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跨步電壓范文1
1引言
跨步電壓即是人的兩腳站在電位不同的地面上的兩腳之間的電位差，這種電壓所造成的觸電事故就叫跨步電壓觸電[1]。而在發電站變壓器區域，電壓有的高達上百千伏，故障電流非常大，對工作人員構成了生命威脅，因此跨步電壓的安全測量方法是非常必要的。本文主要根據DL/T475-2006《接地裝置特性參數測量導則》測量跨步電壓的方法，通過大電流發生器模擬一個故障電流給被測物體，再用內置等效人體電阻的電壓表對模擬人體雙腳的電極進行跨步電壓的測量，并由此實驗找出其改進措施，為以后跨步電壓的測量提供參考。
2跨步電壓的形成
造成地面上各處電位不同的原因主要有：一是相線斷線，帶電一端觸地，即以觸地點為中心形成許多同心圓，在不同的同心圓上其電位也不相等，中心點的電位最高，相反遠離中心點的電位也越低（圖1）。二是接地設備漏電時，接地線帶電或電線電纜絕緣破壞、接頭處包扎不嚴導致漏電等，也會以接地點或漏電點為中心，形成電位不同的同心圓。當人的雙腳站在不同的同心圓上，跨步電壓加于雙腳時，就會有電流流過人體。設前腳的電位為U1，后腳的電位為U2，則跨步電壓U=U1-U2。顯然距離電流入地點越近，跨步電壓越高，其危險性亦越大。人體受到跨步電壓作用時，電流將從一只腳經跨步到另一只腳與大地形成回路[2～8]。
當跨步電壓達到40～50V時，人就有觸電的危險。觸電者的癥狀是腳發麻、抽筋、跌倒在地[2]。人若能蹦出同心圓，就可脫離危險，如果不能蹦出同心圓甚至被擊倒，會加大人體的觸電電壓，危險性就會更大。這是因為當人站立時，電流途徑是流過雙腿，而倒地后，電流則通過大腦和心臟，可能會使人發生觸電死亡。
3跨步電壓的測量原理
雷電流入地點周圍電位分布區行走的人，兩腳間（80cm）的電壓離落地點越遠，電流越分散，地面的電勢也越低，為了降低跨步電壓而需要人與雷電流入地點之間保持一定的安全距離，即防跨步電壓安全距離。
跨步電壓是電氣設備碰殼或電力系統一相接地短路時，電流從接地極四散流出，在地面上形成不同的電位分布，人在走近短路地點時，兩腳之間的電位差。
5降低跨步電壓的方法
如果所測跨步電壓大于允許值，可以在發電站經常維護的通道、保護網附近局部增設l～2 m網孔的水平均壓帶，可直接降低大地表面電位梯度，此方法比較可靠，但需要增加鋼材消耗。
可以鋪設礫石地面或瀝青地面，用以提高地表面電阻率，以降低人身承受的電壓。而此時地面的電位梯度并沒有改變。可通過①采用碎石、礫石或卵石的高電阻率路面結構層時，其厚度不小于15cm。②采用瀝青混凝土結構層時，其厚度為不小于4cm。采用電阻率高的路面措施，在使用年限較久時若地面的礫石層充滿水泥或瀝青地面破裂時，則不安全，因此，要定期維護。
可以增設垂直接地極來降低跨步電壓，增加垂直接地體具有非常顯著的作用，一是垂直極的引入，降低了地電位升，而跨步電壓均與地電位有著直接的關系。二是因為增設垂直極后，大部分故障電流通過垂直極流入大地，相應減少了水平導體的散流量，因此地表面的水平方向電流密度大大減少，造成水平方向電場強度大大降低。
6結語
通過大電流發生器模擬了一個故障電流給被測物體，再用內置等效人體電阻的電壓表對模擬人體雙腳的電極進行跨步電壓的測量，并提出了降低跨步電壓的一些方法，為今后跨步電壓的測量及降低方法提供參考?？绮诫妷嚎赡芤鹩|電危險的現象可能無法完全避免，但若設法降低加在人體上的電壓（電勢差），并及時采取必要措施，則會有效降低觸電危險。
參考文獻：
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跨步電壓范文2
【關鍵詞】電擊；方式；事故措施
電對人體的傷害，主要來自電流。電流流過人體時，電流的熱效應會引起肌體燒傷、炭化或在某些器官上產生損壞其正常功能的高溫；肌體內的體液或其他組織會發生分解作用，從而使各種組織的結構和成分遭到嚴重破壞；肌體的神經組織或其他組織因受到損傷，會產生不同程度的刺麻、酸疼、打擊感，并伴隨不自主的肌肉收縮、心慌、驚恐等癥狀，傷害嚴重時會出現心律不齊、昏迷，心跳呼吸停止直至死亡的嚴重后果。
一、電擊方式
電擊方式有直接接觸電擊和間接接觸電擊。
1.人體與帶電體的直接接觸電擊
人體與帶電體的直接接觸電擊可分為單相電擊和兩相電擊。
（1）單相電擊
當人體直接碰觸帶電其中一相時，電流通過人體流入大地，這種觸電現象稱為單相觸電。對于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但由于超過了安全距離，高電壓對人體放電，造成單相接地而引起的觸電，也屬于單相觸電。低壓電網通常采用變壓器低壓側中性點不直接基地的接線方式。在中性點直接接地的電網中，通過人體的電流為
Ir=U/Rr+Ro
式中U-電氣設備的相電壓；Rr-中性點接地電阻；Ro-人體電阻。
因為Rr和Ro相比較，Ro甚小，可以略去不計，因此Ir=U/Rr
從上式可以看出，若人體電阻按1000計算，則在220v中性點接地的電網中單相觸電時，流過人體的電流講過220mA，已大大超過人體的承受能力；即使在110v系統中觸電，通過人體的電流也達110mA，人可能危及生命。
（2）兩相電擊。是指人體兩處同時觸及兩相帶電體的電擊事故。危害性較大，通過的電流大小與系統中性點運行方式無關，多發生在帶電作業時。
2.人體與帶電體間接接觸電擊
間接接觸電擊是由于電氣設備絕緣損壞發生接地故障，設備金屬外殼及接地點周圍出現對地電壓引起的，包括跨步電壓電擊和接觸電壓電擊。
（1）跨步電壓電擊
當帶電體有接地故障時，有故障電流流入大地，電流在接地點周圍土壤中產生電壓降。人在接地點周圍，兩腳之間出現的電壓即為跨步電壓。由跨步電壓引起的電擊事故為跨步電壓電擊。
高壓故障接地處或有大電流流過的接地裝置附近，都可能出現較高的跨步電壓。由圖1可見，在距離接地故障點8—10m以內，電位分布的變化率較大，人在此區域內行走，跨步電壓高，就有電擊的危險；在離接地故障點8—10m以外，電位分布的變化率較小，人的一步之間的電位差較小，跨步電壓電擊的危險性明顯降低，人在受到跨步電壓的作用時，電流將從一只腳經另一只腳與大地構成回路，雖然電流沒有通過人體，但當跨步電壓較高時，電擊者腳發麻、抽筋，跌倒在地，跌倒后，電流可能會改變路徑（如從手至腳）而流經人體的重要器官，使人致命。如果耍進入此范圍內工作，為防止跨步電壓電擊，進入人員應穿絕緣鞋。
（2）接觸電壓電擊
在正常情況下，電氣設備的金屬外殼是不帶電的，由于絕緣損壞，設備漏電.使設備的金屬外殼帶電。接觸電壓是指人觸及漏電設備的外殼，加于人手與腳之間的電位差（腳距漏電設備0.8m，手觸及設備處距地面垂直距離1.8m），由接觸電壓引起的電擊叫接觸電壓電擊。若設備的外殼不接地，在此接觸電壓下的電志情況與單相電擊情況相同；若設備外殼接地，則接觸電壓為設備外殼對地電位與人站立點的對地電位之差。如圖1所示。
二、防止電擊事故措施
1.絕緣和屏護措施
將帶電體進行絕緣，為保證人身安全，一方面要選用合格的電器設備或導線，另一方面要加強設備檢查，掌握設備絕緣性能，發現問題及時處理，防止發生電擊事故。
屏護是遮欄、護罩、護蓋等將帶電體隔離，防止人員無意識地觸及或過分接近帶電體，在屏護上還要有醒目的帶電標識。
2.正確使用電氣安全用具
在電力生產中，工作人員經常使用各種安全電氣工具，這些工具不僅對完成工作任務起一定的作用，而且對保護人身安全起重要作用。如防止人身電擊、電弧灼傷、高空摔躍等。電氣安全用具就其基本作用可分為絕緣安全用具和一般防護安全用具兩大類。
（1）絕緣安全用具。絕緣安全用具是用來防止工作人員直接電擊的安全用具。分為基本安全用具和輔助安全用具兩種：①基本安全用具是指那些絕緣強度能長期承受設備的工作電壓，并且在該電壓等級產生內部過電壓時能保證工作人員安全的工具。例如絕緣桿、絕緣夾鉗、驗電器等；②輔助安全用具是指那些主要用來進一步加強基本安全用具絕緣強度的工具。例如：絕緣手套、絕緣靴、絕緣墊等。
（2）一般防護安全用具。一般性防護安全用具沒有絕緣性能，主要用于防止停電撿修的設備突然來電工作人員走錯間隔、誤登帶電設備、電弧灼傷、高空墜落等事故的發生。這種安全用具雖不具備絕緣性能，但對保證電氣工作的安全是必不可少的。
3.采用安全電壓
安全電壓是指不會使人發生電擊危險的電壓。通過人體的電流決定于加于人體的電壓和人體電阻，安全電壓就是根據人體允許通過的電流與人體電阻的乘積為依據確定的。我國規定的安全電壓是交流42V、36V、12V、6V，直流安全電壓上限是72V。
4.接地保護
接地保護包括電氣設備保護接地、工作接地。安全接地是防止電擊的基本保護措施。
5.采用剩余電流動作保護器作附加防護
在低壓配電系統中，直接接觸電擊防護采用額定動作電流不超過30mA、無延時動作的剩余電流動作保護器，作為直接接觸電擊保護的補充防護措施，以便在直接接觸電擊的基本防護措施失效時，作后各防護。在規定條件下，當剩余電流保護器的動作電流值達到或超過給定的電流值時，能自動切斷電源，通常用于故障情況下自動切斷電源的防護。
跨步電壓范文3
關鍵詞：變電站接地網；設計；研究
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
1 概述
變電站接地設計關系到電網安全運行，有效、可靠的接地是變電站安全運行的基本保證，對確保人身、設備安全至關重要。
隨著城市規模的不斷擴大，土地資源的日益緊張要求市內變電站站址面積小型化，同時還要考慮城市規劃等方面的因素，這對變電站接地設計提出了更高要求。一般在變電站接地網的設計過程中，對接地網設計提出了基本要求：
1.1 為保證電網正常運行和故障時的人身及設備安全，電氣設備及設施宜接地或接中性線；
1.2變電站的電氣設備，應設置同一個接地系統，接地電阻應滿足設計的要求；
1.3.接地裝置應充分利用各種自然接地體接地，并校驗其熱穩定；
1.4 當電站接地電阻難以滿足運行要求時，可根據技術經濟比較，采用有效的降阻措施；
1.5 接地設計應考慮土壤干燥或凍結等季節變化的影響，接地電阻在四季中均應符合設計值的要求。
2 接地體材料對比分析
接地網材料不僅影響著接地體的熱穩定和截面大小，而且還會影響到接地網的接地電阻、使用壽命、經濟效益等，是接地網設計的重要部分。
在變電站接地網材料選擇中，站址土壤腐蝕性是一個非常重要的因素，它不僅影響接地體的使用場合，而且關系到接地網設計的合理性。除此之外，接地材料的性能特點、使用壽命、經濟效益等也是選擇接地網材料的重要因素，因此接地網材料的合理選擇對變電站接地網是非常必要的。
2.1接地體材料對比分析
根據接地網材料特性及其使用場合，結合目前常用的三種接地體材料（傳統鋼、銅覆鋼和銅排），對其進行對比分析：
（1）傳統鋼材料一般作為最常用的接地網材料，其適用于土壤腐蝕性弱，站址面積較大且易更換的變電站。鋼材料接地網一次性投資小，便于生產、加工、安裝。其缺點抗腐蝕性弱、導電性差、機械強度不高、使用壽命短等。尤其是在中等腐蝕以上的土壤中，其以大于0.065mm/年的速度被腐蝕，其一般壽命為10-15年，腐蝕嚴重區域需開挖檢修或重新敷設。
（2）除傳統鋼材料外，銅覆鋼是使用較多的材料。銅覆鋼是指作為芯體的鋼表面被銅連續包覆所形成的金屬復合材料。其技術性能指標較傳統鋼更加可靠、穩定，其特點如下：
a）接地體截面相同時，銅覆鋼熱穩定性較好。同等熱穩定校驗條件下，鋼接地體所需的截面積為銅材的2倍。
b）導電性能好：銅覆鋼材料的導電率為20%-40% IACS，在疏導電流相當的情況下，銅覆鋼的截面積理論上可比鍍鋅鋼材減小。
c）抗腐蝕性強：實驗表明銅是一種耐土壤腐蝕材料，僅在土壤中含有高量的有機硫化物和高酸性時，銅才產生點蝕。銅層達到一定厚度時使用壽命可達到60年。
d）機械強度高：傳統鍍鋅鋼導體在打入地下時，鍍鋅層易剝落。銅覆鋼導體由于銅層厚度大，銅層結合度高，因此在與土壤的摩擦中不會影響其防腐性能。
e）電阻率?。涸谝欢ǔ潭壬峡山档徒拥仉娮琛?/p>
其缺點：銅覆鋼接地網一次性投資較大，工藝要求高，同時不宜適用于含有高量的有機硫化物和高酸性土壤中。
（3）相較以上兩種接地材料，變電站接地網采用銅排相對較少，僅用于土壤腐蝕性極強的變電站。銅排具有耐腐蝕性強，導電性和熱穩定性好，機械強度高，使用壽命長等特點。但我國銅礦資源比較匱乏，銅價格比較昂貴，因此采用銅排作接地網，其一次性投資大，焊接工藝要求高，不適用于含有高量的有機硫化物和高酸性土壤中。
上述主要對三種材料性能特點進行對比分析，以下從全壽命周期及經濟效益角度，對上述三種材料進行技術經濟效益分析。
變電站接地網的全壽命周期按60年考慮。在同等的一般堿性地區（pH>7.0，土壤電阻率>20Ω?m），對銅覆鋼與熱鍍鋅鋼、銅的全壽命周期經濟性對比分析。其中熱鍍鋅鋼一次性壽命按照15年計算（根據文獻統計，一般腐蝕性區域鍍鋅鋼使用10~15年后，腐蝕嚴重需開挖檢修或重新鋪設，故技術經濟分析選取15年計算）、銅覆鋼和銅按60年計算，見下表。
全壽命周期對比表
比較項目 熱鍍鋅鋼接地材料 銅覆鋼接地材料 銅接地材料
直接經濟價格/元/t 7500 30000 60000
設計截面 1 0.52 0.29
一次性材料投資比值 1 2.13 2.64
全壽命比（個體/60） 0.25 1 1
全壽命投資比（材料費） 4 2.13 2.65
說明：
（a） 設計截面
A ，I 為短路電流，t為短路電流等效持續時間；按25%，700℃導電率計算，銅覆鋼C=136，鍍鋅鋼C=70，則銅覆鋼設計截面積：鍍鋅鋼設計截面積=70：136=0.52；
（b）按 GB50065 中銅的熱穩定系數，C=245，鍍鋅鋼 C=70，則銅設計截面積：鍍鋅鋼設計截面積=70：245=0.29
（c）以鍍鋅鋼為 1 進行對比計算，則銅覆鋼的材料投資比為：
銅的材料投資比為：
（d）相同土壤條件下（未考慮腐蝕極強的區域），銅及銅覆鋼設計壽命60年，熱鍍鋅鋼設計壽命15年。
（e）全壽命投資比=一次性材料投資比值/全壽命比。
由上表可知，使用銅覆鋼全壽命周期的材料費，與鍍鋅鋼相比可節省47%以上，相同的設計壽命下與銅相比可節省20%左右。與熱鍍鋅比，使用銅覆鋼接地網，不僅設計壽命提高、全壽命周期材料費降低，而且大幅減少了接地網開挖維修的次數和維修費用，隱形的全壽命周期經濟性更大；與銅相比，使用銅覆鋼不僅全壽命周期經濟性好，而且節約了戰略性銅材。 銅覆鋼是變電站接地網理想的資源節約型材料。
2.2接地體截面計算
根據洛陽市區110千伏含嘉倉變電站短路電流計算結果，110kV含嘉倉變電站110kV母線單相接地短路電流為10.04kA。根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中避雷線-桿塔系統，分流系數取值為0.6，短路持續時間為0.5秒，則計算入地短路電流為
傳統鋼接地體截面
當采用鋼地網方案時，除了考慮熱穩定校驗的因素外，還應當考慮鋼材的年平均腐蝕厚度 0.065mm/年。故當采用60mm× 6mm的扁鋼作為接地引下線，水平接地體應當采用60mm×6mm的扁鋼。
銅覆鋼接地體截面
當采用鍍銅地網時，應當采用40mm×4 mm的鍍銅帶作為接地引下線，水平接地體截面取截面積為160mm2的-40mm×4mm鍍銅扁鋼。
純銅接地體截面
當采用純銅地網時，應當采用30mm×4mm的純銅排作為接地引下線，即水平接地體截面取截面積為70mm2的裸銅絞線。
根據上述三種材料和熱穩定截面計算的對比分析和洛陽市區110千伏含嘉倉變站址腐蝕性程度，結合含嘉倉變電站為使用壽命60年的全戶內變電站，接地網檢修維護比較困難，故本工程采用水平接地體采用-40×4的銅覆扁鋼，滿足接地體截面的要求。
3 本工程接地方案分析
變電站接地網設計思路是在變電站區域設計網格狀接地網，經過熱穩定計算選擇接地扁鋼的截面，然后經過理論計算，計算出接地電阻值、接觸電勢和跨步電壓，將計算值與允許值進行比較。若其不滿足允許值要求，則采取相應的措施來降低接地電阻值和提高接觸電勢、跨步電壓允許值。
3.1接地電阻計算
接地電阻值是變電站接地系統的重要指標，是衡量有效性、安全性以及鑒定接地系統是否符合要求的重要參數。
根據洛陽市區110千伏含嘉倉變電站站址規劃圖，合理布置變電站接地網（參考圖紙B0157 1 C-D11），最終確定接地網東西長50m，南北寬30m。根據接地網布置情況和變電站土壤電阻率（），對變電站接地電阻進行粗略估算:
根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》規定，變電站接地電阻值應≤0.5Ω，因此變電站接地電阻計算值不滿足規范要求。針對此問題，在變電站接地網面積50×30=1500m2不能增大基礎上，必須采用相應措施降低接地電阻，使之滿足規程規范要求。
3.2接地網設計方案
對于本站接地網接地電阻不滿足規程要求，結合常用降阻措施，提出以下接地設計方案：方案一為采用降阻模塊，實現全站接地電阻降低；方案二為垂直接地體采用Φ14銅覆圓鋼,并在建筑物外側打輔助接地深井方案。
1、降阻模塊方案
降阻模塊方案指在水平接地體交叉處設置降阻模塊，通過降阻模塊并聯降低接地網整體電阻。
根據本站接地網最大布置面積，可采用最大降阻模塊數量為77個。由此對全站進行接地電阻進行計算。
（1）水平網電阻計算：根據上述資料，水平接地體接地電阻計算如下：
單個接地模塊接地電阻：R=k*ρ=34.22Ω （k=0.158）
并聯后總接地電阻：Rn =R/(n*h)
Rn = 0.635
式中：
n模塊數量n=77
h 數量調整系數h=0.7
并聯工頻接地電阻計算公式：
R =1/(1/R水平+1/Rn)
計算結果：R=0.518Ω
經計算，該方案仍然不滿足接地電阻小于0.5Ω的要求。
2、打輔助接地深井方案
由地址勘察報告可知，站址地深5m處主要為黃土粉層，其土壤電阻率為，站址地深12.43-13.30m處主要為穩定地下水層，其壤電阻率約為?；诖速Y料，提出了降低接地電阻方案：普通垂直接地體采用Φ14銅覆圓鋼,并在建筑物外側打輔助接地深井方案，深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管。
本站接地網按照60年來設計，依全壽命周期和經濟效益角度，深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管更為合理。
根據電氣總平面布置和接地網布置情況，接地體主要布置在水平接地體交叉點，同時應考慮到深井接地體之間的間距，盡量減少接地體之間的互相屏蔽作用。
含嘉倉變電站接地網布置圖
根據接地網布置圖，對本站接地電阻進行計算：
（1）垂直接地電阻驗算：根據DL/T 621-1997，長15m單根垂直接地體接地電阻計算公式如下：
說明：l為深井接地體長 15m，d為接地體直徑0.15m。水平接地網對垂直接地體的平均屏蔽深度為1.5m-2m。保守計算，2.5m長垂直接地體降阻效果忽略不計。每個長15m的垂直接地體電阻為R單垂＝2.54 Ω。
（2）本站垂直接地體降阻主要受深井接地體影響，而深井接地體間距不滿足最小兩倍接地體長度，故深井接地體并聯電阻需考慮屏蔽影響，根據英國接地標準 BS7430:1991：
R垂并= R單垂(1+ρ15(1/2+1/3+…+1/n)/R單垂πD)/n＝0.508Ω
n 為深井接地體根數7，D為垂直接地極間距20m。
（3）接地網接地電阻：因垂直接地極上部2m左右處于水平網的散流通道內，水平網與垂直地網并聯時，應除以兩者之間的屏蔽系數0.9，故接地網的接地電阻為：
由上式計算結果知，接地網在建筑物外側設置7根15m長深井接地體，接地電阻計算值就可以滿足規程小于0.5Ω的要求。
4 接觸電勢、跨步電壓的計算
接觸電勢和跨步電壓是變電站接地系統的重要指標，對人身安全至關重要。一般在變電站接地電阻滿足要求的情況下，必須確保接觸電勢和跨步電壓的計算值均在允許值范圍內，否則仍不滿足工程要求，必須采取相應措施滿足計算值在允許值范圍內。
根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中接觸電勢、跨步電壓的允許值計算方法，對其進行計算如下：
計算本工程的接觸電勢及跨步電壓允許值
接觸電勢允許值
跨步電壓允許值
4.1最大接觸電勢計算
根據方案二的接地網設計方案和《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中計算方法，對最大接觸電勢進行計算。
衰減系數
Df=
接地網的最大入地電流
IG= Df×I=1.05×4518=4738.5A
埋深系數
接地網網格數
式中： Lc――水平接地網導體的總長度(m) ； Lp――接地網的周邊長度（m）；
網孔電壓影響校正加權系數為
網孔電壓幾何校正系數為
式中：
ρ――土壤電阻率（Ω∙m）； km――網孔電壓幾何校正系數；
D――接地網平行導體間距；h――接地網埋深 0.8m；
d――接地網導體直徑。Kh ――接地網埋深系數;
h0――參考深度，取 1m；
Kii――因內部導體對角網孔電壓影響的校正加權系數。
接地網不規則校正系數為
有效埋設長度為
最大接觸電勢為
4.2跨步電壓最大值計算
根據方案二的接地網設計方案和《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中計算方法，對最大跨步電壓進行計算。
埋入地中的接地系統導體有效長度為
系數
最大跨步電壓計算值為
經上述計算可知，最大接觸電勢不在允許值范圍內，不滿足工程需要。為此將接地網的邊緣經常有人出入的走道處鋪設碎石、礫石(厚度為15～20cm，其土壤電阻率約2500Ω?m)、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶，采用硬化路面等措施后，接觸電壓允許值為847.1V,跨步電壓允許值為2721V?？梢娫谠诓扇〈胧┖笞畲蠼佑|電勢即可滿足要求。
5 結論
本專題從全壽命周期角度和經濟效益考慮，本工程接地網選用銅覆鋼材料，水平接網按照等距網格布置，輔以角鋼垂直接地極和深井接地體的混合接地網。水平接地網采用-40×4銅覆扁鋼作為水平接地主網，以2.5m長Φ14銅覆圓鋼作為垂直接地極，深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管，這樣設計降低了本站接地電阻，使之滿足規程規范的要求。
在上述降阻措施下，通過在地網的邊緣經常有人出入的走道處鋪設碎石、礫石、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶，并采用硬化路面等措施后，大幅度提高了接觸電勢、跨步電壓的允許值，使之計算值均在允許值范圍內。
在本工程設計中，不僅優化了接地網設計方案，而且從全壽命周期方面實現了全站接地最優，經濟效益最佳，同時也考慮到本站擴建、運行維護簡單方便的要求。因此本方案在本工程中是值得應用并推廣的。
參考文獻：
【1】DL/T6201997，交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合【S】
跨步電壓范文4
摘 要：本文簡單介紹了目前各種降阻方法及限制條件，對高土壤電阻率地區的接地電阻值的合理性進行了探討，并結合實際工程，提出了高土壤電阻率地區牽引變電所接地設計的綜合降阻方案，并校驗了接觸電勢和跨步電壓，旨在保證設計的科學性。
關鍵詞：牽引變電所；高土壤電阻率；接地電阻
引言
由于我國的西北地區普遍存在干旱少雨的地理特征，所以在此范圍內的高土壤電路率地區較為普遍，又因為目前客運專線在城鎮地區征地較為困難，牽引變電所需要做到占地面積小且接地設計達標，所以在有限的接地網面積內降低接地電阻的問題隨著客運專線的建設越來越突出。
牽引變電所接地設計對鐵路牽引供電系統的安全性、可靠性都有著至關重要的作用。接地系統不僅為各種電氣設備提供了一個公共的接地點，而且在故障時具有排泄短路電流，保證所內地電位在安全范圍之內。因此，探討高土壤電阻率條件下牽引變電所接地設計是一件很有意義的事情。
1 各種降阻方法及限制條件
1.1 擴大接地網面積
目前工程中普遍采用的復合接地體接地電阻計算見式（1）：
（1）
式中Rw為復合接地體的接地電阻，？贅；Re為等值方形接地網的接地電阻，？贅；S為接地網的總面積，m2；L0為接地網的外緣邊線總長度，m；L為水平接地極的總長度，m；d為水平接地體的等效直徑，m；h為水平接地體的埋深，m。
由式（1）可見，增大接地網面積對于降低接地電阻具有明顯作用?？墒?，面對城鎮區域內征地困難的地區或山區，并不能實現接地網的擴大或外引。
1.2 接地體局部換土
根據式（1），接地電阻均與土壤電阻率成正比。因此，更換電阻率低的土壤是一種最直接有效的方法。但是，對于工地周邊無低電阻率的土壤的地區，要花費長距離運費顯然不經濟。
1.3 降阻劑降阻
降阻劑應用原理是通過擴散和滲透作用到土壤之中降低土壤的電阻率。滲透性較強的降阻劑，降阻效果好，但是穩定性較差，如遇到雨水沖刷就會降低降阻效果。離子類的降阻劑會在缺水的情況下產生離析變成顆粒狀的晶體，這時離子類的降阻劑就會失去導電性。
1.4 深井接地降阻
這種方法適用于深層土壤電阻率較低，或是深層具有地下水的地區，可將接地體穿透水層。但是對于深層土壤電阻率依然很高的區域，效果不明顯。
1.5 離子接地極降阻
離子接地極釋放活性電解離子是因為其陶瓷合金化合物之中含有電解離子化合物，通過潮解作用就能不斷的釋放電解離子增強土壤中的導電性，從而降低土壤中的電阻率?？墒?，離子接地極比較依賴土壤中的水分才能實現電離，如果在長期缺水的環境下，效果不好且不經濟。
2 選擇合理的接地電阻值
由于牽引變電所屬于有效接地系統，其接地裝置的接地電阻應符合式（2）：
（2）
式中Rj為采用季節變化的最大接地電阻，？贅；Ij為計算用的經接地網入地的最大接地故障不對稱電流有效值，A。
目前，普遍認為牽引變電所的接地電阻值不應大于0.5？贅，其實，這種思路是陳舊的。根據式（2），假如某些牽引變電所短路電流小于1000A時，接地電阻可提高到2？贅，假如對于西北地區330kV電壓等級的大容量客專牽引變電所短路電流普遍超過4000A，如果只追求接地降阻而不驗算接觸電勢和跨步電壓就脫離了接地的實質。
《鐵路電力牽引供電設計規范》（TB10009-2016）這本新規范相對于2005年的舊規范對于高土壤電阻率地區的接地電阻值取消了不應超過5？贅的規定，可見，現在更應關注接地的安全性而不是一味地單純降阻。因此，對于高土壤電阻率地區在保證安全性的條件下可以適當提高接地電阻值。
3 某工程的綜合降阻方案
本文以某客運專線高土壤電阻率地區AT所為例。通過土壤電阻率分層擬合，得到該AT所所在地等值土壤電阻率為1500？贅?m。本次設計不推薦采用降阻劑和離子接地極，因為這二者在長期惡劣的環境條件下易失效。因此，通過延圍墻敷設復合接地體，適當擴大地網面積加上局部換土和深井接地的方式降阻。根據資料，該AT所的短路電流取3kA。因此，接地電阻應做到0.67？贅以下。
4 校驗接觸電勢和跨步電壓
當牽引所亭電源側短路時，其接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應大于式（3）[1]和式（4）[1]：
式中Ej為接觸電位差，V；Ek為跨步電位差，V；？籽b為人腳站立處地表面的土壤電阻率，？贅?m；Cb為表層衰減系數；t為接地短路電流的持續時間，s。
經計算，采用以上降阻措施后，得到Ejm最大接觸電勢502V小于Ej最大允許接觸電勢625V，Ekm最大跨步電壓1580V小于Ek最大允許跨步電壓1750V。因此，當接地電阻應等于0.67？贅時，其最大接觸電勢和最大跨步壓是滿足要求的。
結束語
本文通過分析目前各種降阻方法及限制條件，指出一味地追求降低接地電阻值并不是接地設計的實質，并結合工程實例，校驗了接觸電勢和跨步電壓，以保證接地設計的安全性和可靠性。牽引變電所的接地設計應因地制宜，結合實際情況，綜合各種環境因素，采用綜合的降阻措施，以便降低工程造價，達到科學設計。
參考文獻
[1]國家鐵路局.鐵路電力牽引供電設計規范[S]（TB10009-2016）.北京：中國鐵道出版社，2016.05.
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【關鍵詞】建筑物；間距；跨步電壓；埋地深度；接地電阻
0.前言
由于設計質量管理規定：對于一般工程的電氣設計允許可以不要計算書，因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計，不再進行設計計算，僅憑經驗而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設施的各種安全間距未進行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規范設計、施工，造成漏錯，帶來很大隱患和不應有的損失。
1.三種建筑物防雷規范的概述及比較
總所周知，建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設計規范JGJ/T16－92推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》GB50057－94強制性國家標準。GB50057－94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會IEC防雷標準接軌，設計施工更加規范化、標準化。
而GB50057－94將民用建筑分為兩類，而JCJ/T16－92將民用建筑防雷設計分為三級，分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應有的安全，而有些建筑物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的實質，特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16－92中的規定。
2.設置防雷設施
除少量的一、二級防雷建筑物外，數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次數N，使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施，設計保守，浪費了人、材、物。有的建筑物在20m的高度，卻不需設置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。同時在峻工的工程中，我們也看到，有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了，施工后的防雷接地裝置效果并不是設計的那么有成效，增加了工程造價。因此，設計人員對民用建筑物的防雷設計必須對建筑物年預計雷擊次數進行計算，根據計算結果，結合具體條件，確定是否設置防雷設施。
3.工頻接地電阻與沖擊接地電阻的區別
接地電阻是指在工頻或直流電流流過時的電阻，通常叫做工頻（或直流）接地電阻；而對于防雷接地雷電沖擊電流流過時的電阻叫做沖擊接地電阻。
從物理過程來看，防雷接地與工頻接地有兩點區別，一是雷電流的幅值大，二是雷電流的等值頻率高。 雷電流的幅值大，會使地中電流密度增大，因而提高地中電場強度，在接地體表面附近尤為顯著。地電場強度超過土壤擊穿場強時會發生局部火花放電，使土壤電導增大。試驗表明，當土壤電阻率為500Ω?m，預放電時間為3―5μs時，土壤的擊穿場強為6―12kV/cm。因此，同一接地裝置在幅值很高的雷電沖擊電流作用下，其接地電阻要小于工頻電流下的數值。這一過程稱為火花效應。
雷電流的等值頻率很高，會使接地體本身呈現很明顯的電感作用，阻礙電流向接地體的遠端流通。對于長度較大的接地體這種影響更顯著。結果使接地體得不到充分利用，接地電阻值大于工頻接地電阻。這一現象稱為電感影響。
由于上述原因，同一接地裝置具有不同的沖擊接地電阻值和工頻接地電阻值，兩者之間的比稱為沖擊系數α；α＝R～/Ri 其中R～為工頻接地電阻；Ri為沖擊接地電阻，是指接地體上的沖擊電壓幅值與沖擊電流幅值之比，實際上應是接地阻抗，但習慣上仍稱為沖擊接地電阻。 沖擊系數α與接地體的幾何尺寸、雷電流的幅值和波形以及土壤電阻率等因素有關，多數靠實驗確定。一般情況下由于火花效應大于電感影響，故α＜1；但對于電感影響明顯的情況，則可能α≥1，沖擊接地電阻值一般要求小于10Ω。
4.引下線間距與防雷設施
關于引下線的間距問題，當避雷網敷設在建筑物上時，雷電流通過引下線入地。若引下線數量較多或者間距較小時，雷電流分布較為均勻，由于分流，引下線上的電壓相對減小，避免了跳閃的危險。因此，引下線的最大距離是以限制引下線上的最大雷電流為依據的。《工業建筑和民用建筑電力設計導則》中規定“引下線間距，一般以20-30m為標準”。我國過去對民用建筑物的引下線的間距，一般是按著上述規定設計的，運行多年情況良好，沒有由于引下線的間距發生過問題。根據查閱的大量資料，發現國外的規定也是不一致的。例如：原東德規定為10m，原蘇聯規定為25m，日本則規定為50m。因為各國規定相差較大，所以，雖然我國已有幾十年的運行實踐經驗，但為了可靠起見，我們在現實中必須按實驗算。
綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。
5.跨步電壓與接地裝置埋地深度
跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。
垂直埋設的接地體，宜采用圓鋼、鋼管、角鋼等，水平埋設的接地體，宜采用扁鋼、圓鋼等。人工接地體的尺寸不應小于下列數值：圓鋼直徑為10mm；扁鋼截面為100mm2；扁鋼厚度為4mm；角鋼厚度為4mm；鋼管壁厚為3.5mm。為降低跨步電壓，防直擊雷的人工接地裝置距建筑物人口處及人行道不應小于3m，當小于3m時應采取下列措施之一：（1）水平接地體局部深埋不應小于1m。（2）水平接地體局部包以絕緣物（例如50～80mm厚的瀝青層）。（3）采用瀝青碎石地面或在接地裝置上面敷設50～80mm厚的瀝青層，其寬度超過接地裝置2m。
若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。
6.結語
綜上所述，隨著我國建筑業速度加快,建筑物的高度也在不斷增高,致使施工現場機械設備隨之增高。為了確保建筑設施、施工設備和人員的安全,做好建筑工程施工現場防雷保護工作是安全生產不可缺省的重要環節。
【參考文獻】
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［2］趙麗,段晨東,姚明．建筑物防雷保護[J].安防科技,2003(05).
跨步電壓范文6
【關鍵詞】接地裝置；安全技術；探討
所謂接地，是指設備與大地作電氣連接或金屬性連接。電氣設備的接地，通常的方法是將金屬導體埋入地中，并通過導體與與設備作電氣連接。這種埋入地中直接與地接觸的金屬物體稱為接地體，而連接設備與接地體的金屬導體稱為接地線，接地體與接地線的連接組合就稱為接地裝置。
1.接地裝置的接觸電壓和跨步電壓
確定10kv接地裝置的型式和布置時，考慮保護接地的要求應降低接觸電位差和跨步電位差，并應符合下列要求。
1.1 10kv低電阻接地系統發生單相接地或兩相短路接地時接地裝置的接觸電位差和跨步電位差應不超過下列數值：
式中 Ut——接觸電位差，V；
Us——跨步電位差，V；
Ρf——人腳站地處地表面土壤電阻率，Ω·m；
t——接地故障電流持續時間，s。
1.2 3—66kv不接地、經消弧線圈接地線高電阻接地系統，發生單相接地故障后，當不能迅速切除故障時，此時接地裝置的接觸電壓和跨步電壓應不超過下列數值：
Ut=50+0.05ρf
Us=50+0.2ρf
2.接地參數的數值計算方法
2.1 近似計算階段
對于較復雜的電極，由于邊界條件在用數值計算之前很難得到它的精確解。因此，長期以來，許多文獻在分析、計算接地電阻、跨步電勢、接觸電勢這些接地參數時，都做了相應的一些近似，主要有如下兩種近似處理方法：（1）將接地體幾何形狀做某些改變使之便于進行數學分析；（2）假設電流在接地體上均勻分布。
2.2 工頻接地電阻的計算
20世紀50年代以前，發電廠和變電所接地裝置主要是由垂直接地導體所構成。但實際運行結果表明。垂直接地體的作用遠沒有過去所估計的那么大，因此，20世紀50年代初期，首先在美國，后來在歐洲一些國家中開始使用以水平接地體為主的接地裝置。于是，這種電極的接地電阻的各種近似計算公式也相繼產生。常用幾個近似算法如下：
（1）利用屏蔽系數A計算接地電阻R：
（1）
式中：L——水平接地體總長度，m；
h——水平接地體埋設深度，m；
d——水平接地體直徑或等值直徑，m；
A——水平接地體屏蔽系數。
（1）式是通過假定電流在接地體上均勻分布而得到的。經在工程中使用，尚負荷實際，但僅限于幾種接地體的形狀，才能查得系數A的值，因此，使用受到限制，且不適用于大型接地網。
（2）我國現行接地規程中所采用的的地網接地電阻的計算公式：
（2）
式中：S——接地網總面積，m2；
L——接地體的總長度，包括垂直接地體在內，m；
d——水平接地體的直徑或等值直徑，m；
h——水平接地體埋設深度，m。
（2）式是根據圓環接地電阻理論公式和回盤接地電阻理論公式，用線性內插法求得。采用的回盤公式考慮了埋深的影響，并將圓環公式的對數項改用面積表達，得到的接地電阻表達式較（2）式精確些，但接地電阻隨均壓導體的增加而呈下降的趨勢，使計算結果偏高。
2.3 跨步電勢Estep、接觸電勢Etouch或網孔電勢Emesh的計算
隨著電力系統容量的增加，地網面積愈來愈大。流經地網的大地短路電流大大增加，即使將接地電阻降到0.5Ω以下，地網電位壓有時也高達5000v以上，而且在高電阻率地區，發電廠、變電所耗用了大量鋼材也難達到0.5Ω的要求。為確保人身安全，必須將接觸電勢、跨步電勢控制在人體所允許的安全值以內。對于按等間距布置的接地網，地網外跨步電勢達到最大。因此，常常用網孔電勢來代替接觸電勢。網孔電勢是指接地導體與地表面網孔中心之間的電位差，是地網網孔內可能出現的最大接觸電勢。目前，網孔電勢，是接地導體與地表面網孔中心之間的電位差，是地網網孔內可能出現的最大的接觸電勢，因此常常用網孔電勢來代替接觸電勢。
3.接地計算研究的第二階段——數值計算、計算機輔助法
3.1 恒定電流場理論
沒有一恒定電流流入埋在電阻率為ρ的均勻土壤中的電極，若以無窮遠處為參考點，根據恒定電流場理論，應用格林函數的原理，可以得到電極泄漏電流在求解空間中任一點P產生的電位為：
式中，J（Q）表示電極表面S上Q點的泄露電流密度，G（P，Q）是相應于電極幾何形狀的格林函數，代表單位電流通過電極表面Q點在P點產生的點位。接地極對于土壤而言，可看成良導體，因此在土壤中通常假設為等電位電極。該條件作為數值計算的邊界條件。
3.2 計算方法及程序流程圖
（1）地網均壓導體的不等間距自動布置。由于發變電站的站址的限制，并不是所有的接地網都是規則矩形，而是可能出現一些凹凸多邊形的情況。自動布置導體時，必須滿足在各種地網形狀的情況下，既能按要求布置，而且能使布置的導體超出限定的范圍。一般來說，只要能夠確定水平地網的邊框，其內部的均壓導體布置是可以通過復雜的算法按要求實現的。布置的要求可以以外部文件的形式存放，布置導體時加以讀取，所以一些過去按等間距布置設計的接地網，可用等間距布置的要求文件更換按不等間距布置要求的文件，實現對等間距布置下的自動布置。輸入水平接地網邊框值，以水平接地網的某一直角邊建立坐標系，輸入地網水平地網邊框交點的坐標，即可確定水平接地網的范圍。
（2）一次分段的形成。在分段過程中，必須滿足各一次分段中無分段相交情況。
（3）微分段的劃分。將微分段長取為定值，將每一次分段長度除以微分段長就是其二次分段數值。不能整除時，余段長超過微分段長的一半，算作一個微分段，否則忽略不計。由于各微分段大小相等，因此不用對每一次分段計算其各微分段的自電阻與互電阻，只需計算最長一次分段中各微分段的互電阻，其他一次分段上的微分段可根據各微分段之間的相隔的微分段數情況通過直接賦值得到。
參考文獻