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工程科技與教育學刊 第七卷 第五期 民國九十九年十二月 第 810～820 頁 161kV 變電所地網接地電阻設計 徐仁正 1 、陳盟仁1 、江榮城2 1 國立高雄應用科技大學電機工程系 2 台灣電力公司電力綜合研究所 E-mail :mengjen@cc.kuas.edu.tw 摘 要 本論文主要探討變電所地網接地電阻的計算中最重要的三個設計參數，接地電阻值、接觸電壓及步間電 壓。再針對 IEEE Std.80-2000 接地設計標準之計算程序及流程，加以分析、研究，並比較設計標準的簡化公 式與實際模擬地網設計軟體，包含 ETAP 與 CYME 。本研究最大的價值是可做為此變電所接地系統之規劃、 設計及計算案例重要參考。 關鍵詞：步間電壓、接觸電壓、接地電阻 1. 前 言 變電所接地網是保障該所能可靠運轉的重要設施，接地系統的設計的主要目的，除了確保電力系統發生 接地故障時，電力設備不致受侵害而影響系統可靠度，並避免維護、巡檢工作人員於變電所內遭受電擊之危 害。目前台電公司在變電所接地系統的設計，包括接地電阻值、容許之接觸與步間電壓以及實際網目與步間 電壓計算，皆依 IEEE Std.80 標準之必威体育精装版版本 2000 版 [1]作為範本，以檢討變電所接地系統的設計是否符合系 統之需求。而 IEEE Std.80 標準發行至今已歷經四次修訂，由最初 1961版 [2]陸續修訂為 1976版 [3] 、1986版 [4]乃至目前必威体育精装版之 2000 版。近來有文獻將 IEEE Std.80 標準之 1961版、 1976版與 1986版等之容許安全與實 際電壓之相關假設參數條件與演變提出詳細說明並歸納比較[5] ，以及探討此標準之1986 版與 2000 版於接地 系統設計上之主要改變[6] 。 本文依據必威体育精装版版 IEEE STD.80 接地系統設計之標準程序及流程，並利用變電所接地設計分析軟體，實地 完成兩所屋外型與屋內型配電變電所接地系統設計案例，有關採用之設計參數、計算程序、流程及分析軟體， 詳述及介紹如下。 2. 地網設計安全模型 2.1 流經人體電流的容許值 人體遭受到直流電或 50/60Hz 的交流電電擊時，可被視為一個近似非電抗性的電阻。人體電阻的大小， 因個體與其皮膚乾濕不同而有一些差異，其值大約介於 500 Ω和 3000 Ω之間。IEEE Std 80-2000建議，不論兩 手、兩腳或是手腳之間的電阻均採用相同的數值，即人體電阻 RB=1000 Ω，而且假設手、腳的接觸電阻和手 套、鞋子的電阻等於零，以保守地做為設計地網之依據。 50/60Hz 交流電通過人體產生的傷害程度，主要與電流的大小和電擊時間有關，也就是取決於人體所吸引 的能量(RI2T) 。人體吸引太多能量後，最危險的狀況就是心臟發生心室纖維顫動(Ventricular fibrillation) ，使得 血液循環停止而可能致命。容許流經人體而不至於發生心室纖維顫動之電流極限，與人體可以安全承受的能 量有如下之關係： ©2010 National Kaohsiung University of Applied Sciences, ISSN 1813-3851 161kV 變電所地網接地電阻設計 811 S =( I ) 2T (1) B B S 其中 IB 為人體受電擊時可以容許流經的最大電流值，簡稱為人體安全電流(Tolerable body current) ，單位 為安培(A) 。TS 電擊時間，單位為秒(sec)