við getum aðeins metið þá.

Farðu varlega! Þegar þú veist hvar rafmagnsuppspretta er í vatninu ættirðu að reyna að halda þér eins langt frá því og hægt er og, ef þú getur, slökkva á rafmagninu.

Áhættu- og öryggisfjarlægðarmat

Við getum metið áhættu og öryggisfjarlægð út frá eftirfarandi níu lykilþáttum:

• Spenna eða styrkleiki – Því meiri spenna (eða eldingarstyrkur), því meiri hætta er á raflosti.
• Dreifa – Rafmagn dreifist eða breiðist út í allar áttir í vatni, aðallega við og nálægt yfirborði.
• dýpt „Rafmagn fer ekki djúpt í vatnið. Jafnvel eldingar fara aðeins á um það bil 20 feta dýpi áður en þær hverfa.
• seltu - Því fleiri sölt sem eru í vatninu, því meira og breiðara verður það auðveldlega rafmagnað. Sjávarflóð hafa mikla seltu og lágt viðnám (venjulega ~22 ohmcm samanborið við 420k ohmcm fyrir regnvatn).
• Hitastig Því heitara sem vatnið er, því hraðar hreyfast sameindir þess. Þess vegna verður einnig auðveldara að dreifa rafstraumnum í heitu vatni.
• Landafræði – Landslag svæðisins getur líka skipt máli.
• Path – Hættan á raflosti í vatni er mikil ef líkaminn verður minnstur viðnámsbraut fyrir strauminn. Þú ert aðeins tiltölulega öruggur svo framarlega sem það eru aðrar leiðir með lægri mótstöðu í kringum þig.
• snertipunktur - Mismunandi líkamshlutar hafa mismunandi viðnám. Til dæmis hefur handleggurinn venjulega lægri viðnám (~160 ohmcm) en bolurinn (~415 ohmcm).
• Aftengdu tæki – Hættan er meiri ef það er ekkert aftengingartæki eða ef það er til og viðbragðstími þess fer yfir 20 ms.

Útreikningur á öryggisfjarlægð

Áætlanir um örugga fjarlægð má byggja á starfsreglum um örugga notkun rafmagns neðansjávar og rannsóknum í neðansjávar rafmagnsverkfræði.

Án viðeigandi losunar til að stjórna AC straumnum, ef líkamsstraumurinn er ekki meira en 10 mA og viðnám líkamans er 750 ohm, þá er hámarks örugg spenna 6-7.5V. [1] Gildi öryggisfjarlægðar í vatni fer eftir hlutfalli bilunarstraums og hámarks öruggs líkamsstraums (10 mA fyrir AC, 40 mA fyrir DC):

• Ef AC bilunarstraumurinn er 40A verður öryggisfjarlægðin í sjó 0.18m.
• Ef rafmagnslínan er niðri (á þurru landi) verður þú að vera að minnsta kosti 33 fet (10 metra) í burtu, sem er um það bil lengd strætó. [2] Í vatni verður þessi fjarlægð mun lengri.
• Ef brauðristin dettur í vatn verður þú að vera innan við 360 fet (110 metra) frá aflgjafanum. [3]

Hvernig geturðu séð hvort vatn sé rafmagnað?

Fyrir utan spurninguna um hversu langt raforka berst í vatni, væri önnur mikilvæg tengd spurning að vita hvernig á að segja til um hvort vatn sé rafmagnað.

flott staðreynd: Hákarlar geta greint allt að 1 volta mun nokkra kílómetra frá raforku.

En hvernig getum við vitað hvort straumur flæðir yfirleitt?

Ef vatnið er mjög rafmagnað gætirðu haldið að þú sjáir neista og bolta í því. En það er það ekki. Því miður muntu ekki sjá neitt, svo þú getur ekki sagt það bara með því að sjá vatnið. Án núverandi prófunartækis er eina leiðin til að vita að fá tilfinningu fyrir því, sem getur verið hættulegt.

Eina önnur leiðin til að vita með vissu er að prófa vatnið fyrir straumi.

Ef þú ert með vatnslaug heima geturðu notað höggviðvörunarbúnaðinn áður en þú ferð inn í hann. Tækið logar rautt ef það skynjar rafmagn í vatninu. Hins vegar, í neyðartilvikum, er best að halda sig eins langt frá upptökum og mögulegt er.

Skoðaðu nokkrar af greinunum okkar hér að neðan.

• Nota næturljós mikið rafmagn
• Getur rafmagn farið í gegnum við
• Nitur leiðir rafmagn

Tillögur

[1] KFUM. Reglur um örugga notkun rafmagns undir vatni. IMCA D 045, R 015. Sótt af https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Örugg fjarlægð frá slitnum raflínum. Sótt af https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Hversu langt getur rafmagn borist í vatni? Sótt af https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Vídeótenglar

Rossen skýrslur: Hvernig á að koma auga á streytuspennu í laugum, vötnum | Í DAG