電位分布、跨步電壓和接觸電壓試驗(yàn)方法

 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。中試高測(cè)所以對(duì)電壓在1000V以上的電氣設(shè)備，應(yīng)測(cè)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(cè)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(cè)量接觸電壓，即測(cè)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(cè)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zui近處，其測(cè)量間距約為0.8m，測(cè)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(cè)到25～50m遠(yuǎn)處即可。
    測(cè)量用的接地極，可用直徑8～10mm,長(zhǎng)約300mm的圓鋼，埋入地中50～80mm,若在混凝土或磚塊地面測(cè)量時(shí)，可用26cm×26cm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(cè)量
    1.測(cè)量接觸電壓
    測(cè)量設(shè)備接觸電壓的試驗(yàn)接線如圖1-1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。中試高測(cè)然后按下式推算出當(dāng)流過大電流I_max時(shí)的實(shí)際接觸電壓

        U_e＝U（I_max／I）＝KU
    式中 U_e——接地體流過電流為I_max時(shí)的設(shè)備接觸電壓；
         U——接地體流過電流I時(shí)實(shí)測(cè)的接觸電壓，V；
         K——系數(shù)，其值為I_max／I；
         I_max——發(fā)生接地時(shí)通過接地體的zui大電流；
         I——測(cè)量時(shí)的實(shí)際電流。

圖1-1 測(cè)量設(shè)備接觸電壓的試驗(yàn)接線
1－接地體； 2－電壓極；3－電流極； 4－電氣設(shè)備

 2.測(cè)量電位分布和跨步電壓
    測(cè)量電位分布和跨步電壓的接線，如圖1-2所示。

圖1-2 測(cè)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-電壓極；3-電流極；0-表示零電位處

 按圖1-2（a）加電壓使流入接地體的電流為I時(shí)，將電壓極為2’插入零電位0處，即在該點(diǎn)對(duì)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(cè)得電壓U_n,U_n-1,…,U₃,U₂,U₁。然后，以U_g分別減去各點(diǎn)測(cè)得的電壓值，即得出各點(diǎn)（對(duì)零電位點(diǎn)0）的電位分布，如圖1-2（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
        U_a＝K（U_n-U_n-1）
    式中  U_a——任意相距0.8m兩點(diǎn)間的實(shí)際跨步電壓，V；
          U_n-U_n-1——任意相距0.8m兩點(diǎn)間測(cè)量的電位差，V；
          K——系數(shù)，接地體流過的大電流I_max與測(cè)量時(shí)通入的電流之比。
    二、用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量
    用接地zui阻測(cè)量?jī)x測(cè)量電位分布和跨步電壓的接線，如圖1-3所示。

圖1-3 測(cè)量電位分布和跨步電壓接線之二

 按測(cè)量接地電阻的方法，測(cè)得接地體的電阻R_g,然后將電壓極2’移至1，2，…，n各點(diǎn)，依次得r₁,r₂…，r_n，由此得
        U_e＝r₁（U_max／R_g）
        U_n＝U_max（1－r_n／R_g）
        U_k＝（r_n－r_n－1）（U_max／R_g）
    式中 U_e——接觸電壓，V；
         U_n——任意點(diǎn)n的電位，V；
         U_k——跨步電壓，V；
         U_max——流經(jīng)接地體的實(shí)際大電流為I_max時(shí)的對(duì)地電壓，中試高測(cè)其值等于大電流與接體電阻R_g的乘積，V；

         R_g——接地電阻，Ω；
         R_n、r_n-1——電壓極置于距接地體0.8m的位置的1時(shí)，所測(cè)得的接地電阻。
         r₁——電壓極置于距接地體的0.8m的位置1時(shí)，所測(cè)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
        U_e＝（174＋0.17ρƒ）／√t
        U_k＝（174＋0.17ρƒ）／√t
    式中 U_e——接觸電壓，V；
         U_k——跨步電壓，V；
         ρƒ——人腳站立處面的土壤電阻率，Ω·cm；
         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。
        U_e＝50＋0.5ρƒ
        U_k＝50＋0.2ρƒ
    在條件特別惡劣的場(chǎng)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。

產(chǎn)品參數(shù)

1、阻抗測(cè)量范圍：0～15Ω
2、分辨率：0.001Ω
3、測(cè)量誤差：±（讀數(shù)×1％+0.001Ω）
4、抗地電壓*力：15V工頻干擾電壓帶來的誤差僅為0.001Ω
5、測(cè)試電流波形：正弦波
6、輸出電流：0～3.0A
7、輸出電壓：0～100V
8、測(cè)量線要求： 電流線銅芯截面積≥1.0mm2
電壓線銅芯截面積≥0.2mm2
9、供電電源：AC220V±10％，50Hz
10、使用環(huán)境：溫度：-10℃～50℃；相對(duì)濕度：<90%
11、外形尺寸：440×350×310
12、儀器重量：6.0kg