轻云舟 发表于 2025-4-5 21:27:20

请教一个跨步电压的问题

各位老师清明安康!我最近看到一个跨步电压的计算问题,由此联想到一种实际情况:土壤电阻率为100欧*米,即土壤电导率为0.01S/m,某个220v的用电设备采用TT系统,在该设备旁打下一个半径0.05m的半球形接地体,假设接地电阻为4欧姆(实际肯定没这么小,先按照4欧姆考虑,且变压器接地电阻按照0欧姆考虑,其他后面再讨论),则此时流入大地的电流为220/4=55A,此时一个步距为0.8m的人,一只脚踩在接地体边缘,另一只脚踩在外面,计算此人的跨步电压,带入公式,竟然得出跨步电压是16241V!

轻云舟 发表于 2025-4-5 21:31:33

就算接地体电阻和变压器接地电阻之和为100欧,负荷实际情况,短路电流为2.2A,算出来跨步电压也为650V,可是我电压一共才220V,请问问题出在哪里了?谢谢

dqaq 发表于 2025-4-5 22:12:42

好像按你给的数据,接地电阻不可能为4欧,而是大大于4欧。所以电流小小于55A。
接地电阻在这里不能假设,得算。

dqaq 发表于 2025-4-5 22:18:38

另外,l-b那个分母数据好像也不对。

轻云舟 发表于 2025-4-5 22:43:55

dqaq 发表于 2025-4-5 22:18
另外,l-b那个分母数据好像也不对。

谢谢老师深夜的回复!您看下第一张图,l是距离球心的距离,我按照0.8+0.05=0.85m,也就说一直脚踩在接地体的边缘。其实这个公式还有个更离谱的地方,一只脚如果踩在球心中间,那就l=b,l-b=0,跨步电压就无穷大了,这里我更想不明白!这个公式推导的时候,用那些什么电流密度、电场的公式,我也看不明白,是不是得l远大于b才能计算呢

轻云舟 发表于 2025-4-5 22:45:41

dqaq 发表于 2025-4-5 22:12
好像按你给的数据,接地电阻不可能为4欧,而是大大于4欧。所以电流小小于55A。
接地电阻在这里不能假设,得 ...

是的老师,我当时算的时候忽略了这一点,后来就算把电阻按照100欧算,结果还是很大,100欧比较符合实际了吧

dqaq 发表于 2025-4-5 22:52:19

推了下,感觉跨步电压这个公式有点问题。
(2)中那个公式,我推出来括弧中应该是

dqaq 发表于 2025-4-5 22:58:11

dqaq 发表于 2025-4-5 22:52
推了下,感觉跨步电压这个公式有点问题。
(2)中那个公式,我推出来括弧中应该是 ...

哦,是一样的,我搞错了。我的l是靠近接地极那只脚的距离,书上的l是远离接地极那只脚的距离。

轻云舟 发表于 2025-4-5 23:01:29

dqaq 发表于 2025-4-5 22:52
推了下,感觉跨步电压这个公式有点问题。
(2)中那个公式,我推出来括弧中应该是 ...

您推的是从距离球心l的位置向外迈步吧,图里的公式是从距离l的位置向球心迈步

轻云舟 发表于 2025-4-5 23:08:55

dqaq 发表于 2025-4-5 22:52
推了下,感觉跨步电压这个公式有点问题。
(2)中那个公式,我推出来括弧中应该是 ...

按照最下面那个公式算,是100/(4×3.14×0.05)=160欧,那短路电流就是220/160=1.4A,带入那个公式,算出来还是400多v,主要是1/(L-b)有可能非常大,l=b时,直接无穷了

dqaq 发表于 2025-4-5 23:36:50

{:1_491:}糊涂了。是接地电阻公式没引用对。接地电阻公式分母系数应该是2Π,不是4Π。因为地下只有半个球,半个球的面积是2ΠR^2。

轻云舟 发表于 2025-4-6 08:04:44

dqaq 发表于 2025-4-5 23:36
糊涂了。是接地电阻公式没引用对。接地电阻公式分母系数应该是2Π,不是4Π。因为地下只有半个球,半个球的 ...

哦哦,可是这个对计算结果影响不大吧

dqaq 发表于 2025-4-6 08:27:49

轻云舟 发表于 2025-4-6 08:04
哦哦,可是这个对计算结果影响不大吧

       影响很大。接地电阻会增大1倍,导致接地电流减少一半。算出来从接地极边沿到l=0.85m处,跨步电压约207V。关键是肯定不会出现跨步电压大于电源电压的情况。

轻云舟 发表于 2025-4-6 08:39:56

dqaq 发表于 2025-4-6 08:27
影响很大。接地电阻会增大1倍,导致接地电流减少一半。算出来从接地极边沿到l=0.85m处,跨步电压 ...

是的,老师,是您说的这样,明白了,非常感谢您的指导!

powertad 发表于 2025-4-6 20:33:14

很早以前研究过电厂设计,你想想,电厂升压站220,500KV,接地电阻都很小,小于1欧,按照你的算法,500/1,好几百KA,那可能吗?
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