电位分布、跨步电压和接触电压试验方法

 当发生接地故障时，若出现过高的接触电压或跨步电压，可能发生危及人身安全的事故。中试高测所以对电压在1000V以上的电气设备，应测量其接触电压和跨步电压。在发电厂和变电所附近地区还应测量地面的电位分布。

    一般将距接地设备水平距离为0.8m处，及沿该设备外壳（或构架）垂直于地面的距离为1.8m的两点间的电压，称为接触电压，人体接触该两点时就要承受接触电压。测量接触电压，即测量这两点之间的电压如图15-11所示。
    人的跨步约为0.8m,所以在接地体径向地面上水平距离为0.8m两点间的电压，称为跨步电压。人体两脚接触该两点时，就要承受跨步电压。
测量电压分布和跨步电压，应该选择经常有人出入的地区进行。距接地体zui近处，其测量间距约为0.8m，测量点数可选5～7点，以后的间距可增大到5～10m,一般测到25～50m远处即可。
    测量用的接地极，可用直径8～10mm,长约300mm的圆钢，埋入地中50～80mm,若在混凝土或砖块地面测量时，可用26cm×26cm的铜板或钢板作接地体。为使铜板或钢板与地接触良好，铜板或钢板上可压重物，板下的地也可用水浇湿。
    一、用电流、电压表法测量
    1.测量接触电压
    测量设备接触电压的试验接线如图1-1所示。
    加上电压后读取电流和电压表的指示值，它表示当接地体流过电流为I时的接触电压。中试高测然后按下式推算出当流过大电流I_max时的实际接触电压

        U_e＝U（I_max／I）＝KU
    式中 U_e——接地体流过电流为I_max时的设备接触电压；
         U——接地体流过电流I时实测的接触电压，V；
         K——系数，其值为I_max／I；
         I_max——发生接地时通过接地体的zui大电流；
         I——测量时的实际电流。

图1-1 测量设备接触电压的试验接线
1－接地体； 2－电压极；3－电流极； 4－电气设备

 2.测量电位分布和跨步电压
    测量电位分布和跨步电压的接线，如图1-2所示。

图1-2 测量电位分布和跨步电压接线之一
（a）试验接线； （b）电位分布
1-接地体； 2-电压极；3-电流极；0-表示零电位处

 按图1-2（a）加电压使流入接地体的电流为I时，将电压极为2’插入零电位0处，即在该点对接地体1’往外延伸时，其电位差不再增加，此时，如沿直线方向朝接地体1’移动，并取等距离逐点测得电压U_n,U_n-1,…,U₃,U₂,U₁。然后，以U_g分别减去各点测得的电压值，即得出各点（对零电位点0）的电位分布，如图1-2（b）所示。接地体流过大电流Imax时的实际电位，应乘以系数K确定。
    得出各点的电位，相距0.8m两点间的跨步电压为
        U_a＝K（U_n-U_n-1）
    式中  U_a——任意相距0.8m两点间的实际跨步电压，V；
          U_n-U_n-1——任意相距0.8m两点间测量的电位差，V；
          K——系数，接地体流过的大电流I_max与测量时通入的电流之比。
    二、用接地电阻测量仪测量
    用接地zui阻测量仪测量电位分布和跨步电压的接线，如图1-3所示。

图1-3 测量电位分布和跨步电压接线之二

 按测量接地电阻的方法，测得接地体的电阻R_g,然后将电压极2’移至1，2，…，n各点，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——接触电压，V；
         U_n——任意点n的电位，V；
         U_k——跨步电压，V；
         U_max——流经接地体的实际大电流为I_max时的对地电压，中试高测其值等于大电流与接体电阻R_g的乘积，V；

         R_g——接地电阻，Ω；
         R_n、r_n-1——电压极置于距接地体0.8m的位置的1时，所测得的接地电阻。
         r₁——电压极置于距接地体的0.8m的位置1时，所测得的接地电阻。
    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、变电所，电气设备接地置的电压和跨步电压不应超过下列数值
        U_e＝（174＋0.17ρƒ）／√t
        U_k＝（174＋0.17ρƒ）／√t
    式中 U_e——接触电压，V；
         U_k——跨步电压，V；
         ρƒ——人脚站立处面的土壤电阻率，Ω·cm；
         t——接地短路（故障）电流的特续时间，S0。
    在3～66kV不接地，经消弧线圈接地和高电阻接地系统，发生单相地故障后，当不迅速切除故障时，此时发电厂、变电所接地的装置的接触电压和跨步电压不应超过下列数值。
        U_e＝50＋0.5ρƒ
        U_k＝50＋0.2ρƒ
    在条件特别恶劣的场所，例如水田中，接触电压和跨步电压的允许值宜适当降低。

产品参数

1、阻抗测量范围：0～15Ω
2、分辨率：0.001Ω
3、测量误差：±（读数×1％+0.001Ω）
4、抗地电压*力：15V工频干扰电压带来的误差仅为0.001Ω
5、测试电流波形：正弦波
6、输出电流：0～3.0A
7、输出电压：0～100V
8、测量线要求： 电流线铜芯截面积≥1.0mm2
电压线铜芯截面积≥0.2mm2
9、供电电源：AC220V±10％，50Hz
10、使用环境：温度：-10℃～50℃；相对湿度：<90%
11、外形尺寸：440×350×310
12、仪器重量：6.0kg