一 其本概念
1、對(duì)地電壓
當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí),短路電流id通過(guò)接地點(diǎn)向大地作半球形流散。如下圖01
圖01
電流流散過(guò)程中遇到的全部電阻叫做流散電阻。
實(shí)驗(yàn)證明,在距離接地體20米以外的地方,半球的球面積已經(jīng)很大,電阻可以忽略不計(jì)。
這些地方不存在電壓降,電位為零。因此,在距離在距離接地體20米以外的地方是安全的。
當(dāng)電流從接地點(diǎn)流入大地時(shí),其周圍各點(diǎn)對(duì)零電位的大地的電位差,叫做對(duì)低電壓。
通常,電氣設(shè)備的某一部分,如外殼、接地線、接地體等帶電時(shí)與大地零電位之間的電位差稱為該部分的對(duì)低電壓。
2、接觸電壓
人體接觸不同電位的兩點(diǎn)所承受的電位差稱為接觸電壓。如圖02
圖02
圖02為設(shè)備絕緣擊穿發(fā)生接地,電流id自接地體流入大地時(shí),對(duì)低電壓的分布情況。
圖中,甲站在地上手接觸已經(jīng)漏電的設(shè)備,手、足之間出現(xiàn)電位差,其大小為漏電設(shè)備對(duì)低電壓ud與其所站立地點(diǎn)對(duì)低電壓之差,即圖中的uc,uc就是甲所承受的電壓。
3、跨步電壓
跨步電壓是指人站在地上兩腳之間承受的電位差,人的跨距一般為0.8米。如圖02
圖02中,ub1和ub2分別為乙和丙站在地上承受的跨步電壓,乙的一只腳正好踩在接地體上,承受的跨步電壓最大;丙離開(kāi)接地體有一段距離,承受的跨步電壓最小。
二、觸電形式
1、單相觸電
當(dāng)人站在地上直接接觸電網(wǎng)的一相(一根火線),或是直接接觸用電設(shè)備的一根火線,或是直接接觸已經(jīng)漏電的用電設(shè)備外殼(用電設(shè)備外殼已經(jīng)帶電)時(shí),電流通過(guò)人體流入大地,并構(gòu)成回路,這種觸電叫做單相觸電。如圖03、04
圖03
圖04
(1)在中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中。如圖03
觸電時(shí)通過(guò)人體的電流為:圖03中的計(jì)算公式。式中:
u—電網(wǎng)電壓;
rr—人體電阻;
ro—中性點(diǎn)接地電阻。
在380伏的電網(wǎng)中,如人體電阻為2000歐姆,中性點(diǎn)接地電阻略去不計(jì),則通過(guò)人體的電流達(dá)110毫安,足以使人致命。
(2)在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)。如圖04
圖中,是人直接接觸帶電的電線。由于電網(wǎng)與大地沒(méi)有直接的電氣連接,各相對(duì)地絕緣電阻較高(電線與大地構(gòu)成電容,電流為電容電流,電阻為容抗),單相觸電的危險(xiǎn)性較小。
另外,在電壓為1000伏以下,線路不太長(zhǎng),從而電容較小時(shí),人體若接觸帶電設(shè)備的任一相(設(shè)備故障發(fā)生漏電,外殼帶電),這時(shí),通過(guò)人體的電流不但和電壓大小有及人體電阻有關(guān),另外,也和設(shè)備的絕緣有關(guān),觸電的危險(xiǎn)性較小。通過(guò)人體的電流,可計(jì)算如下:
中文表達(dá)式:通過(guò)人體的電流=相電壓 除以 [根號(hào)3的人體電阻 加上 (設(shè)備的絕緣電阻 除以 根號(hào)3)]
數(shù)學(xué)表達(dá)式:ir=ud/[1.732rr+(rf/1.732)]
2、兩相觸電
如圖05
圖05
(1)圖05中。人體同時(shí)直接接觸電網(wǎng)的兩相(2根火線),或是直接接觸用電設(shè)備的兩根火線,電流從一相導(dǎo)體經(jīng)過(guò)人體流入另一相導(dǎo)體,構(gòu)成回路。這種觸電叫做兩相觸電。
(2)同理,對(duì)于高壓帶電體,人體雖未直接接觸,人體接近兩相帶電體, 但由于不足安全距離,高壓兩相電會(huì)通過(guò)電弧對(duì)人體放電,電弧放電電流從一相導(dǎo)體經(jīng)過(guò)人體流入另一相導(dǎo)體,構(gòu)成回路。也叫兩相觸電。如圖06
圖06
3、跨步電壓觸電
當(dāng)發(fā)生接地電線落地時(shí),或是設(shè)備發(fā)生故障發(fā)生漏電時(shí),短路電流就通過(guò)接地點(diǎn)或是設(shè)備外殼接地線流入大地,然后向大地?cái)U(kuò)散,此時(shí),在大地表面形成分布電位,其電位分布曲線如圖02所示。
(1)接觸電壓觸電
人站在發(fā)生短路故障的設(shè)備旁邊(通常相距為0.8米),手觸及設(shè)備外殼,則人的手與腳所觸及的兩點(diǎn)之間的電位差,叫做接觸電壓。接觸電壓計(jì)算如下:
中文表達(dá)式:接觸電壓=對(duì)低電壓 減去 人腳站立處的大地電位差
數(shù)學(xué)表達(dá)式:ujc=ujd—φ
(2)跨步電壓觸電
人在短路點(diǎn)周圍行走,兩腳之間(跨距取0.8米)的電位差,即跨步電壓,出現(xiàn)跨步電壓即構(gòu)成跨步電壓觸電。電流走向:形象地說(shuō),從一只腳流向另一只腳,即從高電位的一只腳流向低電位的另一只腳。跨步電壓計(jì)算如下:
中文表達(dá)式:跨步電壓=電位高的那只腳的電壓 減去 電位低的那只腳的電壓
數(shù)學(xué)表達(dá)式:ukb=φ1—φ2
實(shí)踐表明:最大跨步電壓出現(xiàn)在距短路接地點(diǎn)(漏電設(shè)備的接地體)外地面水平距離0.8米與接地點(diǎn)(漏電設(shè)備的接地體)之間。
問(wèn)答:
1、在雷雨天不要走近高壓電桿、鐵塔、避雷針,至少遠(yuǎn)離多少米以上?
答:20米以外。
2、人與220kv(22萬(wàn)伏)、35kv(3.5萬(wàn)伏)、10kv(1萬(wàn)伏)電力線的安全距離是多少米?
答:安全距離 220kv是3米;35kv是1米;10kv是0.7米。
3、低壓架空線路在居民區(qū)生活區(qū)安全距離是多少米?
答:10kv(1萬(wàn)伏)7米;220伏6米。
4、發(fā)生高壓電線落地,距落地點(diǎn)多少米才安全?
答:這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有統(tǒng)一答案,主要是看多少高的高壓電落地。
我們建議安全距離為20米以外,最少不小于8米。
現(xiàn)實(shí)中,供電線路都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì),斷線機(jī)會(huì)幾乎為零。從供電保護(hù)控制系統(tǒng)來(lái)看,供電線路設(shè)計(jì)有三相平衡保護(hù)、絕緣保護(hù)(接地保護(hù))、過(guò)流保護(hù)(短路保護(hù)),不存在線路接地后仍能帶電的可能(超高壓線路的后臺(tái)控制系統(tǒng)十分精確,即線路接地后0.02秒內(nèi)后臺(tái)馬上自動(dòng)發(fā)出跳閘信號(hào),切斷電源),也許在電線未落到地面之前電源早已斷開(kāi)了。
但我們也不得不提防,多學(xué)一些這方面的知識(shí)對(duì)我們是有益的,我們也常見(jiàn)到高壓電線落地后將大地?zé)苫业默F(xiàn)實(shí)。