接地电阻及跨步电压的计算
35KV电站地网络设计,计算,防雷
R1 =
R1 和 R2 并联
R1 // R2 =
1 R1 R2 1 0.7785 × 2.055 0.5646 = × = = 0.6642Ω η R1 + R2 0.85 0.7785 + 2.055 0.85 1 Rz 0 1 6.16 × = × = 0.6039Ω η n 0.6 17 1 Rz 0 1 6.16 × = × = 0.6844Ω η n 0.6 15
单个接地体的接地电阻
Rz 0 =
ρ 2l 440 2 × 100 ln = ln = 6.166Ω 2πl r 2π × 100 0.03
l/s=100/189=0.529 η=0.66
1 Rz 0 1 6.166 × = × = 0.7785Ω η 12 0.66 12 l 100 = = 0.746 s 134 1 Rz 0 1 6.166 R2 = × = × = 2.055Ω η 4 0.6 5
Rwy =
⎞ ⎞ ρ ⎛ L2 216 ⎛ 880 2 ⎜ ⎟ ⎜ ln + A = ln + 1 ⎟ 2π × 880 ⎜ 0.8 × 0.025 ⎟ ⎟ = 0.7216Ω 2πL ⎜ ⎝ hd ⎠ ⎝ ⎠
五．接触电势 根据上述计算，接地网的接地电阻在ΩΩ之间，取 R=0.8Ω。 地网的电位升
U g = IR = 18.9 × 0.80 = 15120V
req Ds
= 1 + 2.71
3.066 = 1.0466 178
R4 = η
Rz 0 3.066 = 1.046 × = 0.822 n 4 α= req d
= 2.552 = 0.015179 (198.5 + 137.75) 2
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。
接地电阻的计算与测量
接地电阻的计算与测量理论上，接地电阻越小，接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全。
但要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。
在实践中，可利用埋设在地下的各种金属管道（易燃体管道除外）和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。
由于人工接地装置与自然接地体是并联关系，从而可减小人工接地装置的接地电阻，减少工程投资。
一、接地电阻值的规定在１０００Ｖ以下中性点直接接地系统中，接地电阻Ｒd应小于或等于４Ω，重复接地电阻应小于或等于１０Ω。
而电压１０００Ｖ以下的中性点不接地系统中，一般规定接地电阻Ｒ为４Ω。
因此，根据实际安装经验，在路灯照明系统中接地电阻Ｒd应小于或等于４Ω。
二、人工接地装置接地电阻的计算人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等。
此外，接地电阻大小还与接地体形状有关，在路灯施工应用中，通常使用垂直、水平接地体，这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算。
１、垂直埋设接地体的散流电阻垂直埋设的接地体多用直径为５０ｍｍ，长度２－２．５ｍ的铁管或圆钢，其每根接地电阻可按下式求得：Ｒgo＝[ρＬn(4L/d)]/2πL式中：ρ—土壤电阻率（Ω／ｃｍ）Ｌ—接地体长度（ｃｍ）ｄ—接地铁管或圆钢的直径（ｃｍ）为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下０．５－０．８ｍ深处。
若垂直接地体采用角钢或扁钢（见图１），其等效直径为：等边角钢ｄ＝０．８４ｂ扁钢ｄ＝０．５ｂ为达到所要求的接地电阻值，往往需埋设多根垂直接体，排列成行或成环形，而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的１－３倍，以便平坦分布接地体的电位和有利施工。
这样，电流流入每根接地体时，由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散，即等效增加了每根接地体的电阻值，因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地体合成电阻为Ｒg＝Ｒgo/(ηL*n)式中，Ｒgo—单根垂直接地体的接地电阻（Ω）;ηL—接地体的利用系数；ｎ—垂直接地体的并联根数。
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。
电气计算EXCEL表格：接地电阻计算
Ktn
Kts
#DIV/0! 0.054
m 1.000 Ktd #DIV/0! Ktmax #DIV/0!
h
Kth 0.257
Ug #######
d
L1
Ktl
K'tmax
#DIV/0! #DIV/0!
Utmax
#DIV/0!
K td = 0 .401 + 0 .522 / 6 d
K th = 0 .257 0 .095 5 h K tL = 0.168 0.002 ( L2 / L1 )
K s = 0 .234 + 0 .414 lg S
U t max = K t max U g
1. 最大接触电位差系数
孔的规格
n
d
L1
0
7.420 0.030
Kd
KL
Kn
Ks
1.184 1.000 0.181 1.045
3.最大接触电势
Ug
Ktmax
2172.492
0.223
Us 404.819 #DIV/0!
U ＝ 174 + 0 .17 ρ f
t
t
接触电压和跨步电压 1.接触电势允许值 ρf 400
t 0.200
R0 #DIV/0!
R0 #DIV/0!
A
R0
#DIV/0!
#DIV/0!
#DIV/0!
d
0.030
Rw 0.259 #DIV/0! #DIV/0!
Ut 541.128 #DIV/0!
U ＝ 174 + 0 .17 ρ f
I 4660.00
I 8388.00
Ug 2172.492
变电所接地-跨步电压和接触电压
变电所接地-跨步电压和接触电压计算公式变电所的高压系统的接地与低压系统的接地，可共用接地系统或分立接地系统。
涉及人身与设备的安全。
1 10kV系统中性点接地可分为：中性点非有效接地系统（小电流接地系统）-中性点不接地系统；-经消弧线圈接地系统；-高电阻接地系统。
中性点有效接地系统（大电流接地系统）-中性点直接接地系统；-经低电阻接地系统。
1.1 10kV系统中性点不接地系统(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时，三相基本平衡电压作用下，各相对地电容电流I CL1、I CL2、I CL3相等，分别超前相电压90°，I CL1＝I CL2＝I CL3＝UΦωC，其I CL1＋I CL2＋I CL3＝0，系统中性点与地有相同电位。
L1相发生接地故障，忽略接地过渡电阻，视为金属性接地，10kV系统各支路的电容电流的流向如图图1-1所示：图1-1 10kV系统接地故障示意从10kV系统接地故障示意图可以得出结论：a)全系统所有非故障的各支路，故障相的电容电流均为零，非故障相均有电容电流；b)在故障支路，故障相流过所有各支路的电容电流的总和；c)故障支路的电容电流其方向由负载流向电源，非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载；d)故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和；e)接地故障电流大小与接地故障点的位置无关，只与接地故障点的过渡电阻有关。
10kV系统接地故障，电压与电流矢量关系如图1-2所示：图1-2 10kV系统接地故障矢量图L1相发生接地故障，相当于在L1相上加上U0＝－U L1，L2相L3相也加上U0＝－U L1，非故障相对地电压升高3倍，其夹角由120°变成60°，合成的电容电流增大3倍，接地故障电流为单相电容电流的3倍，I d＝3UΦωC。
(2) 优缺点a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压，易使设备和线路绝缘被击穿。
b)油浸纸绝缘电力电缆达20A，聚乙烯绝缘电力电缆达15A，交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A，接地故障电流引燃电弧则不能自熄，引起间歇性电弧，产生过电压易产生相间短路或火灾；c)非故障相对地电压升高3倍。
接地电阻常用计算公式
愿园 Ω·皂，圆园皂 以下 为 员愿园园 Ω · 皂。这 样 曲 线 的 下 层 电 阻 率 与 实 际 值 相 差 远园园 Ω ·皂。
不过，图 圆鄄 愿 所示模拟分析出来的土壤分层结构却是，圆园皂 以上视在电阻率为
图 圆鄄 愿摇 实测视在电阻率与 愿园 Ω·皂 原 圆园皂 原 员愿园园 Ω·皂 标准视在电阻率曲线
视在电阻率（ Ω·皂） 视在电阻率（ Ω·皂）
员园圆郾 怨 员缘园 苑园苑
员缘
员员圆 愿苑怨 圆园园
圆园
如果此时再重估某土壤电阻率，我想应该没有人会认为计算某水平地网的等 效视在电阻率比 员园园 Ω·皂 多一些了。因此，通过增加最大极间距离 葬 皂葬曾 获得更多 深层土壤视在电阻率信息是很必要的： 员 ）如果最大极间距离 葬 皂葬曾 过小，那么再高级的电脑软件都无法分析准确。 圆 ）只要最大极间距离 葬 皂葬曾 增大到一定距离（ 如 阅蕴 源苑缘 —圆园园远 《 接地装置工频 特性参数的测量导则》 推荐的“ 拟建接地装置最大对角线的 圆 辕 猿 ” 甚至更长） ，一
阻率曲线我们可以发现，当最大极间距离 葬 皂葬曾 值小于 圆园皂 时，几乎不可能将 源 根 视在电阻率曲线区别开来，此时很难准确解析实际分层土壤视在电阻率。当最大 极间距离 葬 皂葬曾 小于 远园皂 时，源 根视在电阻率曲线仍保持了较大的一致性，如果土壤 水平分层相对均匀，土壤分层状况大致可以解析出来，如果土壤电阻率在水平方 向存在着一定的分层状况或者比较不均匀，那么实测值的波动很容易导致解析值 线已经明显分叉开来，此时土壤的分层解析工作就容易得多，也准确得多。 跟实际分层状况产生较大误差。当最大极间距离 葬 皂葬曾 达到 圆园园皂 时，源 条电阻率曲
员圆园园 Ω·皂） 曲线。平滑曲线为理想的视在电阻率，与表 圆鄄 猿 中的视在电阻率值高 度一致。
电力工程高压试验大厅的接地设计
电力工程高压试验大厅的接地设计摘要：本文主要针对电力工程高压试验大厅的接地设计展开分析，论述了接地设计的具体方法和具体的对策，希望能够为今后电力工程高压试验大厅的设计工作带来参考，从而不断提升电力工程高压试验大厅的设计效果，供借鉴。
关键词：电力工程；高压试验大厅；接地设计前言随着我国电力工程的不断增多，做好电力工程各个方面的工作就显得极为重要，因此，我们有必要深入分析电力工程高压试验大厅的接地设计问题，提出更好的设计方案。
1 电力工程接地网电力工程接地网是用于工作接地、防雷接地、保护接地的重要设施，是确保人身、设备、系统安全的重要环节。
当事故出现时，如接地网有缺陷，短路电流无法在土壤中充分扩散，导致接地网电位升高，使接地的设备金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘，甚至破坏设备，扩大事故，破坏系统稳定。
实际应用中，铁质接地网腐蚀严重，导致接地线截面减小、热稳定性不够、接地电阻增大。
因而必须采取一定的措施防止接地网的腐蚀。
2 高压试验室接地网的设计接地系统是保障电力系统正常运行，防止人身电击事故，预防电气火灾，防止雷击和静电损害人民生命与财产安全的基本措施。
下面以某高压试验室为例介绍高压试验室接地网的设计。
该试验室是进行高压测试和模拟的试验室，试验室配备有500kV工频试验变压器、1200kV冲击电压发生器和±600kV直流高压发生器各一台。
由于试验室一侧靠近山边，一侧靠近公路，土壤结构复杂，土壤下层为岩石。
为了防止低电位反击和使用设备产生静电感应，必须给该试验室设计独立的接地网。
2.1 土壤电阻率的测量采用四级法分别测量试验室所在地两侧的土壤电阻率，测量仪器采用ZC29B-2型接地电阻测试仪，测量时已连续3d晴天。
根据测量结果，在靠公路一侧土壤宜分为两层考虑，0~4m范围土壤电阻率变化较快，可取45Ω/m，4m以下取8Ω/m;靠山一侧土壤电阻率明显大于公路侧，其原因可能是地下构成为岩石。
工程电磁场习题解答2
半球接地体的接地电阻：
代入数据得到R=53.87Ω对于x处的电位可得：
在点B，x＝0.3m。一个跨步距离上的点C，x=0.3+0.75=1.05m，并以I＝100A代入φx，则跨步电压为：
22.（毕—萨定律例题）真空中,半径为R的载流导线,通以电流I，求其轴线上一点p的磁感应强度的方向和大小.
解图示A、B为两细长导线，令单位长度上分别带电荷+τ，-τ，先求两者之间的电压。因导线很细，d>>R0，可视导线的几何轴与电轴重合，由电场叠加原理，则可得不考虑地面的影响时，导线A与B连接轴线相近表面处点1及点2的电位为：
，
两导线间电压：
按电容的定义，可得单位长度两导线间的电容：
考虑地面的影响，则对应地设置镜象A′之电荷为-τ，镜象B′之电荷为+τ。由电场叠加原理，同样可得任一点P的电位为：
解： ，
由对称性分析，该磁场强度只有x方向的分量。
23.（毕—萨定律例题）求半圆形导线通以电流I时，在其圆心O处的磁感应强度的方向和大小.
解：由毕奥—萨伐尔定律知：
由右手定则知，B的方向指向纸的背面。而r=R, dl=Rdθ，则：
24.（磁场强度与磁场力例题）两平行、轴线间距离为d的半无限长直导线1、2，以直导线3连接，导线为铜线，其半径均为a。通以电流I（假定电流集中在导线的几何轴线上），试确定连接1，2的导线段3所受的磁场力。
解长直导线外任一点的磁感应强度
与其距离为r的各点上B的方向相同。窄长条上穿进的磁通
于是，穿过ΔA’B’C’磁通为：
代入数据，得到数值结果
26.（安培环路定理及磁化强度例题）空气中有一长直钢芯铝线，钢芯半径为R1，铝线的内外半径分别为R1、R2。钢的电导率为γ1，相对磁导率为μr，铝的电导率为γ2。设此导线中电流强度为I（假设电流在各介质内都作均匀分布），求导线内部的磁感应强度及磁化强度。
220kV变电站接地电阻计算及接触电压和跨步电压校验
近年来,伴随着我国经济的快速发展,电网规模不断扩大,电压等级也逐渐升高,电力系统在不断的发展和进步,但电网发生故障时的接地电流也随之增大,接地电压也相应的越来越高,不仅给日常巡检和故障维护人员带来了严重的安全隐患和危险,同时也会破坏电气设备绝缘,导致变电站开关跳闸、机组停机等连锁事故发生,严重威胁人民的生命财产安全。
电气接地系统作为变电站不可缺失的一部分,对保障站内电气设备稳定可1变电站背景及概况1.1变电站规模220k V鱼南变建设规模为:4×240M V A,4回220k V出线+18回110k V 出线,220k V及110k V系统均采用双母线双分段接线方式。
1.2站址位置220k V鱼南变位于鱼山岛石化园区内,变电站位于中央大道与滨海南路交叉处西南角。
220k V鱼南变北侧为2#管廊,便于110k V电缆出线。
1.3土壤电阻率测量根据《浙江石油化工有限公司4000万吨/年炼化一体化项目地块二岩土工程勘察技术报告书》,本次勘察在场地内进行了大地土壤电阻率测试,测试结果如表1所示。
由于本变电站位置处于开方区和填方区之间,根据土壤电阻率测试报告,不同类型的土壤电阻率普遍较低(1.93~6.40Ω·m),但凝灰岩地层电阻率很高,故采用回填素土的方式来降低土壤电阻率,考虑到石块等因素,该地层土壤电阻率按100Ω·m进行计算。
结合整个变电站的位置布局,其大部分区域位于填方区,仅小部分区域位于开方区,且变电站对开方区要求回填素土,同时地下水位较高,地下水含盐碱时土壤电阻率较小,垂直接地极可有效与低电阻土壤接触。
综合上述情况,本项目取220k V变电站区域平均土壤电阻率为50Ω·m。
同时,由于石化区内均设有地下接地线,且面积极大(不小于3k m×3k m),要求220k V变电站和石化区的地下接地网紧密连接(不少于4点),因此本项目石化区地下接地网接地电阻取0.1Ω。
人体跨步电压安全值
人体跨步电压安全值【人体跨步电压安全值】导言：人体跨步电压是指人体同时接触两个不同电势的导体时产生的电压差。
人体跨步电压是一种非常重要的电击危险因素，常见于电力系统的接地故障、雷击等情况下。
了解和掌握人体跨步电压的安全值对于保护人体免受电击伤害至关重要。
本文将一步一步回答人体跨步电压安全值及相关问题。
1. 什么是人体跨步电压？人体跨步电压是指人体同时接触两个不同电势的导体时，由于电流通过人体而产生的电势差。
当人体接触到电压差时，电流会通过人体，造成电击伤害或引起其他电击事故。
2. 影响人体跨步电压安全值的因素有哪些？影响人体跨步电压安全值的主要因素包括：(1) 电源电压和故障电流：电源电压越高、故障电流越大，人体跨步电压越高，电击危险性越大。
(2) 跨步步长：步长越大，人体跨步电压也越高，容易引发电击事故。
(3) 地面电阻：地面电阻越小，跨步电压越高，跨步电压安全值降低。
3. 人体跨步电压安全值是多少？人体跨步电压安全值是指人体能够安全承受的跨步电压值。
根据国际电工委员会（IEC）的标准，人体跨步电压安全值一般应小于50V。
在一般情况下，当人体经过电力系统的接地故障地点时，不应产生超过50V的跨步电压，以确保安全。
4. 如何计算人体跨步电压安全值？计算人体跨步电压安全值需要考虑电源电压、故障电流、跨步步长和地面电阻等因素。
一般情况下，人体跨步电压可以通过下述公式计算：U = K ×(I ×L / R)其中，U为人体跨步电压，K为校正系数，I为故障电流，L为跨步步长，R为地面电阻。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的校正系数K进行计算。
校正系数是根据实验和数据统计得出的，考虑了不同人体条件（如体重、湿度等）的影响。
5. 如何降低人体跨步电压？为了降低人体跨步电压，减少电击事故发生的概率，可以采取以下措施：(1) 增加地面电阻：采用合适的接地措施和接地装置，增加接地电阻，降低跨步电压值。
跨步电压的概念
跨步电压的概念跨步电压是电气工程中常用的一种电气参数，用于描述电气设备或系统在电力网格中的电气性能。
它是指在电力系统中的两个不同接地点之间的电压差值。
在电力系统中，地电位是一个参考点，我们通常将其定义为零电位，其他接地点可以相对于地电位来衡量其电位值。
跨步电压的概念与接地电阻息息相关，接地电阻越大，跨步电压值越小。
在电力系统中，跨步电压是一个非常重要的参数，对于保证电力质量和安全运行能起到关键作用。
跨步电压的大小和波动范围直接影响到电力设备和人员的安全性能。
电力系统中会出现各种因素导致的电压波动，如电力负荷的变化、供电线路的电阻、容抗等因素都会对跨步电压产生影响。
跨步电压测量是电气工程中的一项重要任务，可以采用各种仪器来进行测量。
最常用的方法是利用电位探头进行测量，将电位探头安装在不同接地点上，通过测量两个接地点之间的电压差来计算跨步电压。
测量跨步电压需要考虑的因素包括：接地电阻、接地电感、接地电容、电源电压、测量仪器的精度等。
在实际的电力工程中，需要进行多次测量，并进行数据分析和处理，以得出准确的跨步电压值。
跨步电压的大小不仅与接地电阻有关，还与其他因素有关。
例如，供电线路的电阻和电抗对跨步电压有影响。
当供电线路的电阻和电抗较大时，跨步电压会相应增加。
此外，电力负荷的变化也会影响跨步电压。
当负荷较大时，跨步电压会有所下降。
跨步电压对电气设备和人员的安全性能具有重要影响。
电气设备的正常运行需要保持适当的电压，过高或过低的电压都会对设备的正常运行产生负面影响。
特别是对于敏感的电子设备来说，过高或过低的电压都可能导致设备的损坏。
而对于人员来说，当遭遇跨步电压时，可能会导致电击事故的发生。
因此，保持适当的跨步电压对于电气设备和人员的安全性能非常重要。
为了保证跨步电压的安全性能，电力系统中通常会采取一系列的措施。
例如，合理设计电力系统的接地系统，选择合适的接地电阻，并且定期进行跨步电压的检测和控制。
此外，对于特殊的电力负载设备，还可以采取进一步的保护措施，如使用隔离变压器等。
某110kV变电站工程接地电阻值计算实例
某110kV变电站工程接地电阻值计算实例摘要：某110kV变电站工程施工单位对该站实际接地电阻值进行了现场实测，实测值为0.43Ω，现就接地电阻、跨步电压及接触电势进行验算。
关键词：接地电阻；跨步电压；接触电势；允许值；计算值一、接地电阻值计算及校验1、最大接地电流计算1、1设备参数（1）系统参数：该变电站电源侧110kV母线最大运行方式下(2030年)短路阻抗:Xs1*=0.028。
（2）电源侧110kV母线至该变电站15.8km架空线路阻抗和0.6km电缆阻抗和为:X L1*=0.0487。
（3）主变压器：该变电站1#、2#主变压器型号为SSZ11-50000/110,U k1-2=10.5% ,U k1-3=17.5% ,U k2-3=6.5%1#、2#主变压器的阻抗标幺值计算如下所示：大方式下正序、负序网络等效阻抗图如图1所示，零序网络等效阻抗图如图2所示：图1：正序、负序网络等效阻抗图图2：零序网络等效阻抗图图3：正序、负序网络等效阻抗图（化简）图4：零序网络等效阻抗图（化简）根据图1、2计算出：两相入地短路时入地短路电流值I两相=Ib(向量)+Ic(向量)=3I0=3×3=9kA1、4最大接地电流选择综上，当110kV母线上发生单相接地故障时流过的短路电流最大。
所以最大接地电流Imax= I单相=9.3kA2、入地短路电流计算该站最大接地电流Imax=9.3kA，按三台主变并列运行条件下，计算返回变压器中性点的短路电流In，根据图4计算出：则In=kImax=15.8%×9.3=1.47kA。
《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011中附录B《经发电厂和变电站接地网的入地故障电流及地电位升高的计算》入地短路故障电流的计算公式为：Ig=(Imax-In)Sf1 (1)Ig=InSf2 (2)式中：Imax——发电厂和变电站内发生接地故障时的最大接地故障对称电流有效值（A）Im——发电厂和变电站内发生接地故障时流经其设备中性点的电流（A）Sf1、Sf2——厂站内、外发生接地故障时的分流系数。
10kV配电网单相故障电流计算及跨步电压的分析
摘要10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地等运行方式。
不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。
本文详细分析计算了三种主要接地方式下配电网在发生单相短路故障时的零序电压、短路电流和暂态特性;并利用有限元分析软件，详细分析了小电阻接地运行方式下，单相短路故障时的大地电场分布，计算了短路点附近的跨步电压。
为配电网接地方式的合理选择及继电保护提供了理论依据。
本文研究内容主要包括以下几个方面:介绍了10kV配电网的不同接地方式发展概况，详细分析了配电网中接地变压器的结构与工作原理，总结并对比了不同接地方式的优缺点。
针对三种主要接地方式的配电网络，首先分析出了其发生单相短路故障时的稳态等效电路，在此基础上推导出其短路接地电流计算公式，并给出了其电容电流分布图。
其次详细推导出其暂态等效电路，同样详细计算了其暂态短路接地电流。
最后建立了配电网发生单相接地短路的MATLAB仿真模型，得出了与理论分析结果相符的仿真波形与数据。
阐述了接地电阻、跨步电压和接触电压的概念，详细推导了它们的理论计算公式。
开创性地运用有限元分析软件ANSYS来定量仿真发生单相对地短路后的跨步电压，仿真结果与理论计算结果基本吻合。
设计了10kV配电网小电阻接地运行方式下发生单相对地和单相对电线横担的两种常见短路的实验方案，给出了详细实验操作步骤及需要注意的事项，通过实验验证了论文中有关短路时接地电流及跨步电压的计算分析结果。
关键词:10kV配电网;中性点接地方式;短路接地电流;跨步电压;有限元分析AbstractNeutral grounding without impedance,neutral grounding through suppression coil and neutral grounding through low resistor are the most common neutral grounding in the l0kV distribution network. There are different characteristics and application advantages with different neutral grounding. When the single phase short-circuit fault occur in the l0kV distribution network, zero sequence voltage, short-circuit current are calculated in detail and transient characteristics are analyzed for the three main neutral grounding in this paper. Then, Electric field distribution and step voltage are also calculated with Finite element analysis software for grounding through low resistor. The study of this paper is helpful to the choice of neutral grounding and power system relay protection for the l0kV distribution network.The study of this paper focuses on the following aspects:The development and application trends of neutral grounding in l0kV distribute network are introduced in this thesis, then the structure and work principle of grounding transformer is analyzed in detail. The advantages and disadvantages of three main neutral grounding are summarized and compared with each other.For the three main neutral grounding distribute network, Firstly, the steady-state equivalent circuit is proposed through careful analysis when the single phase short-circuit fault occur and the short circuit current formula is derived in detail on the basis of the steady-state equivalent circuit. The distribution figure of capacitive current is given. Secondly, the transient-state equivalent circuit is presented through careful analysis and the transient short-circuit current is solved based on the transient-state equivalent circuit. Finally, a single phase short-circuit fault model is established in the MATLAB software, the simulation results and data are consistent with the theoretical analysis results.The concept of grounding resistance, step voltage and touch voltage are expounded,and the theoretical formula is also deduced. The step voltage when the single phase short-circuit fault occur is calculated quantitatively with the finiteelement analysis software ANSYS. The simulation results are consistent with the theoretical calculation results.Two common short-circuit experimental program are designed and the experimental procedures and some notes are given in detail. It is demonstrated that the theoretical analysis about the short-circuit current and the step voltage in the paper is correct.Key Words: l0kV distribution network; neutral grounding; short-circuit ground current; step voltage; finite element analysis第1章绪论1．1课题研究背景及意义电力是人类文明生活的原动力，是最重要的二次能源和工商业界主要的动力及照明来源，其需求与经济发展之间有着密不可分的关系。
接地计算
接地计算一、原始数据输入接地网长度 L 1=207m 计算用土壤电阻率 ρ=130Ω·m 接地网宽度 L 2=160m 接地线热稳定系数 C=210水平接地体埋深 h=0.8m 均压带根数(长方向) n 1=21短路的等效持续时间 t e =0.4S 均压带根数(宽方向) n 2=17入地短路电流 I=16.02kA 水平接地体总长 L=4800m 流过接地线的短路电流稳定值I g =16.02kA二、接地线的选择S g ≥ =48.25mm 2(说明:为了与500kV GIS场地接地线统一,接地线按50X5的扁铜选择) 接地线选为:50×5 扁铜,截面积为：S g =250mm 2三、接地电阻计算：1、0.988其中: 接地网面积 S=L 1L 2=33120m 20.334 接地网边缘长L 0=2(L 1+L 2)=734m 0.980.33Ω2、接地电阻允许值：（DL/T 621-1997 P4页）R ≤ =0.125Ω由以上计算可知:R n > R 接地电阻不满足要求,需验算跨步电压和接触电压四、发生接地故障时，接触电势和跨步电势的计算1、计算依据：1、《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）2、《电力工程电气设计手册1》根据热稳定条件，接地导体的最小截面要求：不采取措施时的地网工频电阻接地网的布置=-=001)2.0ln 3(L S S L a =-++=)59(ln 2)1(213.0B hd S L B SR e πρρ=+=S B 6.411=e n R a R 1te C Ig I 20002、310.1V (未采取措施时的允许值)419V (未采取措施时的允许值)3、 U g =IR=5283V4、 Utmax=KtmaxUg=282.5V其中:0.018m K tl =0.168-0.002(L 2/L 1)=3205、最大跨步电势：U smax =K smax U g =237.7V其中:0.0450.40731.05K sl =0.741-0.011(L 2/L 1)=0.7320.0591.079参照《交流电气装置的接地》附录B 中，不等间距方式布置接地网, 水平接地极等效直径d=2 = 接地网孔数m=(n 1-1)(n 2-1)=7.967接触电势允许值:Ut= =布置简图参见图六。
接地电阻及跨步电压的计算
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
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跨步电压的计算与危险区以第三种情况为例设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r第二种情况下的跨步电压与危险区计算一直接接触触电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1
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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。
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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。 如受到过大电流的损害，人的中枢神经系统会立即产生强 烈反应，这时触电者会发生面色苍白、呼吸急促、心跳加 快、血压下降和神志不清等症状；如强大电流继续进入人 体，将会麻痹其呼吸、心跳中枢，使呼吸、心跳停止，如 救治不及时则会很快死亡。
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。
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： 当r≥a时 4r 2 J c 2i, J c
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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。
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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
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。
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。 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。
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由良导体与不良导体边界面条 件，良导体球内部场强与外部 土壤场强相比很小，所以我们 可以把导体球看作等势体，当 r<a时，有
u i 2a土壤 土壤a Nhomakorabea土壤
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(a) 电流线J的分布
(b) 镜象法图示
图 半球形接地器
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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）
r 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
影响电流对人体危害程度的因素
（1） 通过人体的电压；（36v以下） （2） 通过人体的电流； （0.1A以下） （3） 电流作用时间的长短； （4） 电流频率的高低；（工频最危险） （5） 电流通过人体的途径； （6） 触电者的体质状况； （7） 人体的电阻。 （1K~10K欧姆之间）
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。
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。
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
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。 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