接地电阻及跨步电压的计算
跨步电压名词解释
跨步电压名词解释跨步电压是指在地面上两个足底之间的电压差，也称为步间电压。
通常情况下人体接地电阻为几千欧姆，当人走过接地电阻不均匀的地面时，会形成电流，从而产生跨步电压。
跨步电压的大小与人体的接地电阻、地面的电导率以及电流的大小有关。
在一些特定的情况下，跨步电压可能会对人体造成危害，如触电、感电等。
跨步电压的产生原理跨步电压的产生原理是基于欧姆定律和基尔霍夫定律。
当一个人走在接地电阻不均匀的地面上时，他的身体会形成一个电阻，电流会从一个足底进入人体，从另一个足底离开，形成一个回路。
由于地面的电阻不均匀，电流在通过不同的电阻时会产生不同的电压降，从而形成跨步电压。
跨步电压的测量为了保证人体安全，跨步电压需要进行测量。
常用的测量方法是通过电位差计或电场强度计进行测量。
电位差计是一种测量电压差的仪器，可以通过在两个足底之间放置电极来测量跨步电压。
电场强度计则是一种测量电场强度的仪器，可以通过在跨步区域内放置电极来测量跨步电压。
在测量跨步电压时，需要注意电极的位置和电流的大小，以保证测量的准确性。
跨步电压的危害跨步电压可能会对人体造成危害。
当跨步电压超过一定的阈值时，可能会引起触电、感电等危险。
一般来说，跨步电压超过50伏时就可能会对人体造成危害。
因此，在一些需要保证人体安全的场所，如电力系统、化工厂等，需要对跨步电压进行控制和监测，以保证人体安全。
跨步电压的控制为了控制跨步电压，可以采取以下措施：1. 在地面上铺设导电性能好的材料，如铜板、铝板等，以提高地面的电导率，降低电阻不均匀性。
2. 在跨步区域内设置接地装置，将跨步区域的电势与地面的电势相等，降低跨步电压的大小。
3. 在跨步区域内设置隔离装置，将跨步区域与地面隔离，防止电流通过人体形成回路，从而减少跨步电压的产生。
总之，跨步电压是一种常见的电现象，对人体安全有一定的影响。
在需要保证人体安全的场所，需要对跨步电压进行控制和监测，以保证人体安全。
对地电压和触摸电压及跨步电压
对地电压和触摸电压及跨步电压人行走在流散区内，由图2的曲线C可见，一只脚的电位为Uphi;1，另一只脚的电位为Uphi;2，则因为跨步所发作的缺陷电压Uk=Uphi;1-Uphi;2。
在Uk的效果下，人体电流IB从人体的一只脚的电阻Rp，流过人体电阻RB，再流经另一只脚的电阻Rp，则人体电流IB=Uk/(RB十2Rp)。
此刻人体所接受的电压Ut=IBmiddot;RB=Ukmiddot;RB/(RB+2p)。
这种当电气设备绝缘损坏时，在流散区内跨步的条件下，人体所接受的电压Uk为跨步电压。
通常人的步距约为0.8m，因此跨步电压Uk以地上上0.8m水平间隔间的电位差为条件来核算。
由图2可见，当人越挨近接地极，Uphi;1越大。
当一只脚在接地极上时Uphi;1=Ud，此刻跨步所发作的缺陷电压Uk为最大值，即图2中的Ukm，相应地跨步电压值也是最大值。
反之，人越远离接地极，则跨步电压越小。
当人在流散区以外时，Uphi;1和Uphi;2都等于零，则Uk=0，不再呈现跨步电压。
啥叫触摸电压：图2中，当电气设备M绝缘损坏碰壳短路时，流经接地极的短路电流为Id。
如接地极的接地电阻力Rd，则在接地极处发作的对地电压Ud=Idmiddot;Rd，通常称Ud为缺陷电压，相应的电位散布曲线为图2中的曲线C。
通常状况下，接地线的阻抗可不计，则M上所呈现的电位即为Ud。
当人在流散区内时，由曲线C可知人地址的地电位为Uphi;。
此刻如人触摸M，由触摸所发作的缺陷电压Ut=Ud-Uphi;。
人站立在地上，而一只脚的鞋、袜和地上电阻为Rp，当人触摸M时.两只脚为并联，其概括电阻为Rp/2。
在Ut的效果下，Rp/2与人体电阻RB串联，则流经人体的电流IB=Uf/(RB+Rp/2)，人体所接受的电压Ut=IBmiddot;RB=Ufmiddot;RB/(RB+Rp/2)。
这种当电气设备绝缘损坏时，触及电气设备的手和触及地上的双脚之间所呈现的触摸电压Ut 与M和接地极间的间隔有关。
接地计算
修改码：0 表GD118 计算书首页工程名称湖南华润鲤鱼江发电B厂设计阶段施工图计算书名称全厂接地装置的接地电阻、接触电位和跨步电位计算批准:审核:校核:设计:计算日期年月日1．总述：本计算书为湖南华润鲤鱼江发电B厂500kV开关站防雷接地计算。
计算目的是为了校验升压站接地网布置的合理性，以及接地网表面最大接触电压和跨步电压应小于允许值。
计算依据为中华人民共和国电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》(备案号：684-1997)。
2．入地短路电流计算：2.1 鲤鱼江发电B厂远景主结线示意图：鲤鱼江发电A厂远景规划4⨯300MW机组，每两台机组以发电机-变压器组扩大单元接线形式接入发电B厂500kV开关站。
由于A厂资料暂缺，暂按两台300MW机组相当于一台600MW机组等效考虑计算。
短路点发生在500kV母线上，取S d=1000MVA,U d=525kV,则:短路电流基准值I d=S d/3U d=1000/(3⨯525)=1099.71A系统零序电抗X0=0.1161(以上均为归算在统一基准值下的电抗标幺值)。
主变零序电抗标幺值X T1*=0.15⨯1000÷720=0.2083启备变零序电抗标幺值X T0*=0.20⨯1000÷50=4由于启备变零序电抗远远大于主变零序电抗及系统阻抗，故在零序网络图中启备变分支可忽略不计。
X 0∑= X 0//( X T1*/6) =0.1161//(0.2083/6)=0.0267单相接地短路电流I k =28.613 kA(短路电流数据见图F2351C-D-06)流经变压器中性点电流:I n = I k ⨯ X 0/{ X 0+ X T1*/6}=28.613⨯0.1161/{0.1161+0.0347}=22.03kA3 全厂接地网的接地电阻及接触电压与跨步电压计算：2005年07月初，本院勘测队在鲤鱼江发电B 厂厂区内，实测93个测量点， 测量时天气晴朗，地表干燥。
接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是什么？
接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是什么？关键词：接地电阻跨步电压土壤电阻率土壤电阻率如何计算接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是测量接地系统的综合参数，结合土层的导电率，制定详细的解决方案，有些城市和地区地质结构不太好，土壤电阻率通常会大于1000Ω.m的高土壤电阻率，也就体现了测量的意义，对于高土壤电阻率是要采取降阻措施，具体方法我们后文中也会提到，下面我们看一下接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是什么？接地电阻的简述接地电阻是电力系统中接触得比较多的试验项目，是指电流经过接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻，电阻越小扩散性越好，接地电阻越低。
大地具有一定的电阻率，如果有电流流过时，则大地各处就具有不同的电位，电流经接地体注入大地后，它以电流场的形式向四处扩散，离接地点愈远，半球形的散流面积愈大，地中的电流密度就愈小，因此可认为在远端，单位扩散距离的电阻及地中电流密度已接近零，该处电位已为零电位。
土壤电阻率简述土壤电阻率的作用土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。
土壤电阻率必要性土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，为了合理设计接地装置，必须对土壤电阻率进行实测，以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。
测量突然电阻率的计算方法测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量，测得接地体接地电阻后，再按下面的公式计算土壤电阻率。
1：用钢管或圆钢作接地体时计算公式：ρ=2πRjL/（ln（4L/d））=RjL/（0.336lg（4L/d））Ωcm其中：L为钢管或圆钢入地长度，单位m；d为钢管或圆钢直径，单位m；Rj为测出的接地电阻值，单位Ω2：用扁钢作接地体时计算公式：ρ=2πRjL/（ln（2L^2/(bh)））=RjL/（0.336lg（2L^2/(bh)））Ωcm其中：L为扁钢长度，单位m；b为扁钢厚度，单位m；h为埋设深度，单位m。
接地电阻常用计算公式
砸皂
越
πρ蕴［糟 造灶（圆蕴蕴则糟 ）垣
噪员 蕴糟 槡杂
原 噪圆
垣 员］
（猿鄄 员源）
水平地网和垂直接地极结合而成的接地电阻低于单独部分的接地电阻，但仍
然高于它们并联的接地电阻值。
·猿圆·
接地设计与工程实践
图 猿鄄 源摇 系数 噪员
猿郾 远摇 两层土壤的接地电阻计算公式
图 猿鄄 缘摇 系数 噪圆
猿郾 远郾 员摇 水平地网
槡杂
蕴园
砸藻
越 园郾
圆员猿
ρ（员 槡杂
垣
月）垣
ρ 圆π蕴
造灶
杂 怨澡凿
原
缘月
（猿鄄 远）
第 猿 章摇 接地电阻常用计算公式
·圆怨·
月越 员 员 垣 源郾 远
澡
槡杂
式中摇 砸灶 ———任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（ Ω）； 砸藻 ———等效（ 即等面 积、等 水 平 接 地 极 总 长 度） 方 形 接 地 网 的 接 地 电 阻 （ Ω）；
如果土壤在水平方向具有两个剖面结构 （ 见图 猿鄄 远），则以下式计算水平地网接地电 阻值：
式中 摇
砸 越 园郾 缘ρ员 ρ圆 槡杂
ρ员 槡杂圆 垣 ρ圆 槡杂员
（猿鄄 员缘）
杂员 、杂圆 ———分别为覆盖电阻率 为 ρ员 、
ρ圆 的土壤的面积（ 皂圆 ）；
杂———接地网总面积（ 皂圆 ）。
如果垂直方向 具 有 两 层 结 构（ 见 图 猿鄄
参摇 摇 数
铁塔接地装置
粤贼 越 员郾 苑远 蕴 越 源（ 造员 垣 造圆 ）
钢筋混凝土杆辐射形接地装置
粤贼 越 圆郾 园 蕴 越 源造员 垣 造圆
铁塔接地装置最经济高效，不仅适用于输电线路杆塔，同样适合于雷达、通 信等远离人群的基站铁塔。
接地电阻常用计算公式
造———水平接地极的总长度（ 皂）；
澡———水平接地极的埋设深度（ 皂）；
凿———水平接地极的直径或等效直径（ 皂）；
粤———水平接地极的形状系数。
水平接地极的形状系数可采用表 猿鄄 员 所列数值。
（猿鄄 源）
·圆愿·
接地设计与工程实践
表 猿鄄员摇 水平接地极的形状系数 粤
水平接地
极形状
形状系数 粤 原 园郾 远 原 园郾 员愿 园
图 猿鄄苑摇 在垂直方向上具有两层结构的土壤
图 猿鄄 愿摇 地网面积、视在电阻率、网孔个数、接地体半径、接地网长宽比与系数 运 的关系
·猿源·
接地设计与工程实践
猿郾 远郾 圆摇 垂直接地极
垂直接地极穿过两层土壤时（ 见图 猿鄄 怨 ），通
过下式计算接地电阻值：
砸
越 圆ρπα（造 造灶
源造 凿
垣 悦）
园郾 源愿 园郾 愿怨
员
圆郾 员怨 猿郾 园猿 源郾 苑员 缘郾 远缘
猿郾 猿摇 架空线路杆塔接地电阻的计算
杆塔水平接地装置的工频接地电阻可利用下式计算：
砸
越
ρ 圆π蕴
造灶
蕴圆 澡凿
垣
粤贼
式中，粤贼和 蕴 按表 猿鄄 圆 取值。
表 猿鄄圆摇 式（猿鄄缘）中的参数
接地装置种类
形摇 摇 状
（猿鄄 缘）
怨员源 园郾 怨员 园郾 圆员
第 猿 章摇 接地电阻常用计算公式
·猿员·
式（猿鄄 员园） 中，经常用所有测量的电阻率的一个平均值来代替均匀土壤电阻 率。如果在式（猿鄄 员园） 中采用这个平均电阻率，则通常由式（猿鄄 员园） 计算的电阻 要比直接从实际中测量的电阻要大。表 猿鄄 猿 中所显示的这些计算的和测量的电阻值 并没有反映这种倾向，因为计算是建立在“ 在现场所测的电阻率的最低平均值” 的基础上的。
接地电阻测试仪常用知识解
接地电阻测试仪常用知识解1．定义地电流：在大地或在接地极中流过的电流。
接地导体：指构成地的导体，该导体将设备、电气器件、布线系统、或其他导体（通常指中性线）与接地极连接。
接地极：构成地的一种导体。
接地连接：用来构成地的连接，系由接地导体、接地极和围绕接地极的大地（土壤）或代替大地的导电体组成。
接地网：由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极，用以为电气设备和金属结构提供共同地。
接地系统：在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统。
接地极地电阻：接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。
（注：所谓远方是指一段距离，在此距离下，两个接地极互阻基本为零。
）接地极互阻：指以欧姆为单位表示的，一个接地极1A直流电流变量在另一接地极产生的电压变量。
电位：指某点与被认为具有零电位的某等电位面（通常是远方地表面）间的电位差。
接触电压：接地的金属结构和地面上相隔一定距离处一点间的电位差。
此距离通常等于最大的水平伸臂距离，约为1m。
跨步电压：地面一步距离的两点间的电位差，此距离取最大电位梯度方向上1m的长度。
（注：当工作人员站立在大地或某物之上，而有电流流过该大地或该物时，此电位差可能是危险的，在故障状态时尤其如此）（架空线防雷保护用）接地极：指一个导体或一组导体，装设在输电线路下方，位于地面或地面上方，但绝大多数在地下，并与铁塔或电杆基础相连。
土壤电阻率：是指一个单位立方体的对立面之间的电阻，通常以Ω•m或Ω•cm为单位。
2．在测接地电阻时，有哪些因素造成接地电阻不准确，如何避免？A）接地系统（地网）周边土壤构成不一致，地质不一，紧密、干湿程度不一样，具有分散性，地表面杂散电流、特别是架空地线、地下水管、电缆外皮等等，对测试影响特别大。
解决的方法是，取不同的点进行测量，取平均值。
B）测试线方向不对，距离不够长，解决的方法是，找准测试方向和距离。
C）辅助接地极电阻过大。
解决的方法是，在地桩处泼水或使用降阻剂降低电流极的接地电阻。
接地比压计算公式
接地比压计算公式
接地比压计算公式是用来计算接地比压的数学公式，其计算方法是通过测量接地电极的电阻值和接地电极周围的土壤电阻率，然后根据特定的公式进行计算。
接地比压计算公式通常用于工程领域，用来评估接地系统的性能和有效性。
在工程领域中，接地系统是非常重要的，它可以确保设备的安全运行，并防止因接地不良导致的事故发生。
接地比压计算公式的主要作用就是帮助工程师评估接地系统的质量，确保其符合相关的安全标准和要求。
接地比压计算公式的具体计算方法包括测量接地电极的电阻值和土壤电阻率，然后根据以下公式进行计算：
接地电阻 = K × Rg
其中，接地电阻是接地电极的电阻值，K是土壤电阻率，Rg是接地电极的电阻值。
通过这个公式，工程师可以快速准确地评估接地系统的性能，确定是否需要对接地系统进行改进或加固，以确保设备的安全运行。
除了接地比压计算公式外，工程师在设计接地系统时还需要考虑土壤的电阻率、接地电极的材料和尺寸等因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出符合要求的接地系统，确保设备的安全运行。
在实际工程中，工程师还需要根据具体情况对接地系统进行定期检测和维护，以确保接地系统的正常运行。
如果发现接地系统存在问题，工程师需要及时处理，以避免可能造成的安全隐患。
总的来说，接地比压计算公式是工程领域中非常重要的计算方法，通过这个公式，工程师可以评估接地系统的性能，确保设备的安全运行。
因此，在设计和维护接地系统时，工程师需要熟练掌握接地比压计算公式，以确保接地系统的有效性和安全性。
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接地电阻为
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1.跨步电压的定义
电力系统接地体一旦有电流通过，由于接地电阻的存在， 在地面上存在电位分布。此时，人体跨步的两足之间的 电压称为跨步电压。
当跨步电压超过允许值时，将威胁人的生命。
2.跨步电压的计算与危险区（以第三种情况为例）
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1.剩余电荷触电
电气设备的相间绝缘和对地绝缘都存在电容效应。由于电 容器具有储存电荷的性能，因此在刚断开电源的停电设备 上，都会保留一定量的电荷，称为剩余电荷。如此时有人 触及停电设备，就可能遭受剩余电荷电击。另外，如大容 量电力设备和电力电缆、并联电容器等在摇测绝缘电阻后 或耐压试验后都会有剩余电荷的存在。设备容量越大、电 缆线路越长，这种剩余电荷的积累电压越高。因此，在摇 测绝缘电阻或耐压试验工作结束后，必须注意充分放电， 以防剩余电荷电击。
当电流量进入身体达到18－22毫安（mA）时，会引 起呼吸肌不能随意收缩，致使呼吸停止，产生严重窒息； 如电流量超过22亳安以上，可使心室发生纤颤，造成心泵 排血困难，几分钟内即可停止心脏跳动。所以心室纤颤是 触电死亡的主要原因。
如一次超过10安培的电流量就会把皮肉击穿。大脑和其它 神经组织通过大量电流时，都会失去所有的正常兴奋性， 而使伤者很快进入触电后昏迷状态。
接地体在工程实际中的作用
考虑到一些电力设备可能会遇到很大的工作电流、 短路电流或雷击电流，在安装时必须配有接地装置， 以使这些短促而巨大的电流通过接地线送到接地体， 再分流入大地。 例如三相高压变压器中性工作接地、配电机房的防雷接地等
接地电阻的计算
1.接地体深埋地下时的接地电阻
接地体深埋于地下时，我们认为其离地表面无穷 远，基本不受接地电流的影响，该情况下接地电 阻的计算十分简单。
电流对人体的危害
电流对人体伤害的主要作用机理 心室纤维性颤抖是电击致死的主要原因。一个心动周
期由产生兴奋期、兴奋扩展期和兴奋复原期所组成。在兴 奋复原期内有一个相对较小的部份称为易损期，在易损期 内，心肌纤维处于兴奋的不均匀状态，假如受到足够幅度 电流的刺激，心室纤维发生颤抖和血压降低，如电流足够 大将导致死亡。
2.接地体浅埋于地面h深的情况 在生产实践中，从施工操作和经济等方面考虑，不可能 每次都将接地体埋得非常深，因此对危险隐患必须加以 考虑并采取相应的防范措施。
设一个半径为 a的球形接地体埋于地下h深处有较大接 地电流时它对地面 的影响不能忽略 ，且形成的电场已 无对称可言(必须考虑边界条件 )。 若还用常规方法去计 算接地电阻与地面上危险区，将会很繁琐。
2
r
1 b
1 r
Ib
2 r 2
设U0为人体安全的临界跨步电压 （通常小于5070V），可以确定 危险区半径r0为
r0
Ib
2 U0
r0
abIR U0
I oa
J
P r
AB
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图 跨步电压与危险区的分析
第二种情况下的跨步电压与危险区计算
有跨步电压存在时如何避免触电
触电方式
一、直接接触触电 1、单相触电 （1）中性点接地系统中的单相触电 （2）中性点不接地系统中的单相触电 2、两相触电 二、间接接触触电 1、接触电压触电 2、跨步电压触电 三、其它类型触电 1、剩余电荷触电 2、雷电电击 3、感应电压触电 4、静电电击
接地电阻：电流在流经大地时遇到的电阻，包括接地器 本身的电阻、接地导线的电阻、接地器和大地之间的接触电 阻，以及两接地器之间土壤的电阻。
危险区：一些大功率电力设备的接地电流太大， 流入 大地后还在地面上形成较强的电位分布，也会造成很大的 跨步电压，当其超过允许值时仍会威胁地面操作 人员的 安全，在实践中必需计算出这一区域(称为危险区)，对其 做出标记或围栏，以确保真正的安全。
所以采用电磁场理论的镜像法进行计算。
由深埋时的计算情况我们可知，接地体到无穷远处电 位为 ，此时由于镜像接地体的作用，接地体的 真正电位应当是接地体到无穷远处电位和镜像到接地 体上电位的相互叠加
由第一问可知，球形接地体到距其球心为
r处的电位为
3.紧贴地面埋于大地的半球形接地体的接地电阻。 由镜象法得一个孤立球：
如图，接地体是半径为a的 球形良导体，土壤是电导率 为γ的不良导体。 此时电流可看做球形对称分 布，对于距球心为r处的任一 闭合球面，穿过它的体电流 密度为J
J •d s 4r2 • J I
J
J
er
I
4r 2
er
由欧姆定律的微分形式
这种情况下因为接地体离地面太 远，对地表面影响微乎其微，因 此不必考虑其危险区范围
当r≥a时
4r2J c
2i,
Jc
i
2r2
E
i
2 r2
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E • dr
r
i
2 r
接地电阻为
Ru 1
i 2 r
由良导体与不良导体边界面条
2i
件，良导体球内部场强与外部
i
土壤
土壤场强相比很小，所以我们
土壤
a
土壤
a
可以把导体球看作等势体，当
r<a时，有
(a) 电流线J的分布
(b) 镜象法图示
图 半球形接地器
2.感应电压触电 由于带电设备的电磁感应和静电感应作用，能使附近的停电 设备上感应出一定的电位，其数值的大小决定于带电设备电 压的高低、停电设备与带电设备两者接近程度的平行距离、 几何形状等因素。感应电压往往是在电气工作者缺乏思想准 备的情况下出现的，因此，具有相当的危险性。在电力系统 中，感应电压触电事故屡有发生，甚至造成伤亡事故。 3.静电触电 静电电位可高达数万伏至数十万伏，可能发生放电，产生静 电火花，引起爆炸、火灾，也能造成对人体的电击伤害。由 于静电电击不是电流持续通过人体的电击，而是由于静电放 电造成的瞬间冲击性电击，能量较小，通常不会造成人体心 室颤动而死亡。但是其往往造成二次伤害，如高处坠落或其 他机械性伤害，因此同样具有相当的危险性。
跨步电压及其计算
小组成员：宋坤儒 李总 胡东阳 韦松 吴剑锋
预备知识
接地技术是保障人身和设备的一项电气安全措施，为 电力系统正常工作提供了零电位基准参考点。计算接地体 的接地电阻是恒定电场计算的一项重要工作。
接地体：在工程上，为了接地，将金属导体埋于地内， 将系统中需要接地的部分与该导体相连接，这种埋入地内的 导体系统称为接地体。