跨步电压

概述

户外落雷可引起跨步电压危险

跨步电压是指电气设备发生接地故障时，在接地电流入地点周围电位分布区行走的人，其两脚之间的电压。

电气设备碰壳或电力系统一相接地短路时，电流从接地极四散流出，在地面上形成不同的电位分布，人在走近短路地点时，两脚之间的电位差就称作跨步电压（电工行业习称跨步电势）。距电流入地点越近，跨步电压越高，反之越低。跨步电压主要产生于电力系统的接地短路电流。

雷雨天气中，在雷电流通过接地装置时，也会产生跨步电压。

原理

跨步电压

当架空线路的一根带电导线断落在地上时，落地点与带电导线的电势相同，电流就会从导线的落地点向大地流散，于是地面上以导线落地点为中心，形成了一个电势分布区域，离落地点越远，电流越分散，地面电势也越低。

如果人或牲畜站在距离电线落地点8～10米以内，就可能发生触电事故，这种触电即跨步电压触电。人受到跨步电压时，电流虽然是沿着人的下身，从脚经腿、胯部又到脚与大地形成通路，没有经过人体的重要器官，好像比较安全。但是，因为人受到较高的跨步电压作用时，双脚会抽筋，使身体倒在地上。这不仅使作用于身体上的电流增加，而且使电流经过人体的路径改变，完全可能流经人体重要器官，如从头到手或脚。相关事件证明，人倒地后电流在体内持续作用2秒，就会致命。

实验验证

以牛进行验证表明，脉冲电压幅值为0.6~30千伏时，跨步电压和接触电压对牛的内部肌体没有任何损伤。如跨步电压的幅值提高到40~70千伏，而接触电压的幅值提高到42~56千伏时，牛的中枢神经系统和血液循环机能受到。这是暂时性影响，经过休息后可以完全恢复，没有生命危险。

如跨步电压的幅值提高到96千伏，接触电压的幅值提高到74千伏时，牛的呼吸失常，心脏活动机能损伤，产生不可逆过程，有生命危险。

危害

当跨步电压达到40~50V时，将使人有触电危险，特别是跨步电压会使人摔倒进而加大人体的触电电压，甚至使人触电死亡。

预防

电压预防

室外雷电天气可引发跨步电压危险

应增设接地极改变跨步电压。增设垂直接地极对于降低接触电压和跨步电压具有非常显著的作用，一是垂直极的引入，降低了地电位升(GPR)，而接触及跨步电压均与GPR有着直接的关系。二是因为增设垂直极后，大部分故障电流通过垂直极流入大地，相应减少了水平导体的散流量，因此地表面的水平方向电流密度大大减少，造成水平方向电场强度大大降低。

周边路面预防

为了避免跨步电压对人身的伤害，接地网外缘应该闭合，外缘各角应做成圆弧形。如仍不能满足跨步电位差的要求，可敷设水平均压带。接地网边沿经常有人通过的地方，可铺设砾石或沥青路面，也可敷设均压带。

人员预防

如果发现高压线铁塔倾斜或者电线断头下垂时，一定要迅速远避。

雷雨天气时，也要尽量减少跨步电压带来的伤害，如果在周围有落雷、周围有不均匀电压分布的紧急情况下，应赶快把双脚并在一起，然后马上用一条腿蹦离危险，逐步离开跨步电压区。

相关规定

中国有关标准规定，在大接地短路电流系统发生单相接地或同点两相接地时，地面水平距离0.8m两点间的电位差应满足下式的规定：

跨步电压

式中E_s为跨步电位差(V)，ρ为人脚站立处的地表土壤电阻率(Ωm)，t为接地短路电流的持续时间(s)。在小接地短路电流系统中发生单相接地时，一般并不迅速切除故障，接地电流的持续时间比较长，所以须把跨步电位差的允许值降低，此时跨步电位差应满足下式的规定： E_S＝50＋0.2ρ

条件比较恶劣的场所，如矿井和水田，E_s的允许值应适当降低。