Hoe ver reist elektriciteit in water?

Water wordt over het algemeen beschouwd als een goede geleider van elektriciteit, want als er een stroom in het water is en iemand het aanraakt, kunnen ze worden geëlektrocuteerd.

Er zijn twee dingen om op te merken die er toe kunnen doen. Een daarvan is het type water of de hoeveelheid zouten en andere mineralen, en de tweede is de afstand vanaf het punt van elektrisch contact. Dit artikel legt beide uit, maar richt zich op de tweede om te onderzoeken hoe ver elektriciteit in water reist.

Rond een puntbron van elektriciteit in water onderscheiden we vier zones (groot gevaar, gevaar, matig risico, veilig). De exacte afstand tot een puntbron is echter moeilijk te bepalen. Ze zijn afhankelijk van verschillende factoren, waaronder stress/intensiteit, verspreiding, diepte, zoutgehalte, temperatuur, topografie en de weg van de minste weerstand.

De waarden van de veiligheidsafstand in water zijn afhankelijk van de verhouding van de foutstroom tot de maximale veilige lichaamsstroom (10 mA voor AC, 40 mA voor DC):

• Als de AC-foutstroom 40A is, is de veiligheidsafstand in zeewater 0.18 m.
• Als de stroomkabel uitvalt (op droge grond), moet u ten minste 33 meter (10 voet) verwijderd blijven, wat ongeveer de lengte is van een bus. In het water zou deze afstand veel groter zijn.
• Als de broodrooster in het water valt, moet u zich binnen 360 meter van de stroombron bevinden.

Ik zal hieronder in meer detail ingaan.

Waarom is het belangrijk om te weten

Het is belangrijk om te weten hoe ver elektriciteit zich in het water kan verplaatsen, want als er onder water elektriciteit of stroming is, loopt iedereen die in of in contact komt met het water het risico op een elektrische schok.

Het zou handig zijn om te weten wat de veiligste afstand is om dit risico te vermijden. Wanneer dit risico aanwezig kan zijn bij een overstromingssituatie, is het van groot belang om deze kennis te hebben.

Een andere reden om te weten hoe ver een elektrische stroom in het water kan reizen, is elektrisch vissen, waarbij elektriciteit opzettelijk door het water wordt geleid om vis te vangen.

Watertype:

Zuiver water is een goede isolator. Als er geen zout of ander mineraalgehalte zou zijn, zou het risico op een elektrische schok minimaal zijn, omdat elektriciteit niet ver in helder water kan komen. In de praktijk zal echter zelfs water dat helder lijkt waarschijnlijk enkele ionische verbindingen bevatten. Het zijn deze ionen die elektriciteit kunnen geleiden.

Schoon water krijgen dat geen elektriciteit doorlaat, is niet eenvoudig. Zelfs gedestilleerd water dat is gecondenseerd uit stoom en gedeïoniseerd water dat in wetenschappelijke laboratoria is bereid, kan enkele ionen bevatten. Dit komt omdat water een uitstekend oplosmiddel is voor verschillende mineralen, chemicaliën en andere stoffen.

Het water waarvoor u overweegt hoe ver de elektriciteit gaat, zal hoogstwaarschijnlijk niet schoon zijn. Gewoon kraanwater, rivierwater, zeewater etc. zal niet schoon zijn. In tegenstelling tot hypothetisch of moeilijk te vinden schoon water, is zout water een veel betere geleider van elektriciteit vanwege het zoutgehalte (NaCl). Hierdoor kunnen de ionen stromen, net zoals elektronen stromen bij het geleiden van elektriciteit.

Afstand vanaf contactpunt

Zoals je zou verwachten, hoe dichter je bij het contactpunt in het water met een elektrische stroombron bent, hoe gevaarlijker het zal zijn, en hoe verder weg, hoe minder stroming er zal zijn. De stroom kan laag genoeg zijn om op een bepaalde afstand niet zo gevaarlijk te zijn.

De afstand tot het contactpunt is een belangrijke factor. Met andere woorden, we moeten weten hoe ver de elektriciteit in het water reist voordat de stroming zwak genoeg wordt om veilig te zijn. Dit kan net zo belangrijk zijn als weten hoe ver elektriciteit in het water als geheel reist totdat de stroom of spanning verwaarloosbaar is, bijna nul of gelijk is aan nul.

Rondom het startpunt kunnen we de volgende zones onderscheiden, van de dichtstbijzijnde tot de verste zone:

• Hoge gevarenzone – Contact met water in dit gebied kan dodelijk zijn.
• Gevaarlijk gebied – Contact met water in dit gebied kan ernstig letsel veroorzaken.
• Matige risicozone – Binnen deze zone is er een gevoel dat er stroming in het water is, maar de risico's zijn matig of laag.
• Veilige zone - Binnen deze zone bent u ver genoeg verwijderd van de stroombron dat de elektriciteit gevaarlijk kan zijn.

Hoewel we deze zones hebben geïdentificeerd, is het niet eenvoudig om de exacte afstand ertussen te bepalen. Er zijn verschillende factoren die hier een rol spelen, dus we kunnen ze alleen schatten.

Wees voorzichtig! Als u weet waar de elektriciteitsbron zich in het water bevindt, moet u proberen er zo ver mogelijk vandaan te blijven en, indien mogelijk, de elektriciteitstoevoer uit te schakelen.

Beoordeling van risico's en veiligheidsafstanden

We kunnen het risico en de veiligheidsafstand beoordelen op basis van de volgende negen sleutelfactoren:

• Spanning of intensiteit – Hoe hoger de spanning (of bliksemintensiteit), hoe groter het risico op een elektrische schok.
• Distribueren – Elektriciteit dissipeert of verspreidt zich in alle richtingen in water, voornamelijk aan en nabij het oppervlak.
• глубина “Elektriciteit gaat niet diep het water in. Zelfs bliksem reist slechts tot een diepte van ongeveer 20 voet voordat het verdwijnt.
• zoutgehalte - Hoe meer zouten in het water, hoe meer en breder het gemakkelijk kan worden geëlektrificeerd. Zeewateroverstromingen hebben een hoog zoutgehalte en een lage soortelijke weerstand (meestal ~ 22 ohmcm vergeleken met 420k ohmcm voor regenwater).
• temperatuur Hoe warmer het water, hoe sneller de moleculen bewegen. Daarom zal de elektrische stroom ook gemakkelijker te verspreiden zijn in warm water.
• Topografie – De topografie van het gebied kan er ook toe doen.
• Pad – Het risico op een elektrische schok in het water is groot als uw lichaam de weg van de minste weerstand wordt voor de stroom. Je bent alleen relatief veilig zolang er andere paden met een lagere weerstand om je heen zijn.
• Aanraakpunt – Verschillende delen van het lichaam hebben verschillende weerstanden. De arm heeft bijvoorbeeld doorgaans een lagere soortelijke weerstand (~160 ohmcm) dan de romp (~415 ohmcm).
• Apparaat loskoppelen – Het risico is groter als er geen ontkoppelingsapparaat is of als er een is en de reactietijd ervan langer is dan 20 ms.

Berekening van de veiligheidsafstand

Schattingen van de veilige afstand kunnen worden gemaakt op basis van praktijkcodes voor veilig gebruik van elektriciteit onder water en onderzoek op het gebied van onderwaterelektrotechniek.

Zonder een geschikte release om de AC-stroom te regelen, als de lichaamsstroom niet meer is dan 10 mA en de lichaamsspoorweerstand 750 ohm is, dan is de maximale veilige spanning 6-7.5V. [1] De waarden van de veiligheidsafstand in water zijn afhankelijk van de verhouding van de foutstroom tot de maximale veilige lichaamsstroom (10 mA voor AC, 40 mA voor DC):

• Als de AC-foutstroom 40A is, is de veiligheidsafstand in zeewater 0.18 m.
• Als de stroomkabel uitvalt (op droge grond), moet u ten minste 33 meter (10 voet) verwijderd blijven, wat ongeveer de lengte is van een bus. [2] In het water zal deze afstand veel langer zijn.
• Als de broodrooster in het water valt, moet u zich binnen 360 meter van de stroombron bevinden. [110]

Hoe weet je of water geëlektrificeerd is?

Naast de vraag hoe ver elektriciteit in water reist, zou een andere belangrijke verwante vraag zijn hoe te weten of water geëlektrificeerd is.

cool feit: Haaien kunnen slechts 1 volt verschil detecteren op enkele kilometers van een elektriciteitsbron.

Maar hoe kunnen we weten of er überhaupt stroom vloeit?

Als het water sterk geëlektrificeerd is, zou je kunnen denken dat je er vonken en bouten in zult zien. Maar dat is het niet. Helaas zie je niets, dus je kunt het niet zien door alleen het water te zien. Zonder een actuele testtool is de enige manier om het te weten, er gevoel voor te krijgen, wat gevaarlijk kan zijn.

De enige andere manier om het zeker te weten, is door het water op stroming te testen.

Als u thuis een plas water heeft, kunt u het schokwaarschuwingsapparaat gebruiken voordat u erin gaat. Het apparaat licht rood op als het elektriciteit in het water detecteert. In een noodsituatie kun je echter het beste zo ver mogelijk bij de bron vandaan blijven.

Bekijk hieronder enkele van onze artikelen.

• Gebruiken nachtlampen veel elektriciteit?
• Kan elektriciteit door hout gaan
• Stikstof geleidt elektriciteit

Aanbevelingen

[1] YMCA. Een set regels voor veilig gebruik van elektriciteit onder water. IMCA D 045, R 015. Opgehaald van https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Veilige afstand tot gebroken hoogspanningslijnen. Opgehaald van https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Hoe ver kan elektriciteit in water reizen? Opgehaald van https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Videolinks

Rossen-rapporten: hoe zwerfspanning in zwembaden en meren te herkennen | VANDAAG