跨步電壓

跨步電壓

跨步電壓是指電氣設備發生接地故障時,在接地電流入地點周圍電位分布區行走的人兩腳之間的電壓。架空線路的一根帶電導線斷落在地上時,落地點與帶電導線的電勢相同,電流會從導線的落地點向大地流散,形成一個電勢分布區域,人走近短路地點時,產生跨步電壓。雷雨天氣,在雷電流通過接地裝置時,也會產生跨步電壓。距電流入地點越近,跨步電壓越高,反之越低。一旦誤入跨步電壓區,應邁小步,雙腳不要同時落地,最好一隻腳跳走,朝接地點相反的地區走,逐步離開跨步電壓區。

基本信息

概述

戶外落雷可引起跨步電壓危險戶外落雷可引起跨步電壓危險

跨步電壓是指電氣設備發生接地故障時,在接地電流入地點周圍電位分布區行走的人,其兩腳之間的電壓

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,兩腳之間的電位差就稱作跨步電壓(電工行業習稱跨步電勢)。距電流入地點越近,跨步電壓越高,反之越低。跨步電壓主要產生於電力系統的接地短路電流

雷雨天氣中,在雷電流通過接地裝置時,也會產生跨步電壓。

原理

跨步電壓跨步電壓

如果人或牲畜站在距離電線落地點8~10米以內,就可能發生觸電事故,這種觸電即跨步電壓觸電。人受到跨步電壓時,電流雖然是沿著人的下身,從腳經腿、胯部又到腳與大地形成通路,沒有經過人體的重要器官,好像比較安全。但是,因為人受到較高的跨步電壓作用時,雙腳會抽筋,使身體倒在地上。這不僅使作用於身體上的電流增加,而且使電流經過人體的路徑改變,完全可能流經人體重要器官,如從頭到手或腳。相關事件證明,人倒地後電流在體內持續作用2秒,就會致命。

實驗驗證

跨步電壓的演示圖跨步電壓演示圖

以牛進行驗證表明,脈衝電壓幅值為0.6~30千伏時,跨步電壓和接觸電壓對牛的內部肌體沒有任何損傷。如跨步電壓的幅值提高到40~70千伏,而接觸電壓的幅值提高到42~56千伏時,牛的中樞神經系統和血液循環機能受到。這是暫時性影響,經過休息後可以完全恢復,沒有生命危險。

如跨步電壓的幅值提高到96千伏,接觸電壓的幅值提高到74千伏時,牛的呼吸失常,心臟活動機能損傷,產生不可逆過程,有生命危險。

一旦誤入跨步電壓區,應邁小步,雙腳不要同時落地,最好一隻腳跳走,朝接地點相反的地區走,逐步離開跨步電壓區。
人站在接地短路迴路上,兩腳距離為0.8米,人身所承受的電壓,稱為跨步電壓。

危害

當跨步電壓達到40~50V時,將使人有觸電危險,特別是跨步電壓會使人摔倒進而加大人體的觸電電壓,甚至使人觸電死亡

預防

電壓預防

室外雷電天氣可引發跨步電壓危險室外雷電天氣可引發跨步電壓危險

應增設接地極改變跨步電壓。增設垂直接地極對於降低接觸電壓和跨步電壓具有非常顯著的作用,一是垂直極的引入,降低了地電位升(GPR),而接觸及跨步電壓均與GPR有著直接的關係。二是因為增設垂直極後,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。

周邊路面預防

為了避免跨步電壓對人身的傷害,接地網外緣應該閉合,外緣各角應做成圓弧形。如仍不能滿足跨步電位差的要求,可敷設水平均壓帶。接地網邊沿經常有人通過的地方,可鋪設礫石或瀝青路面,也可敷設均壓帶。

人員預防

如果發現高壓線鐵塔傾斜或者電線斷頭下垂時,一定要迅速遠避。

雷雨天氣時,也要儘量減少跨步電壓帶來的傷害,如果在周圍有落雷、周圍有不均勻電壓分布的緊急情況下,應趕快把雙腳並在一起,然後馬上用一條腿蹦離危險,逐步離開跨步電壓區。

相關規定

中國有關標準規定,在大接地短路電流系統發生單相接地或同點兩相接地時,地面水平距離0.8m兩點間的電位差應滿足下式的規定:

跨步電壓

式中Es為跨步電位差(V),ρ為人腳站立處的地表土壤電阻率(Ωm),t為接地短路電流的持續時間(s)。在小接地短路電流系統中發生單相接地時,一般並不迅速切除故障,接地電流的持續時間比較長,所以須把跨步電位差的允許值降低,此時跨步電位差應滿足下式的規定:

ES=50+0.2ρ

條件比較惡劣的場所,如礦井和水田,Es的允許值應適當降低。

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