跨步电压和接触电压的限制措施
摘要:当电气设备发生碰壳故障、导线断裂落地或线路绝缘击穿而导致单相接地故障时,电流便经接地体或导线落地点呈半球形向大地流散,人触及故障设备外壳或进入散流区域会发生接触电压或跨步电压触电。

触电伤害的结果与跨步电压与接触电压的大小有着直接关系。

本文主要介绍限制跨步电压和接触电压的措施。

关键词:跨步电压接触电压计算方法
跨步电压与接触电压
(1)接触电压及接触电压触电。

当电气设备因绝缘损坏而发生接地故障时,如人体的两个部分(通常是手和脚)同时触及漏电设备的外壳和地面,人体两部分分别处于不同的电位,其间的电位差即为接触电压,用表示。

如图1所示的触电者手部电位为U4(即设备外壳电位)、脚部电位为U,手脚之间的电位差Ut=U4-U便是该触电者承受的接触电压。

显然,接触电压的大小随人体站立点的位置而异,人体距离接地极越远,受到的接触电压越高。

在电气安全技术中是以站立在离漏电设备水平方向0.8m的人,手触及漏电设备外壳距地面1.8m处时,其手与脚两点间的电位差为接触电压计算值。

由于受接触电压作用而导致的触电现象称为接触电压触电。

(2)跨步电压及跨步电压触电。

电气设备发生接地故障时,在散流区(电位分布区)行走的人,其两脚处于不同的电位,两脚之间(一般人的跨步约为0.8m)的电位差称为跨步电压。

设前脚的电位为U1,后脚的电位为U2,则跨步电压Ut=U1-U2。

显然人体距电流入地点越近,其所承受的跨步电压越高。

人体受到跨步电压作用时,电流将从一只脚经跨步到另一只脚与大地形成回路。

触电者的症状是脚发麻、抽筋、跌倒在地。

跌倒后,电流可能改变路径(如从头到脚或手)而流经人体重要
器官,使人致命。

2 接触电压和跨步电压的允许值
在大接地短路电流系统发生单相接地或同点两相接地时,发电厂、变电站电力设备接地装置的接触电压和跨步电压不应超过下列数值:
如故障回路具有重合闸装置时,两次短路电击之间的无电流时间不应计入,且间断的两次电击对人体影响的严重程度比只承受一次严重,比两次连续承受要轻。

因此,t值可按一次电击时间并适当加大。

在小接地短路电流系统发生单相接地接地时,一般不迅速切出故障,此时发电厂、变电站电力设备接地装置的接触电势和跨步电势不应超过下列数值:
在条件特变恶劣的场所,例如矿山井下和水田中,接触电势和跨步电势的值应适当降低。

3 接触电势和跨步电势的计算
3.1 入地短路电流的计算
当在厂、站内发生接地短路时,流经接地装置的电流可按下式计算:
4 降低接触电压和跨步电压的方法
4.1 一般措施
当人工接地网的地面上局部地区的接触电势和跨步电势超过规定值,因地形、地质条件的限制扩大接地网的面积有困难,全面增设均压带又不经济时,可采取下列措施:
在经常维护的通道、操动机构四周、保护网附近局部增设1～2m 网孔的水平均压带,可直接降低大地表面电位梯度,此方法比较可靠,但需要增加钢材消耗。

铺设砾石地面或沥青地面,用以提高地表面电阻率,以降低人身承受的电压。

此时地面的电位梯度并不改变。

①采用碎石、砾石或卵石的高电阻率路面结构层时,其厚度不小于15～20cm。

电阻率可取2500Ω·m。

②采用沥青混凝土结构层时,其厚度为4cm,电阻率取5000Ω·m。

③为了节约。

也可将沥青混凝土重点使用。

如只在经常维护的通道、操动机构的四周、保护网的附近铺设,其他地方可用砾石和碎石铺盖。

采用电阻率高的路面措施,在使用年限较久时若地面的砾石层充满水泥或沥青地面破裂时,则不安全。

因此,要定期维护。

4.2 降低接触电压和跨步电压的方法
(1)接地体形状的选择。

最好采用水平接地体为主的人工接地网,而且使水平接地体成为闭合环形。

同时,在环形网络内部加设互相平
行的均压带,均压带的距离一般为4～5m为宜。

(2)在一般情况下接地体的埋设深度不小于0.6m,为降低接触电压和跨步电压,要求水平接地体局部埋设深度不应小于1m(环形或成排布设水平接地体埋设于冻土层以下),并应铺设50～80cm厚的沥青层或采用沥青碎石地面,其宽度超出接地装置2m左右。

(3)采用“帽檐式”均压带。

“帽檐式”均压带的布置方式和安装尺寸,如图所示。

附设两条与接地网相连接的“帽檐式”均压带能显著降低接触电压和跨步电压。

参考文献
[1]陈家斌,等.接地技术与接地装置.北京:中国电力出版社.2003.。