跨步电压简介
编辑当电气设备发生接地故障或高压输电线路断线触地时，电流入口周围存在一个潜在的分布区域。在这个区域行走或站立的人两脚之间的电压称为跨步电压。
为了降低跨步电压，大多数工程方法是将建筑物的防雷接地装置围绕建筑物形成一个闭环，这样可以大大降低环内电位梯度，降低跨步电压。如果接地回路与地下金属导管相连或形成金属网，效果会更好。在接地系统施工和电缆故障定位中均采用跨步电压。
跨步电压定义
编辑当电气设备的绝缘被破坏、高压导线断裂接地或避雷针接地装置有电流流过地面时，由于接地电阻的存在，就会在地面上形成以接地点为中心的电位分布区。不同的电势会分布在周围的地面上。在这个地区，人或牲畜踩踏时两脚之间的电压称为跨步电压。
跨步电压原理
编辑高压导体等带电导体的故障接地、接地装置流动故障电流、工作电流大的接地装置附近流动、防雷装置被雷击、高大的设施或树木被雷击等都可能引起散射电流在地面各点产生电位差，从而引起跨步电压冲击。当人或牲畜进入距离电流接地点10米的距离，且双脚(或牲畜的前腿和后腿)与接地点站在不同的距离时，就会有触电电流通过人或牲畜。这种由跨步电压引起的触电事故称为跨步电压触电，步进电压触电最大值可达160V。
跨步电压的大小与接地体埋深及附近土壤结构、接地电流的大小、人与接地点的距离、步进的大小和方向、土壤电阻率等因素有关。一般离接地点越远，跨步电压越低;跨步越小，跨步电压越低。一般人的台阶考虑在0.8m，牲畜的台阶可以考虑在1.2-1.4m。例如，奶牛的步长较大，因此跨步电压较高。因此，当跨步电压触电时，牛比人更容易受伤;土壤电阻率低，接地体周围电位分布曲线相对平滑，跨步电压小。反之，土壤电阻率高时，电位分布曲线相对陡峭，跨步电压较大。在相同土壤条件下，电流强度越大，跨步电压越高。由于多种因素对跨步电压的影响以及地电位分布的复杂性，即使几个人在同一区域(如大树下或同一故障接地点附近)，也可能产生不同的跨步电压冲击后果。
跨步电压范围
编辑500V以下的低压系统在接地点10m范围内形成跨步电压;1000V以上的高压系统在距接地点20m以内形成跨步电压。电气设备接地部分或小电流接地系统中火线接地点附近的电位分布如下图所示:约68%的电压分布在距接地体(点)1米范围内;24%的电压分布在距接地点2 ~ 10m的范围内，只有8%左右的电压分布在距接地点10 ~ 20m的范围内。可以看出，离接地点越远，电流越分散，地电位越低。一般情况下，在距接地点20米处，跨步电压降为零。
跨步电压危害
编辑当跨步电压引起触电时，电流会沿人体下半身从脚流向腿、腿、脚，与地面形成通道。虽然它可能对人体上半身的重要器官没有任何电流作用，但当跨步电压高时，它会引起双脚抽筋，向地面塌陷，增加人体内的电流，改变电流通过人体的路径。它可能通过头部等重要器官流向手或脚，如果电流在坠落后继续在体内作用2秒，就可能是致命的。
对人身冲击触电事故的统计分析表明，相当于雷击持续时间的危险电流约为100安培。因此，人体的冲击电阻值计算为300-500欧姆，人脚对地的脉冲接触电阻为600欧姆。人体能承受的阶跃电压在90-110千伏之间。
牛也可以用于跨步电压和接触电压试验，因为大型牲畜对闪电的影响更敏感。使用标准的脉冲电压(花40微秒生成一个脉冲,然后衰变振幅的1/2)应用于牛的正面和背面的脚电压模拟步骤,并使用标准的脉冲电压应用于牛的鼻子和前足模拟接触电压,实验结果表明,当脉冲电压幅度0.6 -30千伏,接触和跨步电压不损坏内部牛的肌肉;当跨步电压幅值增加到40-70 kV时，会暂时影响牛的中枢神经系统和血液循环功能，休息后可完全恢复，无危及生命的影响;当跨步电压的振幅增加到96千伏时，可能导致奶牛的呼吸窘迫和心功能障碍等不可逆过程，构成威胁生命的危险。因此，对于奶牛来说，40微秒脉冲危险电压值产生的阶跃电压Uk为90- 100kv(此时流经机体的电流为200a)。
跨步电压预防
编辑人员预防
通常，高压线路周围有危险区域标志，应注意远离。不要靠近高压落线区，不要用手拿起高压线路。赤脚的人更容易受到跨步电压的伤害。当人的脚与地面直接接触时，流经人体的电流增加，使其更加危险。严禁裸手裸脚操作电气设备。在电气安全工作规程中，高压设备接地时，为防止跨步电压触电，要求离断线点8米以内的室外区域和4米以内的室内区域不得接近。必须进入上述范围的人员，在接触设备外壳和结构时，应穿戴绝缘靴和绝缘手套。如果发现有步进电压触电的危险，应迅速停止行走，降低高度，避免站立或躺下。相反，你应该双脚朝相反的方向跳，或者用一条腿快速跳出危险区域。为有效保证人身安全，应跳离接地点20米。离开危险区域后，应通知专业人员进行处理。
雷雨天气检查室外高压设备时，还应穿绝缘靴，不得靠近避雷器和避雷针。在暴风雨中，避免躲在树下。有必要呆在大树下，与树体和树枝保持至少2米的距离。尽量蹲下，双脚尽量靠近，降低人体有效高度，同时防止跨步电压触电。在荒野中遇到雷雨，无法躲避时，两脚蹲下来比迈步更安全。
电压预防
当跨步电压足够大时，会威胁到人的生命安全，接地装置的设计应引起重视。防雷装置的下导线和接地装置应尽量安装在不易接近人员的地方。接地装置最好在建筑物周围设计成闭环或埋设在一米以下，大大降低回路内电位梯度，降低跨步电压。例如，将接地回路连接到地下金属导管或形成金属网，可以达到更好的效果;为防止接触电压对人畜造成危害，下导体可以绝缘或隔离。
然而，由于雷电电流强度的随机性，难以准确计算和设计安全的跨步电压。经验分析表明，防止直击雷击的接地装置应距电气设备至少5m，距建筑物、构构物的出入口应大于3m。如果小于3m，应采取以下措施之一:
水平接地体局部埋深不宜小于1m。
水平接地体可局部包覆50-80mm沥青层进行绝缘。
在沥青碎石地面或接地装置上铺设50-80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地装置的2m。
使用“边缘式”或其他形式的压力平衡胶带。
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