Заземление: Самое важное открытие о здоровье?
Шрифт:
• Многие электрические системы заземления страдают одним недостатком: они — носители индуцированного высокочастотного электрического «шума», испускаемого электрическими устройствами и двигателями, работающими в доме. Эти шумы также излучаются от устройств в обычную жилую среду в виде электромагнитных полей (ЭМП). Чтобы выяснить уровень электрических шумов в вашей жилой среде или электрической системе заземления, требуется инженер-электрик или специально подготовленный техник-электрик, который произведет замеры с помощью осциллографа, заземленного через независимое грунтовое заземление. Но даже при наличии такого электрического шума использование электрических систем заземления для личного заземления безопасно, если использовать заземляющие системы, разработанные
Проблемой является потенциальное возмущение, которое может вызывать электрический шум в нервной системе электрочувствительных людей, использующих домашние электрические заземляющие системы. Для таких людей наилучший способ — не трогать электрическую систему внутри дома и подключить свое устройство к специальному заземляющему стержню снаружи. Более того, такие системы обладают встроенным резистором, который предотвращает воздействие любого потенциально вредоносного тока — такого, например, который может возникнуть из-за случайного контакта с электрическим проводом под напряжением или закоротившим устройством.
Один из наиболее часто возникающих технических вопросов о заземлении таков: следует ли мне беспокоиться из-за молнии, если я заземлен в землю?
Молния — это грандиозный природный феномен, она непредсказуема, и от нее трудно полностью защититься. Явление молнии пока еще плохо изучено. Следующие соображения помогут вам понять, как и когда обычно возникают молнии и какова вероятность того, что вас ударит молнией, когда вы заземлены в землю.
Большинство ударов молний случается летом, в светлое время суток (70 % — в период между полуднем и 18:00). По мере того как растет температура, увеличивается испарение воды. Теплый влажный воздух поднимается и формирует пушистые кучевые облака. По мере концентрации влаги эти облака темнеют и перерождаются в дождевые или грозовые тучи с уплощенным основанием и пышными вершинами; высота такой тучи может составлять до 12 км. В верхней части грозовой тучи накапливается положительный электрический заряд, а в нижней — отрицательный. Отрицательные заряды отталкивают отрицательные и притягивают положительные. Поэтому, когда грозовая туча проходит над землей, концентрация положительных зарядов накапливается внутри и на поверхности всех проводящих предметов под ней. Поскольку отрицательные заряды, оказавшиеся ближе всего к туче, наиболее активно отталкиваются отрицательными зарядами самой тучи, положительные заряды склонны накапливаться на верхних частях самых высоких предметов, имеющихся в данной местности. В большинстве случаев это возвышенности земного рельефа, деревья, коммуникационные вышки и башни, а также воздушные линии электроснабжения, телефонные линии и линии кабельного телевидения. Таким предметом можете оказаться и вы — если вы стоите на открытом месте и являетесь самым высоким предметом в данной области. Пример: вы играете в гольф посреди поля.
В дома молнии ударяют редко. Когда это все-таки случается, молния чаще всего избирает путь наименьшего сопротивления, стремясь добраться до земли. Как правило, таким путем наименьшего сопротивления в здании являются крупные проводящие системы, такие как водопроводные трубы, электропроводка или линии телефона и кабельного ТВ, поскольку все они напрямую заземлены в землю.
Совет национальной безопасности США сообщает, что шансы умереть от удара молнии в течение года составляют 1:6 000 000 (www.nsc.org/research/odds.aspx). Чтобы было с чем сравнивать, ваши шансы погибнуть под колесами автомобиля за тот же период равны 1:50 000 — то есть риск в 120 раз больший. Эта информация дает основания предположить, что падение жертвой удара молнии крайне маловероятно. Просто во время грозы и бури с молнией отключите свои заземляющие приборы и не используйте их.
Приложение Б
Физика заземления: анализ текущего понимания вопроса
Доктор Гаэтан Шевалье, приглашенный ученый факультета биологии развития и клеточной биологии Калифорнийского университета в Ирвайне.
Земля — наиболее отрицательно заряженный объект в ближайшем окружении человека. Когда вы поднимаетесь над ее поверхностью и набираете высоту, электрический потенциал нарастает с каждым метром подъема примерно на 200 вольт (200 В/м). Это не слишком широко известный, но достоверно установленный научный факт. На высоте нескольких километров рост потенциала вертикального электрического поля начинает замедляться. По мере подъема этот рост сокращается до 150, а потом и до 100 В/м. На высоте около 100 км он прекращается.
В хорошую погоду при ясном небе и почти полном отсутствии облаков разница электрических потенциалов между верхней частью атмосферы (называемой ионосферой в силу ее ионизации и проводимости) и земной поверхностью составляет от 250 000 до 500 000 вольт. Представьте себе эту систему как два проводника, один с потенциалом 0 вольт (земля), а другой с потенциалом 250 000–500 000 вольт (на высоте около 100 км).
В ясную погоду атмосфера — не слишком хороший проводник (в особенности поблизости от земли), но при этом и не идеальная изолирующая среда. В ней существует очень незначительный ток электронов, отрывающихся от земли с плотностью примерно 1 микроампер на квадратный километр поверхности (приблизительно равный затуханию по мощности в 1 микроватт на квадратный метр). Он называется «яснопогодным током»; это одна из составляющих исполинского природного феномена, известного как «глобальный электрический контур» (см. рис. Б-1).
Глобальный контур подзаряжается главным образом за счет грозовых облаков. Во время активной грозы скопление облаков генерирует ток силой в среднем в 1 ампер, направленный к поверхности Земли. В любой момент времени на Земле происходит от 1000 до 2000 гроз, и совместными усилиями они производят до 5000 ударов молний в минуту. Таким образом, электрический ток силой в 1000–2000 ампер постоянно переносит отрицательный заряд к поверхности Земли, а равный ему положительный заряд — в верхние слои атмосферы. Электрический заряд, непрерывно перетекающий в ионосферу от грозовых облаков, поддерживает яснопогодный ток, текущий к поверхности.
Рис. Б-1. Глобальный электрический контур Ток идущий от земли в месте удара молнии («вкладывающей» электроны в землю) и возвращающийся к земле в других местах. Источник: NASA|MSFC (Dooling).
Предположим, частица пыли парит в атмосфере на высоте около 2 м над землей (т. е. на уровне роста высокого человека). Электрический потенциал на этом уровне составляет 400 вольт. Пылинка приобретет положительный электрический заряд (от столкновений с окружающими ее атмосферными частицами) и будет сохранять свой электрический потенциал на уровне 400 вольт. Если пылинка поднимется на 4 м, она приобретет электрический заряд, поддерживающий электрический потенциал в 800 вольт. Какова бы ни была высота, электрический заряд пылинки приобретает потенциал, существующий в данном атмосферном слое.
Представьте себя на месте этого высокого человека. У вас на ногах кроссовки. Ваши ступни будут находиться всего в паре сантиметров над землей, а голова — на уровне атмосферного слоя с потенциалом примерно в 400 вольт. Поскольку тело является проводником, ваш электрический потенциал составит среднее арифметическое между электрическими потенциалами на уровне почвы и на уровне 2 метров от нее — т. е. около 200 вольт (поскольку ток непрерывно движется по поверхности вашего тела с головы до ног). Если вы живете на втором этаже многоэтажного дома, на высоте примерно 4 м над землей, то даже если вы снимете кроссовки, но останетесь на деревянном полу, ваши ступни будут находиться на уровне слоя атмосферы с электрическим потенциалом в 800 вольт, а ваша голова — в слое с потенциалом в 1200 вольт, то есть средний электрический потенциал на вашем теле будет составлять 1000 вольт! Это совсем немало. Чем выше от земли расположено ваше жилище, тем выше ваш электрический потенциал по сравнению с уровнем почвы.