接触和跨步电压的现场测量
接触 和 跨 步 电 压 的 现 场 测 量
,
一
,
前
言
,
通 流持续 时 间 为 一 至 几 个 小 时
其 电流从几 千安到
,
'
高
,
压法 可 能对人产 生
,
流 经 变 电 所 和 电 力 线 路 接 地 装 置 上 的 短路 电 流所 形成 的接触 和跨 步 电 压
— 通 流持续时 间 则小于
为
以上
.
甚或到
,
低 压法 的 电流源
,
可从 发 电 厂 和 变 电所 的 或从 电压一 般
危 险 的 电击
如德 国 方法
.
,
通 过 现场 实测
,
,
,
可 对这 些 电压 作
,
辅助变压 器 的低 压绕沮上 取 得
出 准确 的计算
,
事 实上 许 多 欧 洲 国家 和 地 区
波兰
,
一
.
的 移 功 式 柴 油 发 电 机 的低 压 配 电 为 了避 免 电 流 畸 变
,
斯 堪 的那 维亚
,
苏 联 和 捷克 斯
线上 得 到
阻抗
,
在蔺 袄地 网一
为 了限 制 回路
洛 伐克 等
早 在二 十 多年 前 就 推荐 过 这 种 测量
不 仅 可 以断定接
,
定距 离上 应 选 用 一 个辅助 接 地
连 接 两 个 接 地 网 的线 路
,
定 期 地 测 量这些 电 压
.
通常采 用三根
地 系统 的 安 全 系 数 任何改变 技术
,
也 能 检 测 出其 防 护 质 量 的
并 列 的低 压 线
本 文 介绍 冲击 接 触 电 压 和跨 步 电压 的测 量
并 分析 这种 方法得 到 的测量结果
,
,
对接
触 电 压 超 过 允许值 的地 方
地 降 低 接 触 电 压 的措 施
也提 出了一些廉价
一
口
一
一
一
二
,
一 般 测 量 原理
,
三旗 二弓
一电路开关
,
准 确 地 测 量 冲击接 触 电压 和跨 步 电压 须 具 备 两 个 基 本 条件
,
必
,
图
高压 法测量 接触 与跨步 电压 的 电 路
一高压 变压 器 ,
,
其 一 是 为 了精 确 确 定这
,
一被 试 接 地 网 ,
泥
些 有 重 要 意义 的电压 要 有 一个 足够 大 的 电流
通 过被 试接地 系统而注人 大地 合 适 的 电压 降
,
一辅 助 接 地 网
一高 压 线
以便产生一个
低 压 法 首先 是 由 法 国 的 介绍的 是
,
,
和 德 国的
,
而 又 不 冒杂 散 电 流感 生 电 压 的
目前 它 已 被 很 多 国家 采 用
.
但
危险
.
其 二 是设 计 和 制 作 一 些 能 考 虑 到 各 种 参
如 果 打 算 用这 个方 法对 所 有 可疑 地 的 电 压
,
数影 响 测 量值 的试验装置
注 人 电 流 的 大 小 与 接 地 网 的延 伸 范 围 有 关
,
进行检查时 量期间 内 燥
,
它是 很 费 时 的
同时
,
在 整 个测
有 时 还要
,
还 必须保持 电流 的恒定
,
例 如对 于 输 电 线塔 的 接 地装 置
,
几个安培
特 别 小 心 防止 电极 的 发 热 和 电 极 周 围 土 壤 的 干
否则
,
就足够了
但 在 延 伸 范 围较 大时
,
,
如
变
.
就改变了其 测试条件
,
.
低 压法对于
,
电所 的接地 网
最 小 电 流可 能要求 高达
小 接地 系统 的
测量特 别有 用
如线路铁塔
,
.
中
试 验装 置 应 考 虑 到 人 体 电 阻 阻
二
和 接触电
.
小型 变 电所 压表
,
其最大优点
是 只要有一块 电
脚 与大地
.
对 测 量值 的影 响
该 装置
就可对 接 触 和跨 步 电压进行 测量
,
, ,
利 用 了 两 个 电 极 来 代表 人 的 双 脚 和 一 个 电 阻 器
高压法
,
试验 时 电流 源是 一 条对接地 网短
或
,
来 代表 人 体 的 电 阻
路 的带 高 压 电 的线 路 通过接 地 电极而扩散 低 内
,
三
经验表 明
压法
,
电流注 入 法
其 特点是 电 流 适 中 最大为
并 由邻 近 变 电 所 的 变 压 器 供 电
,
其 电流
到
.
在时 间小于
.
可 以 使 用 两 种 电流 注人 法
如 同 实 际短路 情 况一 样 由 于通 流 时 间短
,
—
要 求在 测量 电 压和 电流
时 使 用 特 殊 的记 录 技 术 的 电极 通常是一束细铜丝线
,
如示 波 器或 带 有磁 棒
,
降
.
丑
的标 准值通 常定 为
,
,
,
则与许多
,
这 些 磁 棒 包 含若 干 个 磁 化 金 属 元 件
它 在 短 路 期 间 内正
.
因素有关
其 中最 重 要 的 是 地 表 面 的 电 阻 率
凡二 随 而 增 加
脚 与大 地 的接触 面 积
比 于 所 被 测 电 压 或 电 流 的磁 通 所 饱 和
随 而减小 加时
,
,
两脚支撑的重 量
电极重 量增
高压 法最 大 的特点 是 能够 取 得 与实 际短 路
,
非 线性 地 减 少
以及 两 脚 之 间 的
故 障 情 况相 同 的 接 触 电 压 和 跨 步 电 压 被 一 些 使 用不 方 便 的 缺点 所 抵 消
,
,
但它又
.
距离
.
即要 求 通 流
心
和 比 较 复 杂 的记 录 设 备 时 间短 一 高 压 法 特 别 适 用于 大 型 发 电 厂 和 超 高 压 变
压 电所 的测 量
,
这些 场所 的庞 大地下设 施
,
,
会 采
波
使 接 地 系 统 阻 抗 两 端 的 电 压 降很 小
兰首先应 用了高压法
,
因而
,
用 低 压 法 来检 测 接 触 和 跨 步 电 压 是 困 难 的
.
并 在许 多 连 续性 的 测量
中得 到 了 确 认 四
,
.
接 触 电 压 和 跨 步 电 压产 生 的 电击
,
·
图 型情况
,
表 示 由 接 触 和 跨 步 电 压 导 致 电 击 的典
通过分析表 明 人 体 电阻
,
的 压 降仅
,
是总接触 电 压
或 总跨 步 电压
二
.
的一 部 分 其
.
下
二
余 部分 则是脚 与大地 接 触 电阻
上 的压 降
其 电压 为
二
..
一
,
,
,
一
. 刀
,
,
式中
.
— 两 端 的 冲击 跨 步 电 压 —通 过 人 体 电 阻 的 电 流 —一 只 脚 的 接 触 电 阻 — 式表 明 凡 对于限 制 冲 击 和
,
. ,
两端 的 冲击 接 触 电压
图
由接 触 与 跨 步 电 压 引 起 的 电 击 等 值 电路 扔
,
,
和 地 面 电压 的 分 布
上 的 电击 电流
,
,
刀
一 通 过人 体 电阻
, ,
一代表人脚
和
夕
的 电极
一
一 只脚 的 接触 电阻
犷.
一接触 与
跨 步 电压
,
和
.
一由
的 电 压 降而 定 义 的 妾
电流和
..
有重大作用
,
两个 电阻
,
上
触和跨 步 电压
的 压 降 引起 地 面 电 压 分 布 改 变 的 情 况 示 于 图 中
.
一 只脚 电极 的 而 积 从 到大约
,
,
,
欠
成 年人 的标 准 值 可
,
五
,
测量条件
,
取
替
,
一
'
,
如用
, ,
的等值 圆面 积 来代
,
,
保证 准 确 测 量 冲击 接 触 和 跨 步 电 压 的首 要
条件 是 参数对
,
那么
,
到阅
积 附 羊检
,
叫 田
二
万而
砚
一
落
在测量 期间
,
要使 用一些能 反映各种 见 图 用 两个
,
算出
.
上 所 测 电压 具 有 影 响 的 装 置
刀
曾进 行 过 长 期 的 测 量 接 触 电 阻 兄尸 以 及 电极 质 量从
,
,
来 判 定 人 体 重 量对
,
这要 求有一个总 冲击电流
从其上通 过
和
,
的 影 响 代表 一 只 人 腿 时 后 者相 当于
,
的 电阻 器 来 代表 人 体 的标 准 电 阻 电 极 来 代 表 脚 与大 地 的 接 触 电 阻
增 加到
凡 上 的 电压
成 年 男 子 体 重 的一 半
其 测 量 结 果示 于 图
和图
中
'
当 电极质 量从
·
增加到 在人 体 电 阻
,
左右时
一
,
卜
.
几日 下日
一一
'
,
门日
一
口
测 试结果表 明 为
时
.
产 生 的 压 降有 着 显 著 的 变 化
最大 的 差 别范 围 的变化所 致
与 相反 相比
浓 互
矛沪
一户
一
洲 尸产 尹
'
目
州户
产
户户脚一 一
刊
「
林
一
,
,
,
且均由 和电流
,
,
地
一口口声口
神臼 户曰
尸'
,
一 个 较 大 质 量 的 电极
..
,
一多
户夕 ,
一
二 二二 二
叮「
"
曰曰
户
曰
一
卜月
声二 叫
在 电压
,
中产 生 的 增 长 量 将
电 极 最 适 合 的重
,
不超过
' 口【曰 尸,
从而可 以断定 质量为
,
一州
'
一' 口胡
【 一
州 卜 一州尸
尸
口 口
尹
碑口尸
厂
二】
,
一
口
一
量为
它 不 仅 使 电极 轻 而
.
沪
一
二二
刁
便于 移动
图 利 用图
,
同时
也 保证 了 测 量 的 准 确 度
刀
表示 当
,
从 一
,
时
,
通过
,
二
中
.
的几 的变 化 情 况
二
这 些试 验是假 定
,
不变时
中的装 置 进 行 的 时
,
结果表 明
.
当凡
.
心
名
.
艺
孟 .
. .
达 到最大值
但随着
的上 升 而
图
,
测 量 的 冲 击接触 电压
,
和冲击 电流
迅速地下降
卜
.
与脚 电 极 质 量 的接线
,
,
'
之 间 的关 系
,
试验时
,
采
.
用图 一沥 青
'
在下列地面上 进行的
一炉渣 一卵 石
,
一碎石
水泥平板
,
,
一沙,
一
之
尸「 尸厂
门门 门日
一 长满草的 矿 渣
.
厂 厂
一
厂'
彻
决饭
团团曰 口
尸
一
'
日
门二 口
口 , 尸' ,
一 一一
口 口口口 厂了曰 了
泣二口口
'
「 门 ,
长人
, 晰,
,
产
,
·
,
,
产
, 》 州 门门 丈,队 入
,
护
厂人【
交
'
日目
州目
一 砚 人
二
一
创
尸洲户 一
·
曰州目口
「 门门 一
一
卜一 巴竺 一
一飞
产
冷溉 又 阅
口
口,
口口
二 声 二曰
户
州
弓
,
月 气
决
. 工
·
'
叮口口 「 口口 巨
洲尸尸 尸
「 二
竺 '尸 州巨峪 「 峪
,
一
沪月甲
阵
产,
口口口 日 厂厂
图
低戈
.
人
.
￡
.
采用图
,
的接 线 测量 的 变化
,
与
间的
关系
凡 从
,
一
电极
静置于 图
所示 的 一 地面上
二
图
一 」下
「
二'
二
'
「
【
一 「丁
吸〔 飞
一
为 消除 电极 导 人 地 中 电 流 的相 互影 响
,
电
,
测量 的冲击跨步 电压 与 脚 电极 质量 之 间 的关 系
,
,
的接 线
,
地面情 况与 图
和冲击 电流 采用图 相同
,
极 间 的距离 至 少 为其 直径 的
种 影 响 不超过 那么
,
.
倍
,
它可 以使这
,
如果 电极 的半径 为 时 进行 测 量
测 量接 触 电 压 时 的距 离 应 为 .
,
在带
.
曾将 电 极 放 置 在 各 种 地 面上 来 进 行 试 验 如沥青
为
,
电 接 地 体 和 人 脚 间 的距 离 为
碎石
.
,
炉渣
,
卵石
,
沙
,
水泥 以 及长
,
在跨 步 电 压 测 量 中
了
两 个 电 极 之 间 的距 离 采 用
草 的矿渣等
沥青层厚为
,
一
其 他 铺层
,
的标 准 步 距
.
一
.
这些 铺 层 在 试 前 至 少 三个 月就 已
湿度
,
设 置好
为 了检 测气候
,
雨
雪
.
和污
六
,
标准装置
,
染 的影 响
测量进行 了整 一 年 的 时 间
测 量
.
满 足上 迷 冲击 接 触 电 压 和跨 步 电压 测 量规
对
,
假定 接触 电压 和跨 步 电 压 稳 定 不 变
定的标 准装置 示 于 图
人 体 电阻 通常 用
钓 电阻 器来代表 从 安全 观 点 出发
,
.
由图
,
中的结果可 以 看 出
,
接 地 网注人一 个较小 的电流
如 安 时
,
从
,
到 几十
,
这 个值 是 合 适 的
..
.
而且
,
,
当工 作 人 员 跨 步 通 过 试验 区 时
,
检测电
,
采用
,
与
伏特数相对 应 的电
,
阻 器 两端 压 降 的 电 子 设 备 每 当 电 压 超 过 预 定值
即 以 声 或 光 的 信 号 发 出 警告
, ,
流几 系 以 毫 安 为 单 位 至少
为主
然后
再用
为 了不 致影 响 测量结 果
电压表 应 有 一 个
,
低 压 或 高压 法 进 行 准 确 地 测 量
无 论采 用那 种
的 内阻 抗
,
同时
由于试验时所
,
方 法对 可 疑 地 点 进 行 测 试 费用
.
都能节 省 工 时 和
注入 的 电流小于预 期的最 大短路 电 流
那么
,
利 用图
步 电压
之比
.
装 置 测 量 和 记 录 的 冲击 接 触 电 压 和跨
,
应 乘 以 预 期 最 大 短 路 电 流 与试 验 电 流
八
多年 来 过 许 多 测试
, ,
,
现 场 测 量
接 触 电 压 测 量举 例
中欧 国家
利 用上 述 方 法 已 进 行
,
特 别在 波 兰
已对至少
个不同
,
发 电 厂 的 变 电所 或 输 电 网 的 行 了测试
,
个接地装置进 尽 管测
得到了
,
万 个 以上 的数 据
,
试 条件各个 不 同
,
对 这些结果 作统计 分析 会 冒
「
一 定 的风 险 但 在 统 计 分析 的基 础 上 仍 能 对 各 个 试 体 得 出 如 下 表 所 示 的基 本 评 价
对 一个典 型 的 子如下 用 以 评 价 现 场 测 试 结 果 的数 值 是
变 电 所 进 行 分析 的 例
允 许 的 冲击 接 触 电 压
冲 击持 续 时 间 为
,
.
及 以上 时 为 时 为
冲击持 续时 间小 于
.
训了
允 许的 冲击 跨 步 电压 冲击 持 续 时 间 为
..
及以 上 时 为 时 为
冲击 持续 时 间小 于
百
了 争 .
侧
这 些 数 值 与 目 前 波 兰 标 准 中实 际 的 规 定 以
图
测量 冲击接触 电压 的标 准 接 线
以 及 冲 击跨 步 电 压
,
及 德 国标 准 一个电压为
'
,
一
均是 相 同 的
,
.
本 文 所 举 冲 击 接 触 电 压 测 量 的例 子
八
,
是在
一人体 电阻
,
一脚的 电极
八
,
占地 面 积 为 中的标 准装 置 来
,
七
,
简化 的 辅 助 测 量 方 法
,
的 变 电 所 中 采 用低 压 电 流 注 入 法 电 压
电流
,
和使 用 图
在 利 用上 述 费 时 和 费 钱 的 低 压
高压法测 来检验 可
即将 很 轻
进行的
当在 硬 质 材 料 如 沥 青
水泥 和砖上 测
,
.
量之前
,
最 好能进 行一 些简化 测试
,
,
试时
,
电极 与地面 间放 置 了一 块 导电橡 皮 垫
,
能 出现危 险接 触 和 跨 步 电 压 的地 点
的 电 极 系 在 工 作 人 员 的绝 缘 靴上
,
这些试验是在一次降雨后进行 的 路 电 流 的通 流时 间限 制在 触 电压 .的 允 许值 为
,
由于 该 站 短 故其 冲 击 接
按图
,
,
的
,
所示 方 法连接一个
的电阻 器
并对 被侧
伙呱
测 量结 果 的 统
计 分析 表 明 图 直线
.
六 组 结果均 呈 正态分 布
.
图
和
在 靠近 汇 流母 线
,
避雷 针
曲线
,
地 线 的铁 塔 以
.
所 示 的 累积分 布 函 数 在正 态概 率纸 上 均呈
及母 线支 持 结 构 处
的 可 能性 最 大
,
超过允许 值
,
二
卜
见图
,
在 这 些 地点
的 概 率 为
'
细 别 刊 如 黝 湘 知
,
沙
差「
飞
留欢 匕
尸 夕
梦 刁 刀 才 叨
刀
龟
洲
上
,
矶
的
置 信水平 的 累积分布 函数 和 置
信 区 间示 于 图
其 中超 过
写一
表 飞 在波兰 的 变电所内
,
外测 到 的 冲 击 接
允许值的概 率
触电压
位置 所内
.
, ,
的 主 要 评价
超过
份
图
戈 今 彦
万 妙
洲尸 乡 少匕 '
线 路 塔 和 支持 结 构 附近 内 围栏 附 近 避 雷 器
,
仪 用 互 感器 等
.
手动操作 台
.
变 电所 界 栏附近
.
口
'
.
建 筑 物 内部 车 间 变
电 所 其 它地 方
所外
,
浴室
.
在红 .
.
变 电 所 有 关 设备 附
"的 累 积 分 布 函
连 至 变 电所 接地 体 的 塔 附 近 配 电 台架 连 至 变 电 所 的 中 性 线 地 下 设 施 的端 部 与 变 电所 相连 的 电绷
,
近 测 到 的 冲去 接 触 电 压
水
数
一 线路 塔 及 母 线 支 持 结 构 ,
围栏 ,
气管道
一手 动操 作 合
, 一 内部 通 道
一内 一其 它
.
带 有 高压 变 电 所 的 工 厂
,
沁
一变 电所 边 界 围 栏
地方
九
接 触 电 压 的 降低
,
降低接 触 电 压有 许多 方法
骊 训 为
夕
并 曾在 许多 标
门尸
'
「
准 和 出版 物 中 推 荐 过 经 验而 得到 的新 方 法 加上 绝缘复 盖 物
.
这 里 提 出一 些 根 据 多 年
即在 那 些 计 算 或 已 测 出
,
,
厂
·
其 接 触 电压 较 高 的地 面 上
采 用 一 种 绝 缘层 或
,
喷 涂或 填 充 一些 固 态 物质 例如沥青
, ,
厂
,
冷
扩 犷
呢
有 些 绝 缘层 可 单 独 或配 合 使 用
碎
石
,
水泥板
,
,
砖
,
,
砂
,
石
,
,
卵石 卵 石
,
炉渣 炉 渣
,
,
沥青
,
二
叼
尸
,
焦油
柏 油纸
到
塑 料膜 等 碎 石
,
厚度 要 求 从 采
乙丫
,
沥青
,
门
在
, 产
. 八 . 八
,
用绝 缘层 的例 子 示 于 图
.
在 一 年 中各 种 不 同 的 气 候 条 件 下
材 料 的 绝 缘特性 进 行 了 现 场 试 验
,
对这些
试前这些 绝 电极 质 量 为
缘层 已铺设 三个 月
图 变 电 所 中靠 近 线 路
.
试 验 目的 是 测 定 电极静 置
,
于 不 同 绝 缘 层 上 的 接 触 电阻
,
塔 和 母 线支 持 结 构 上
, ,
测 到 的 冲击接触 电压
接触 面积为
.
的累积分布 函 数 和
,
的置信 区 间
的 发生概 率
,
其结果 以
中
,
.
二
的 累
平 均 值 的 变 化一 相 应 于
从
积 分布 函 数 形 式示 于 图 明 为 绝缘 层 是有 效 的
,
测 试结果表
二 户
,
一
.
而 组 测 试 结 果 的标 准 偏差 在 琦和 加
之间
例如
,
与 土壤 接 触 面积
的 电极
,
其
为
.
厂
洲
刀 川
川
犷
」
丫
丫 月 尸
图
不 可绝 象 层 结 构 的 举 例
一沥 青
,
,
,
一水 泥 板
,
一泥 土
,
,
一柏 油纸
,
一松
,
产
以
'
七
气
,
散材料 碎石
户
小石
卵石
沙
,
炉渣
.
一
,
'
图
,
与上 同
,
一小 石 ,
一两层 柏油 盖 着 的 水泥 板
,
一层 柏 油 复
了 厂
才
一
盖 的水泥 板
一卯石
一无 柏 汕 的 水 泥 板
约为
一
犷
尸
'
一了
夕
.
夕
一
十
,
结
,
论
可 使 用 两 种 电 流 注 人 法 来 测 量 变 电所 内
外 的接 触 和 跨 步 电 压
即低 压 和 高 压 法
口
艺
·
了
夕
图 压
中所 示 的 试 验 装 置 对 于 冲 击 接 触 电
二是十分有 用 的
,
.
或 冲击 跨 步 电 压
.
这 .
. 孟
.' ' 渔
些 装 置考虑 了
接触 电阻
,
对 电 流几
,
电压
图
静置于 绝缘层上的一个 电 极 上 测 到 的接 触 电 阻
函效
,
和
的影 响
的累积 分 布
一碎石
由接 触 电 压 产 生 的 冲 击 电 流可 使 用铺设
在地 面上廉价 的绝缘层 有效地 予 以 限 制
,
一沥 青 ,
一
水泥 板一沙一柏 油 纸 ,
一沙
译自
一
》
另一
一柏 汕 纸一沙
而图
,
中对 应 于
概 率 的 测 量 值 丑二 则 为
武 汉高压研究所线路室
伍 企 舜
吕 志 芳
这 意 味着 一 只 脚 通 过 的 电 流 将 降 低 到
·
译
.
国外科技 消息
咔
·
'
"
据英 代 电子 仪 器 外壳 火光
,
,
电 子 仪 器外 壳 涂 锌 可 以 防 止 射频 干 扰
刊 《 电气 评 论
》
大 多 用塑 料 取 代 金 属
,
,
不 能防止 电
外 壳 内部 涂
年
月
,
日报道
属 屏 蔽 公 司 研究 了 一 种新 工 艺
金 英国 对 电 子仪 器 外壳 内部
,
.
日光 灯
.
,
电焊等 产生 的射频 千 扰
.
上 一 层 锌 可 以 吸 收 电磁 波 的 能 量
进入仪 器
使外来 的射 频 不 能
涂一 层锌屏蔽
,
可 以 防 止 仪器受 外 来 的射频 干扰
现