电缆工频接地电阻上电压变化的规律以及降低跨步电压的改进措施

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1、电缆工频接地电阻上电压变化的规律以及降低跨步电压的改进措施（海南电力设计研究院）摘要：电缆无论直接接地还是交叉互联接地，在接地装置上都有可能流过单相工频故障电流，故障电流在接地装置上电压分布规律，最大电压大小及其所在位置，跨步电压大小及其分布规律、过去一段时间很少有人具体研究。现在接地电流越来越大，研究单相故障电流在接地体上工频电压分布规律，能够为电缆直接接地和交叉互联接地的接地端电缆选型提供依据。对接地电缆的事故排查,保证人员、设备的安全具有更加重要的意义，对改进施工方案具有指导作用。关键词：电缆故障电流工频接地电阻跨步电压一、接地体敷设方式1、置于地面水平接地

2、体（半埋或很浅埋）：在不同土壤电阻率ρ,单位Ω.m；在不同单相短路电流Id,单位A；沿接地体轴线Z轴电压梯度变化的规律和和跨步电压大小Uzkw,V；垂直接地体轴线ρ电压梯度变化的规律方向跨步电压大小Uρkw,V。；见图12、垂直接地体：同水平接地体的ρ与Id条件一样，而以垂直接地体为屮心，地面圆周半径方向上的电压梯度及其跨步电压，Uρkw,Vo二、沿接地体的跨步电压及电压梯度计算公式：1、沿接地体轴线Z轴跨步电压及电压梯度计算公式：沿接地体电压分布公式：计算结果见表一〜表五2、垂直接地体的P轴跨步电压及电压梯度计

3、算公式：略；计算结果在表表五。3、垂直接地体沿地面半径方向的跨步电压计算公式：略；计算结果在表六〜表十。4、跨步电压及电压梯度字母和单位如下：RJ—接地电阻，&0mega;；S—跨步距离，0.8m；ρ0—接地体半径，m；d0—接地体半径，m；ρ—土壤电阻率，&0mega;.m；Uz—Z轴上的跨步电压，V；—水平接地体长度，m；Uzmax—水平接地体沿接地体轴线上的最大跨步电压，V；乙沿接地体轴线距如地点电流的距离，m;Up—P轴上的跨步电压，V；Uρmax一水平接地体沿垂直接地体轴线上的最大跨步电压，V；Id—单相短路电流，A；Us—容许跨

4、步电压，V。其中t=0.35s.4、敷设在地表面的水平接地体4.1水平接地体计算结果如下：4.1.1表一，水平接地体跨步电压计算ρ=100Ω.mo从上表可以看出在土壤电阻率一定ρ=100&0mega;.m，随着短路电流Id从3000V0000A变化，Z轴最大跨步电压从4951.6~16505.6V变化，远远大于容许跨步电压412VO短路电流入地点的Z轴最大电压从7262-24206.7V,P轴则从1567-5256.2V.这对电缆直接接地和交叉互联接地电缆选型具有直接指导意义。4.1.2表二，水平接地体跨步电压计算ρ=200&0

5、mega;.m从上表可以看出在土壤电阻率一定ρ=200Ω.m，随着短路电流Id从3000V0000A变化，Z轴最大跨步电压从9903.34^33011.22V变化，远远大于容许跨步电压530V。短路电流入地点的Z轴最大电压从14524-48413.4V,P轴则从3153.8~10512.53Vo4.1.3表三，水平接地体跨步电压计算ρ=300&0mega;.m从上表可以看岀在土壤电阻率一定ρ=300&0mega;.m,随着短路电流Id从3000V0000A变化，Z轴最大跨步电压从14855.05^49516.83V变化，远远大于

6、容许跨步电压649Vo短路电流入地点的Z轴最大电压从21786.03~72620.09V,P轴则从4730.78T5769.25V.4.1.4表四，水平接地体跨步电压计算ρ=400Ω.m从上表可以看岀在土壤电阻率一定ρ=400&0mega;.m,随着短路电流Id从3000V0000A变化，Z轴最大跨步电压从19806.73~66022.44V变化，远远大于容许跨步电压767.9Vo短路电流入地点的Z轴最大电压从29048.03~96826.78V,P轴则从6307.7~21025.66V.4.1.5表五，水平接地体跨步电压计算ρ

7、=1000&0mega;.m从上表可以看出在土壤电阻率一定ρ=1000&0mega;.m,随着短路电流Id从10000-15000A变化，Z轴最人跨步电压从60878.19~91317.23V变化，远远大于容许跨步电压1477V。短路电流入地点的Z轴最大电压从92351.39^138527.3V,P轴则从20053.88~30080.82V.4.1.2水平接地体沿水平接地体轴线电位梯度一般曲线：UZ*-Z*4.1.3水平接地体沿水平接地体轴线垂直ρ轴电位梯度--般曲线：Uρ*-ρ*4.2垂直接地体计算结果如下：4.2.1表六，垂直接

8、地体跨步电