接觸電壓

接觸電壓，是指人站在發生接地短路故障設備旁邊，距設備水平距離0.8米，這時人手觸及設備外殼(距地面1.8米的高處)，手與腳兩點之間呈現的電位差，叫做接觸電壓。

基本介紹

• 中文名：接觸電壓
• 外文名：contact voltage
• 所屬學科：物理學

背景介紹

當電氣設備發生碰殼故障、導線斷裂落地或線路絕緣擊穿而導致單相接地故障時，電流便經接地體或導線落地點呈半球形向大地流散，人觸及故障設備外殼或進入散流區域會發生接觸電壓或跨步電壓觸電。觸電傷害的結果與跨步電壓與接觸電壓的大小有著直接關係。

原理

當電氣裝置絕緣M損壞碰殼短路時，流經接地極的短路電流為 Id 。如接地極的接地電阻力 Rd ，則在接地極處產生的對地電壓 Ud = Id·Rd ，通常稱 Ud為故障電壓。

一般情況下，接地線的阻抗可不計，則M上所呈現的電位即為 Ud 。當人在流散區內時，人所處的地電位為 Uφ 。此時如人接觸M，由接觸所產生的故障電壓 Uf= Ud -Uφ 。人站立在地上，而一隻腳的鞋、襪和地面電阻為 Rp，當人接觸M 時．兩隻腳為並聯，其綜合電阻為 Rp/2 。在 Uf的作用下，Rp/2 與人體電阻RB串聯，則流經人體的電流 IB = Uf/（RB+Rp/2），人體所承受的電壓 Ut = IB·RB = Uf ·RB/（RB+Rp/2）。這種當電氣裝置絕緣損壞時，觸及電氣裝置的手和觸及地面的雙腳之間所出現的接觸電壓Ut 與M和接地極間的距離有關。當 M 越靠近接地極，Uφ 越大，則 Uf 越小，相應地Ut 也越小。當人在流散區範圍以外，則 Uφ = 0，此時 Uf = Ud，Ut = Ud·RB/RB+Rp /2），Ut為最大值。由於在流散區內人所站立的位置與 Uφ 有關，通常以站立在離電氣裝置水平方向 0.8m 和手接觸電氣裝置垂直方向 1.8m 的條件計算接觸電壓。如電氣裝置在流散區以外，計算接觸電壓 Ut 時就不必考慮上述水平和垂直距離。

例子

圖中所示，當任一台電動機絕緣損壞，發生碰殼短路時，因為它們的外殼接在同一接地極上，3台電動機外殼都得到與接地極相同的對地電壓U 。人手接觸任一電動機外殼時，在人的手和腳之間都將承受接觸電壓，而且距接地體越遠，接觸電壓越高。接觸電位差主要產生於電力系統的短路電流，也可能來自雷擊電流。為了避免接觸電壓對人身的傷害，接地網的外緣應該閉合，外緣各角應做成圓弧形。如仍不能滿足要求，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。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，地面到設備水平距離0.8m處與設備外殼（或與外殼相連的架構）或牆壁離地面垂直距離1.8m處之間的電位差應滿足下式規定 式中ρ為人腳站立處地表的土壤電阻率（Ωm），t為接地短路電流的持續時間 (s)。在小接地短路電流接地系統中發生單相接地時，一般並不迅速切斷故障，接地電流的持續時間比較長，所以，須把接觸電位差的允許值降低。此時，Et應滿足下式的規定 Et=50+0.05ρ

接觸電壓

條件比較惡劣的場所，如礦井和水田，Et的允許值應適當降低。

降低意義

電力工程建設中出現的接地電阻測量值滿足要求而接觸電勢和跨步電勢值卻嚴重超標的現象，分析接觸電壓和跨步電壓的作用，提出相應的改造方法，以避免過大的接觸電壓和跨步電壓對人體造成的傷害。