當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，若出現(xiàn)過高的接觸電壓或跨步電壓，可能發(fā)生危及人身安全的事故。所以對電壓在1000V以上的電氣設(shè)備，應(yīng)測量其接觸電壓和跨步電壓。在發(fā)電廠和變電所附近地區(qū)還應(yīng)測量地面的電位分布。

一般將距接地設(shè)備水平距離為0.8m處，及沿該設(shè)備外殼(或構(gòu)架)垂直于地面的距離為1.8m的兩點(diǎn)間的電壓，稱為接觸電壓，人體接觸該兩點(diǎn)時(shí)就要承受接觸電壓。測量接觸電壓，即測量這兩點(diǎn)之間的電壓如圖15-11所示。

人的跨步約為0.8m,所以在接地體徑向地面上水平距離為0.8m兩點(diǎn)間的電壓，稱為跨步電壓。人體兩腳接觸該兩點(diǎn)時(shí)，就要承受跨步電壓。

測量電壓分布和跨步電壓，應(yīng)該選擇經(jīng)常有人出入的地區(qū)進(jìn)行。距接地體近處，其測量間距約為0.8m，測量點(diǎn)數(shù)可選5-7點(diǎn)，以后的間距可增大到5-10m,一般測到25-50m遠(yuǎn)處即可。

測量用的接地，可用直徑8-10mm,長約300mm的圓鋼，埋入地中50-80mm,若在混凝土或磚塊地面測量時(shí)，可用26cm26cm的銅板或鋼板作接地體。為使銅板或鋼板與地接觸良好，銅板或鋼板上可壓重物，板下的地也可用水澆濕。

一、用電流、電壓表法測量

(一)測量接觸電壓

測量設(shè)備接觸電壓的試驗(yàn)接線如圖15-11所示。

加上電壓后讀取電流和電壓表的指示值，它表示當(dāng)接地體流過電流為I時(shí)的接觸電壓。然后按下式推算出當(dāng)流過大電流Imax時(shí)的實(shí)際接觸電壓

(15-35)

式中 Ue——接地體流過電流為Imax時(shí)的設(shè)備接觸電壓;

U ——接地體流過電流I時(shí)實(shí)測的接觸電壓，V;

K ——系數(shù)，其值為Imax /I;

Imax——發(fā)生接地時(shí)通過接地體的電流;

I ——測量時(shí)的實(shí)際電流。

圖15-11 測量設(shè)備接觸電壓的試驗(yàn)接線

1-接地體; 2-電壓;3-電流; 4-電氣設(shè)備

(二)測量電位分布和跨步電壓

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測量電位分布和跨步電壓的接線，如圖15-12所示。

圖15-12 測量電位分布和跨步電壓接線之一

(a)試驗(yàn)接線; (b)電位分布

1-接地體; 2-電壓;3-電流;0-表示零電位處

按圖15-12(a)加電壓使流入接地體的電流為I時(shí)，將電壓2'插入零電位0處，即在該點(diǎn)對接地體1'往外延伸時(shí)，其電位差不再增加，此時(shí)，如沿直線方向朝接地體1'移動(dòng)，并取等距離逐點(diǎn)測得電壓Un,Un-1,…,U3,U2,U1。然后，以Ug分別減去各點(diǎn)測得的電壓值，即得出各點(diǎn)(對零電位點(diǎn)0)的電位分布，如圖15-12(b)所示。接地體流過大電流Imax時(shí)的實(shí)際電位，應(yīng)乘以系數(shù)K確定。

得出各點(diǎn)的電位，相距0.8m兩點(diǎn)間的跨步電壓為

Ua=K(Un-Un-1) (15-36)

式中 Ua——任意相距0.8m兩點(diǎn)間的實(shí)際跨步電壓，V;

Un-Un-1——任意相距0.8m兩點(diǎn)間測量的電位差，V;

K——系數(shù)，接地體流過的大電流Imax與測量時(shí)通入的電流之比。

二、用接地電阻測量儀測量

用接地阻測量儀測量電位分布和跨步電壓的接線，如圖15-13所示。

圖15-13 測量電位分布和跨步電壓接線之二

按測量接地電阻的方法，測得接地體的電阻Rg,然后將電壓2'移至1，2，…，n各點(diǎn)，依次得r1,r2…，rn，由此得

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式中 Ue——接觸電壓，V;

Un——任意點(diǎn)n的電位，V;

Uk——跨步電壓，V;

Umax——流經(jīng)接地體的實(shí)際大電流為Imax時(shí)的對地電壓，其值等于大電流與接體電阻Rg的乘積，V;

Rg——接地電阻，;

Rn、rn-1——電壓置于距接地體0.8m的位置的1時(shí)，所測得的接地電阻。

r1——電壓置于距接地體的0.8m 的位置1時(shí)，所測得的接地電阻。

在大接地短路電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點(diǎn)兩相接地時(shí)，發(fā)電廠、變電所，電氣設(shè)備接地置的電壓和跨步電壓不應(yīng)超過下列數(shù)值

式中 Ue—— 接觸電壓，V;

Uk—— 跨步電壓，V;

&rho;&fnof;——人腳站立處面的土壤電阻率， ;

t——接地短路(故障)電流的特續(xù)時(shí)間，S0。

在3-66kV不接地，經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相地故障后，當(dāng)不迅速切除故障時(shí)，此時(shí)發(fā)電廠、變電所接地的裝置的接觸電壓和跨步電壓不應(yīng)超過下列數(shù)值。

Ue=50+0.5&rho;&fnof; (15-42)

Uk=50+0.2&rho;&fnof; (15-43)

在條件特別惡劣的場所，例如水田中，接觸電壓和跨步電壓的允許值宜適當(dāng)降低。

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