关于电位梯度（Potential grading）的IEC电击防护要求要求。
因为最近总是有人在论坛里面宣传在低压系统里面设置电位“均衡线”，把一个高压系统和防雷系统的电击防护概念引入到低压配电系统，谈论这个问题的一个重要依据就是“电位梯度”，把人唬的一愣一愣的{:1_428:}。今天我查看规范的时候正好看到了IEC里面的这个概念，这里截图分享给大家，标准出处是IEC61140。 你引用的这个文献，并不能说明你的结论。1、电位梯度是物理学中的一个概念，指电势最大变化方向上的变化率，实际就是电场强度，跟高压低压没任何关系。
2、IEC这里用的动名词grading，以及定义的语句，都说明这个术语不是电位梯度，而是电位均衡。grading也有减缓坡度的含义。
3、定义的语句，只说了高压装置的电位均衡，而且只说了正常条件下normal conditions，但并没说低压装置就不需要电位均衡。 认真地看了下楼主提供的IEC的这份标准，这是关于电击防护的通用标准，谈下看法。
1、potential grading 这个术语，出现在基本防护的条目中，属基本防护要素之一。这说明，标准提到针对高压装置，只存在于在作基本防护的时候。
2、等电位联结这个术语，出现在故障防护的条目中，属故障防护要素之一。
等电位连接和potential grading，都是降低电位差的措施。之前讨论的“均衡线”，是作为辅助等电位联结的等电位对象之一出现的，作用是降低手——脚之间的电位差，原理是平滑伸臂范围内的电位梯度，是故障防护措施的补充保护，与作为高压装置应设置的基本防护措施potential grading没有任何冲突。 均衡线/金属网真不是高压系统和防雷系统的电击防护的专用概念，
举个例子，16895.24-2005的辅助等电位联结中就有提到类似的导电地板网格。 本帖最后由 wangguichao66 于 2024-6-28 21:38 编辑
常见的例子的还有泳池的底板金属网格。 本帖最后由 机械岛 于 2024-6-29 21:15 编辑
在德国这个概念叫电位控制(Potentialsteuerung)，早先确实是用在1kV以上交流系统，但是发现这个措施对降低预期接触电压非常管用，所以电位控制(Potentialsteuerung)就成了主/附加保护等电位联结措施的补充。
墙壁和地板什么时候被视为外界导电部件，又或是什么时候不是，我也想过这个问题，我在想国外的大佬有没有也想过这个问题，果不其然还真有，懒得翻译了，直接上图。
参考文献
Walther Koch: Erdungen in Wechselstromanlagen über 1 kV. Zweite völlig neu bearbeitete Auflage, Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1955, S. 48–71.
Schmolke, Herbert; Callondann, Karsten . Potentialausgleich, Erdungsanlage, Korrosionsgefährdung,VDE Verlag 2013 S118-120.
这个链接：https://worksafe.nt.gov.au/forms-and-resources/bulletins/electrical-safety-in-the-construction-of-showers-and-bathrooms
是澳洲/新西兰标准 AS/NZS 3000:2018Clause 5.6.2.5 Showers and Bathrooms 之条款摘录及说明。
供参考。 dqaq 发表于 2024-6-28 17:54
你引用的这个文献，并不能说明你的结论。
1、电位梯度是物理学中的一个概念，指电势最大变化方向上的变化率 ...
我截图主要想说明的是下面的那个NOTE里面Potential grading的主要应用场所，这次重点不是要表达低压系统里面不能做，而是要表达这套东西在低压系统里面非必须。经wangguichao66上次提醒（均衡网与电击回路并联的说法）我确实也想到了这个均衡网在低压系统的一些应用场景，不能只考虑人是站立的情况，在人和动物非直立的情况下，确实可以构成均衡网与人体故障电流并联的情况，理论上好像是能起作用的，比如牛棚和游泳池。
但是这种情况是极少的，这套电位均衡网在低压系统的使用中是极其受限制，很多时候还会带来更多的危害：
地面均衡网本质是通过靠降低地面内部阻抗起作用，但是在人身触电事故(站立)中，这种均衡网是同时降低设备故障回路和人体故障回路的总阻抗，甚至可能只降低了人体故障回路的阻抗。增大了总的故障电流，对人体故障防护只有危害。
在人们习惯认知里，降低阻抗是有助于电击防护，但这个情况是针对降低设备故障回路的阻抗，对于由人体构成的故障回路，应该是想方设法增加阻抗，减少流经人体的故障电流。
dqaq 发表于 2024-6-28 17:54
你引用的这个文献，并不能说明你的结论。
1、电位梯度是物理学中的一个概念，指电势最大变化方向上的变化率 ...
这里用一下您的图，你这个图里有一个问题，那就是这里只强调了均衡线可以降低Ul/Ud，但是忽略了一个问题，那就是这个均衡线也降低了人体下方地面的电阻，必然会提升Ud值。
对于淋浴间这种地面潮湿甚至有积水的场所，均衡线降低Ul/Ud的效果会大幅降低，但是增大Ud的危害实打实存在。 ?_446231510 发表于 2024-7-1 11:10
我截图主要想说明的是下面的那个NOTE里面Potential grading的主要应用场所，这次重点不是要表达低压系统 ...
在人们习惯认知里，降低阻抗是有助于电击防护，但这个情况是针对降低设备故障回路的阻抗，对于由人体构成的故障回路，应该是想方设法增加阻抗，减少流经人体的故障电流。
你说的是对偶性的两种技术中的一种。
1、非导电环境，就是你说的这种思路的极端情况——完全阻断电流通道，是“堵”的思路。
2、等电位联结，是消除回路电流的驱动力，属釜底抽薪的思路。简单说，当你不能降低手上电位时，将脚底电位抬到与手上电位一样高，这样手——脚电位差就消除了。电压都没了，阻抗大小完全无所谓。
所以，用故障回路阻抗分析等电位问题，技术路线走偏了。
电击防护说到底是降低接触电压（就是施加在人或动物身上）的故障电压，
在保护对象电阻不变的情况下，电压降低，流经身体的电击电流就降低，
在故障电压流经保护对象的串联回路里，
等电位联结是通过身体并联小电阻降低身体分担的电压，
非导电环境是加大其他部分的绝缘电阻降低身体分担的电压，
异曲同工。 通过这几个帖子探讨，
大家都积极研读IEC或者其他国家的电气规范了，
绝对是好事！{:1_443:} 本帖最后由 ?_446231510 于 2024-7-1 13:45 编辑
dqaq 发表于 2024-7-1 11:36
在人们习惯认知里，降低阻抗是有助于电击防护，但这个情况是针对降低设备故障回路的阻抗，对于由人体构成 ...
地面均衡网不是等电位连接{:1_428:}应该理解为跟等电位间接并列的一种措施（比如路灯系统敷设的防雷均压环）。
等电位连接是要消除设备外壳和金属导体之间的电位差，这个思路是正确的，我一直都是认可这个概念的。
但是地面均衡网的思路是消除人体不同部位之间的电位差，这思路就有问题了，因为这套系统只在人发生触电的时候才起作用，那就必然要让这套均衡网与人体故障回路构成并联，如果能构成并联（基本构不成），那就能起到等电位的作用，如果不能构成并联回路，那作用就只有降低地面内阻。
均衡网降低地面内阻，极端点的例子就是我之前举过的，电工检修地面不铺绝缘垫，改用钢板，这种防电击做法与均衡网的有本质什么差别，但是铺钢板大家都知道不靠谱，到了卫生间里确搞出来了均衡网做法。
本帖最后由 ?_446231510 于 2024-7-1 12:32 编辑
wangguichao66 发表于 2024-7-1 11:47
电击防护说到底是降低接触电压（就是施加在人或动物身上）的故障电压，
在保护对象电阻不变的情况下，电压 ...
地面均衡网不是等电位连接{:1_428:}
讨论了这么久其实核心问题就是，地面金属网（包括地面内阻）在电击故障中，到底是并联进故障回路还是串联进故障回路，如果是并联进去，那就是起到等电位作用，是好东西。
如果是串联进故障回路，那均衡网就没起到等电位租用，相反降低流经人体的故障回路总阻抗，是个坏东西。
我的观点是，这个地面金属网是串接入人体（站立姿态）电击回路，所以它是坏的。
我能想到的并联情况是一个人一手按着地面的插座，然后整个人在那做俯卧撑{:1_428:}这场景挺辣眼睛的。
本帖最后由 ?_446231510 于 2024-7-1 14:39 编辑
很多人讨论电位均衡，都把电位均衡作为了辅助等电位连接下面的一种措施。
这里我的观点是辅助等电位和电位均衡应该是两个独立的措施，讨论的时候不要混在一起，把辅助等电位的功用算到电位均衡的头上。这里我的观点依据如下：
1)IEC61140 的 “pontential grading ”分别是在5.2.8（基本防护措施，主要应用变电所） 5.3.9（谢谢dqaq提醒，故障防护措施 ，如防雷均压环）而辅助等电位是在5.5.2（附加防护措施）。
2）在基本防护上面的应用，pontential grading与基本绝缘是并列措施；在故障防护上，pontential grading与自动切除故障回路措施并列。
3）需要注意的是IEC61140是同时适用于高、低压系统的，这里还可以对比一下国标《GB50054》里面低压配电系统采用的基础防护措施和故障防护措施，都排除了“电位均衡”的措施。
5.1 直接接触防护措施
（Ⅰ）将带电部分绝缘
（Ⅱ）采用遮拦或外护物
（Ⅲ）采用阻挡物
（Ⅳ）置于伸臂范围之外
5.2.1 对于未按现行国家标准《建筑物电气装置 第4-41部分：安全防护 电击保护》GB 16895.21的规定采用下列间接接触防护措施者，应采用本节所规定的防护措施：
1 采用Ⅱ类设备；
2 采取电气分隔措施；
3 采取特低电压供电；
4 将电气设备安装在非导电场所内；
5 设置不接地的等电位联结。