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电位分布、跨步电压和接触电压试验方法

时间:2018-05-07 09:49:00        阅读:176
关键词:电位,分布,跨步,电压,接触,电压,试验方法概述: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。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。
       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。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。距接地体最近处,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。然后按下式推算出当流过大电流Imax时的实际接触电压
              Ue=U(Imax/I)=KU
       式中 Ue——接地体流过电流为Imax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Imax/I;
              Imax——发生接地时通过接地体的最大电流;
              I——测量时的实际电流。
测量设备接触电压的试验接线
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。
测量电位分布和跨步电压接线之一
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Un,Un-1,…,U3,U2,U1。然后,以Ug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
              Ua=K(Un-Un-1)
       式中  Ua——任意相距0.8m两点间的实际跨步电压,V;
                 Un-Un-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Imax与测量时通入的电流之比。
       二、用接地电阻测量仪测量
       用接地最阻测量仪测量电位分布和跨步电压的接线,如图1-3所示。
测量电位分布和跨步电压接线之二
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Rg,然后将电压极2’移至1,2,…,n各点,依次得r1,r2…,rn,由此得
              Ue=r1(Umax/Rg)
              Un=Umax(1-rn/Rg)
              Uk=(rn-rn-1)(Umax/Rg)
       式中 Ue——接触电压,V;
              Un——任意点n的电位,V;
              Uk——跨步电压,V;
              Umax——流经接地体的实际大电流为Imax时的对地电压,其值等于大电流与接体电阻Rg的乘积,V;
              Rg——接地电阻,Ω;
              Rn、rn-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
              Ue=(174+0.17ρƒ)/√t
              Uk=(174+0.17ρƒ)/√t
       式中 Ue——接触电压,V;
              Uk——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。
              Ue=50+0.5ρƒ
              Uk=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。
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