碰到高压电线倒地时千万别跑,标准救命姿势居然这么搞笑

  撰文 七君

  高压电线很危险,没事儿不要碰,有事儿也不要碰,这算是常识了。可是如果高压电线掉在了附近地面上,此时你应该怎么做?

  记住四个字:绝对别跑。此时只有一种行走姿势能让你保命。今天我们就来学习一下万一身旁出现了接地高压电线时的正确操作。

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  错误示范。图片来源:Elektroschutz in 132 Bildern

  高压电和我们的日常生活以及工业生产息息相关,可以说是人类社会的“血液”了。

  供电站和变电站之间是用6万-50万伏的输电线传输的。在变电站,高压电的电压会被降低,然后运输到千家万户。一般来说,街道上高压电线的电压在4-25千伏之间。

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  这种H形的输电线是比较老的输电系统,在老旧小区里比较多,高处的输电线电压高,最下方的是通讯线路。图片来源:hsseworld

  高压电线的危险性不言而喻。一旦触电,电流通过人体时产生的热量会灼伤脏器,而电流也可能导致心脏骤停。但许多人不知道的是,高压电线附近有一个“结界”,那个“结界”内其实也很危险。

  当高压电线直接或间接接触大地时,接触点的电势(你可以简单地理解为电压)就像水波一样向四周晕开,越靠近接触点的电势越高,也就越危险。这种电势沿着接触点向四周呈涟漪状扩散和减弱的形态叫做地电位升高(earth potential rise),它相当于把高压电线的危害范围扩大了。

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  电线直接接触地面时的地电位升高。图片来源:Western power

  这个高电压区形成的“结界”范围有多大呢?

  如果一根6万伏的高压电线掉到了地面上,那么以接触点为圆心,半径为10米的圆形范围内都和高压电线一样危险。不想触电的话,要和接触点保持至少10米的距离才行。如果是更高压的高压电线,那么这个圆的范围就更大了。

  当然了,如果在这个区域内放着任何能导电的东西(比如树枝),那么它也会变得和高压电线一样危险,能对人体产生电击。

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  变电站附近的地电位升高。图片来源:wikipedia

  在电气工程学领域,地电位升高的危害早已尽人皆知,许多国际组织都有地电位升高的防护标准,如电气电子工程师学会(IEEE)的相关标准是IEEE Std. 80-2000。美国职业安全卫生署(OSHA)也将地电位升高归为“已知的灾害(known hazard)”,并提出了相应的管理和处置条例。

  所以,万一附近真的掉下来一根高压电线,此时应该怎么做呢?

  再次强调一下,此时千万不要跑,跑就是死。按照美国职业安全卫生署的规定,此时正确的做法只有两个:非必要最好原地不动,如果必须要离开,那要走“艺妓步”,也就是两腿互相擦着小步走,每次移动几厘米,并且双脚不能离开地面。

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  在地电位升高区域内的移动方法:艺妓步。图片来源:SCGA

  这是为什么呢?中学物理知识告诉我们,电流是电势差导致的。因为如果人体两点之间存在电势差,那么人就会过电。

  在电力安全生产领域,两步之间的电势差叫做跨步电势(step potential)。在地电位升高区域内,显然步子迈得越大,跨步电势越大,越容易被电劈。

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  跨步电势。图片来源:SCGA

  设想一下,一个人的一条腿踩在6万伏高压电和大地的接触点上,另一条腿迈在10米之外,他两个脚之间的电势差达到了6万伏,皮卡丘爆击是避免不了的,除非你是小智,否则不要尝试。

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  反过来,减少跨步电势就能减小“皮卡皮卡”的可能性,这也是“艺妓步”的原理:让双足始终保持接触,擦着腿移动,就可以减少双足间的电势差。

  除了跨步电势,另外一种危险叫做接触电势(touch potential),它指的是人站在低电势的大地上,同时身体某处接触了高电势的物体,比如碰到了连接着高压电线的挖掘机。当然,此时电流就会从高电势处通过你的脚流向低电势的大地。

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  接触电势。图片来源:SCGA

  接触电势的原理听起来很简单,可是如果真的遇到了这样的情况,应该怎么处理呢,比如你坐在一辆和高压电线接触的车子里的时候?

  这就是第二个重要建议了。

  此时,最关键的自救措施就是不要尝试离开车子。因为只要你还呆在车里,身体没有和低电势的大地接触,电流就不会产生,你就是安全的。

  美国职业安全卫生署建议,如果你必须要弃车逃生,那么最佳姿势就是双足合并,双手紧靠身体,同时像尺蠖一样弹离车子。这么做的目的是为了让你在离开汽车时不会同时接触大地。

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  逃离通电汽车的正确姿势:尺蠖弹。图片来源:SCGA

  当然了,离开汽车后,就要用之前学的艺妓步了。

  说到这里,你可能会认为,只要高压电线接触地面就是危险的,但其实会发生这样的事情是因为人为的设置:大部分高压输电线的零线是接地的,也就是和大地联通。

  换言之,如果零线不接地,那么在接触高压电线的火线的同时站在地面上就不会触电了。可是这样的系统存在么?

  有的,它叫做浮动接地(floating ground),或者悬空接地。浮动接地输电系统的零线不接地,而这么做的目的主要是为了安全,以及防止接地产生的电流回路产生的电磁干扰。

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  图片来源:wikimedia

  既然浮动接地看起来比接地的安全一些,那为什么我们平时不使用这种输电系统呢?

  原因在于,浮动接地的电压不太稳定,尤其是在用户开关电器的时候。在电器开和关的时候,不接地的环路中可能会出现超电压,从而损伤电器。所以浮动接地主要用在大型工厂,还有无法让零线接地的地方,比如飞机上。


  见识了高压电线附近的安全走位和浮动接地,细心的小朋友可能会发出一个疑问:既然一般的输电线的零线接地,那我直接把大地当成零线行不行?

  确实有这样的操作,这种用大地直接充当零线的输电系统叫做单线地回路(single wire earth return systems)。有时候,充当零线的不是大地,而是水体。当然了,这样的系统对火线的绝缘性有很高的要求,否则真的是处处皮卡丘暴走了。

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  莫桑比克卡布拉巴萨区克鲁格国家公园内的单线地回路输电线。图片来源:wikipedia

  显然,把大地当成零线的主要原因是为了节省制造和铺设零线的成本,所以单线地回路大多用在人烟稀少的地区,以及孤立的用电场所。

  1981年,美国阿拉斯加州的伯特利和纳帕克阿克之间就造了单线地回路输电线。一些发展中国家也用这样的系统作为主要的输电设施,比如老挝、莫桑比克和南非。踩在这些国家的大地上有些嘎嘎酥麻的感觉,可能不是错觉。

  跨步电逝,懂了吗?

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