摘要：接触电压是指加于人体某两点之间的电压。当设备漏电，电流IE自接地体流入地下时，漏电设备对地电压为UE，对地电压曲线呈双曲线形状。通过计算、分析对其人体的影响。
关键词：接地网；接地电阻；探析
一.概述
接触电压是指加于人体某两点之间的电压。当设备漏电，电流IE自接地体流入地下时，漏电设备对地电压为UE，对地电压曲线呈双曲线形状。当人在a处触及漏电设备外壳，其接触电压为其手与脚之间的电位差。人的脚在a处对地电压为Ua，人的手由于触及漏电设备，所以人的手对地电压与漏电设备对地电压相同，即为UE，这样在a处人所承受的接触电压UC=UE-Ua。通常，按人体离开设备0.8m考虑，在忽略人的双脚下面土壤的流散电阻的情况下接触电压与接触电动势相等。实际上，人脚下面土壤的流散电阻总是存在，以致接触电压总是比接触电动势要低一些，也就是比直接从对地电压曲线上取的电位差要低。
二.保护接地的作用
1、三相三线中性点不接地系统中的电气设备若没有采取保护接地，当电气设备一相绝缘损坏漏电使金属外壳带电时，操作人员误触及漏电设备，故障电流将通过人体和线路对地绝缘阻抗构成回路，绝缘阻抗是绝缘电阻和分布电容的并联组合，其接地电流的大小与线路绝缘的好坏、分布电容的大小及电网对地电压的高低成正比。线路的绝缘越坏，对地分布电容越大、电压越高、触电的危险性越大。若漏电设备已采取保护接地措施时，故障电流将会通过接地体流散，流过人体的电流仅是全部接地电流中的一部分。保护接地原理在两条通路中，电流的分配关系可表示为：Ir/I′e=(Re/Rr)Ie=。式中Ir—流经人体的电流；I′e—流经接地体的电流；Re—接地电阻；Rr—人体电阻；Ie—接地电流。从式中可以看出，接地电阻Re越小，流过人体的电流I也越小。因此，只要控制接地电阻值在一定范围内，就能减轻人身触电的危险。所以，保证最小的接地电阻是很重要的，在电气设备施工和运行时期内，均应保证接地电阻不大于设计或规程所规定的接地电阻值，否则是不能充分起到保护作用的。
2、三相四线制中性点直接接地系统中的电气设备如不采取保护接地或接零的措施，一旦电气设备漏电，人体误触及漏电设备外壳时，加在人体的接触电压为相电压（220V），接地短路电流通过人体电阻Rr与变压器工作接地电阻RN组成串联电路，通过人体的接地电流通为：Ir=U/(Rr+RN)。式中Ir—流经人体的电流；U—漏电设备外壳对地电压（220V）；Rr—人体电阻；RN—变压器中性点接地电阻。变压器中性点的工作接地电阻，一般规定在4Ω以下，如人体电阻取800Ω，则通过人体的电流为：Ir=U/（Rr+RN）=220V/（800+4）A=0.274A=274mA这样大的电流通过人体足以使人致命，是非常危险的。若漏电设备已采用保护接地时，则人体电阻和保护接地电阻并联。由于人体电阻比保护接地电阻大得多，接地短路电流绝大部分从接地电阻上通过，减轻了对人体触电伤害程度。现假设工作接地电阻RN和保护接地电阻R都为4Ω，电气设备一相绝缘破坏，接地短路电流为：Ie=U/（RN+RrRe（Rr+Re））=220V/（4+3.98）A=27.57A。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过人体的电流为：Ir=（220－27.57×4）800A=0.137A=137mA，中性点直接接地系统采用保护接地时人体触及漏电设备外壳示意从上述分析可知，中性点直接接地的电网采用保护接地虽比没有保护接地时触电的危险性有所减小，但通过人体的接地短路电流仍有可能使人致命，因此，在三相四线制中性点直接接地的低压配电系统中，电气设备如采用保护接地，根据国际IEC标准应装设漏电保护器。保护接零的作用采用保护接零时，电气设备的金属外壳直接与低压配电系统的零线连接在一起。当其中任何一相绝缘损坏而使外壳带电时，形成相线和零线短路。由于相零回路阻抗很小，所以短路电流很大，使线路上的保护装置（如断路器、熔断器等）迅速动作，切除故障设备的电源，从而起到防止人身触电的保护作用，并减少设备损坏的机会。
三.重复接地的作用
（1）减轻零线断线时的触电危险如零线没有采用重复接地时发生零线断线，而且在断线后面的某一电气设备又发生一相碰壳接地短路故障，故障电流通过触及漏电设备的人体和变压器的工作接地构成回路。因为人体电阻比工作接地电阻RN大得多，所以人体几乎承受了全部相电压，造成严重的触电危险。当零线采用了重复接地后，这时接地短路电流通过重复接地电阻Re和RN形成回路。在零线断线以后，电气设备外壳对地电压为Ue=IeRe；在断线以前，电气设备外壳对地电压为U′e=IeRN。由于Ue和U′e都小于相电压，所以降低了触电危险程度。
（2）降低漏电设备外壳的对地电压，当没有采用重复接地时，一旦发生设备漏电时，设备外壳对地电压Ue等于单相短路电流Ie在零线电阻上产生的压降UN，即Ue=UN；当采用了重复接地后，设备外壳对地电压仅为零线压降UN的一部分；即Ue≈Re（RN+Re）×UN，式中Ue—设备对地电压；Re—重复接地电阻；RN—中性点接地电阻；UN—零线上的电压降。
（3）缩短故障持续时间。当发生碰壳接地短路时，因为重复接地在短路电流返回的途径上增加了一条并联支路，使单相短路电流增大，加速了线路保护装置的动作，缩短了故障持续时间。
（4）改善配电线路的防雷架空线路零线上的重复接地，对雷电流具有分流作用，因此有利于防止雷电过电压。
四.结论
依据人所能承受的工频电流、人体的电阻、设备外壳的接地电阻、电源的中性点接地电阻等计算。人所能承受的工频电流：概率为50%时，成年男性的摆脱电流约为15.5mA，成年女性的摆脱电流约为10.5mA；概率为99.5%时，成年男性约为22.5mA，成年女性约为15mA。人的室颤域值50mA。对于50Hz工频电流，在1秒钟内，最大流过100mA电流时，人不会死亡。人体的电阻：在电压1000V，95%手掌面积接触带电体时的视在电阻为1500Ω。那么这个时候开始计算：无保护接地：I人=U/（R人+R中性点）有保护接地：I短路电流=U/[R中性点+R人•R外壳•（R人+R外壳）]I人=（U-I短路电流•R保护接地电阻）/R人≤100mA这样就把R保护接地电阻求出来了。小于4Ω。
参考文献
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[3]倪育才，《实用测量不确定度评定》，2014-1:20-55
论文作者:刘清卫,贾永国,张黎辉,张璐,高维,张婧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/11
标签：电阻论文; 电流论文; 电压论文; 人体论文; 设备论文; 外壳论文; 电气设备论文; 《基层建设》2019年第29期论文;