在电力系统运行时，易出现设备电源线破损导致外壳带电，若设备外壳接地，此时会产生故障电压。人误碰外壳带电设备，此时会产生接触电压，在故障点向外辐射，不同距离之间会出现跨步电压。那么这三种电压之间有何区别，每种电压特性是什么样的呢，本文会重点讲述。
故障电压
顾名思义，故障电压是电力系统运行出现故障才会产生的一种电压。金属外壳带电的电气设备，如果相线的绝缘破损，就会出现漏电，漏电电流Id通过损坏点，经过接地线，由接地极流入大地中。若接地极的接地电阻为Rd，则在接地极处产生的对地电压为：Ud=Id*Rd，通常称Ud为故障电压。
故障电压Ud
可以看出，故障电压和漏电电流的大小和接地极的接地电阻有关。
漏电电流取决于相线绝缘的损坏程度和设备的容量，如果相线是绝缘开裂、相线和金属外壳之间靠潮湿的空气形成漏电通道，那么这种情况下的漏电电流较小；如果相线裸露，并且和金属外壳直接接触，这时漏电产生的漏电电流很大。
设备的额定电流通常由断路器和熔丝的动作电流来控制。如果漏电电流未超过断路器和熔丝的动作电流，断路器就不会跳闸断开，熔丝不会熔断，故障就会长期存在，这是相当危险的。许多火灾或人身电击死亡事故就是这种情况引发的。
接地极的接地电阻和接地极周围的介质有极大关系，周围介质电阻率越大、接地极的接地电阻就越大。对接地极接地电阻的要求，电力系统的工作接地电阻一般为4Ω以下；防雷接地的冲击电阻一般为30Ω以下；联合接地电阻为1Ω以下。
电气设备一旦发生相线和外壳直接短路（也可称为“碰壳”），接地极上就会出现危险的故障电压，人触及接地线就有遭受电击的危险。如果电气设备的相线和外壳之间的绝缘达不到规定的绝缘值电气设备也不能投入使用。此时要分析引起绝缘下降的原因，是因受潮造成绝缘下降还是绝缘层损坏而造成绝缘值达不到要求。若是因受潮而是绝缘达不到要求时，需对其进行烘干，绝缘符合要求时方可使用；若是绝缘受损，必须修复后才能使用。检查时一般先检查接线部分，接线松动或可动接线的磨损是最容易发现的，也是最常见的原因。若使用绝缘电阻达不到要求的电气设备，就会产生危险。
判断是受潮还是碰壳，不能采用绝缘电阻表（也称兆欧表），要用万用表欧姆档判定。因为500V的绝缘电阻表无法读出0.5MΩ以下的读数。
接触电压
一旦在接地极上出现危险的故障电压后，不仅和接地极连接的电气连接设备存在危险的故障电压，在接地极周围半径为20米的区域内也存在危险的电场。如下图所示，当电气装置M的绝缘损坏后，产生碰壳短路，漏电电流Id通过接地极注入大地中，此时接地极上就会出现一个故障电压Ud，同时在接地极周围半径20米的范围出现一个电场。电场内的各点的电位是不同的，若此范围的截止是均匀一致的，即介质的电阻率相同，那么各点的电位值如下图曲线所示。由曲线可以看出：在接地极埋入点的地电位最大，其值为Ud，在离接地极20米处的地电位为零。
对地电压、接触电压
由于电气装置M通过接地线和接地极相连，在忽略接地线电阻的情况下，可以认为电气装置M上出现的故障电压也为Ud。若有一人站在离电气装置M的距离0.8米处，此点的地电位为Ua，此时该人的手若触及电气装置M，手间忍受的电压则为Ui=Ud-Ua。
电气设备因绝缘损坏，发生碰壳短路时，人触及电气设备就有遭到电击的危险。为了衡量危险程度，把离电气设备水平方向0.8米处（相当于跨步距离）的地电位和电气装置垂直方向1.8米处（人手触及的部位）的设备故障时所带的电位差称为接触电压。
如果设备未接地，220V的相线碰壳，这时产生的接触电压可达到相电压大小；如果设备接地，其接触电压与设备接地电阻大小有关，当设备接地电阻与电源的工作接地电阻相等时，其接触电压可达到110V。设备的接地即使非常好，在故障电压未切断前，接触电压也是存在危险的。只有故障电压被切断后，才能解除点击的危险。需要认真对待的是故障电压的蔓延，即在故障排除之前，凡是和接地极相连的设备的外壳上都会出现故障电压，其值接近接地极上出现的故障电压值。
值得注意的是，漏电断路器（简称漏电保护开关）不能阻止故障电压的蔓延。曾经发生过远离故障点的电加热器上，由于故障电压延PE线蔓延过来而发生电击死亡事故。
跨步电压
当电气装置发生对地短路故障后，故障电流从故障点的地通过大地到接地极，回到电源。于是在故障点的地和接地极周围产生一个电场，离故障点的地或接地极的地越近，电位越高，越远，则电位越低。离开故障点或接地极的距离≥20米，可视为零。人若站在这个电场内，两脚分开相距0.8米时，由于两脚处于不同的电位点，就有一个电位差，此电位差称为跨步电压。当人处于电场内有麻电感觉时，不能奔跑逃离电场，而应单脚跳或细步离开电场。两脚之间跨步距离越远，电位差越大。
故障点周围会形成环形电场
跨步电压触电
假如感觉到麻电感觉，可以判定周围有漏电现象，那么如何测量跨步电压呢？其实测量跨步电压方法并不复杂。首先测量麻电点的地电位，用两根长500mm的铁棒，戴好绝缘手套，穿好绝缘鞋，把其中一根敲入麻电点的地中，另一根相距第一根铁棒0.8米，试探着在不同方向敲入地中。铁板上连接着测量线，测量线的另一端接到万用表的交流电压档，找出电位差最大的点。此时电位差即为麻电点的跨步电压。
跨步电压测试方法
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