步間電壓量測（電流注入試驗）
Step Voltage Measurement via Current Injection Testing
適用設備：接地系統 / 接地性能量測
步間電壓量測依 IEEE 81-2025 §9.5.4.3 之 CIT 方法執行：注入偏離工頻之測試電流至接地網，以頻率選擇電壓計量測地面兩塊相距 1 m 之灑水金屬板（模擬雙腳跨步）之電位差。最大值通常出現於接地網邊緣附近（§9.5.4.3.2），量測位置涵蓋圍籬外角落／大門／互聯交界／變壓器中性點附近／材料過渡區等 6 類典型位置（§9.5.4.3.3）。結果按 I_fault / I_test 比例放大後與 IEEE 80 可忍受步間電壓比較。
安全資訊 — 高風險
CIT 試驗使用控制之小電流注入，但受測接地系統位於帶電變電站內， 量測期間若發生接地故障，量測點地面可能出現極高之步間電壓， 操作人員本身為步間電壓之潛在暴露對象。注入電流路徑、遠端電極、 長導電結構均可能在故障期間承載大電流與危險電位。
- 絕緣鞋（步間電壓首要防護）
- 絕緣手套
- 安全帽
- 安全眼鏡
- 反光背心
- 頻率選擇電壓計之絕緣探棒
- 確認測試頻率偏離工頻 10～20 Hz（§9.4.1）
- 注入電流幅值足夠產生可辨識訊號但不使接地結構超過安全電壓（§9.5.1）
- 完成接地電阻量測（TEST-GR-FR-001）與完整性試驗（TEST-GR-IT-001）後再執行本試驗
- 量測路徑事前規劃，高危險位置（接地網邊緣、大門外）須有觀察者監視
- 識別並處置感應危害（§9.5.1.2）
- 系統處於開關操作或預期故障電流期間
- 頻率選擇電壓計無法穩定讀值
- 雷雨天或接近雷雨天
- 測試電流過大致使量測點產生危險電位
§9.5.4.3.2 強調步間電壓之最大值通常出現於接地網邊緣附近（§9.5.4.3.3 位置 a）。 操作人員本身跨步量測時應穿絕緣鞋，雙腳不可直接接觸土壤； 量測期間禁止將手放置於金屬板或探棒上（模擬腳→手會變成接觸電壓）。
試驗接線圖
檢測四階段
竣工試驗 (Commissioning)
適用新建或大幅改造之變電站接地系統，執行 CIT 以驗證實際步間電壓 低於 IEEE 80 計算之可忍受值。
1. 建立 CIT 電路（§9.4）：選擇 transmission feeder、distribution feeder 或 overland 注入方式。 測試頻率偏離工頻 10～20 Hz，記錄注入電流 I_test 幅值與相位。 2. 於每一量測點： a. 兩塊金屬板相距 1 m 放置於地面（§9.5.4.3.2，模擬雙腳跨步）。 b. 金屬板灑水以降低接觸電阻（§9.5.4.3.1，同 §9.5.4.2.3）。 c. 頻率選擇電壓計之兩條引線分別連接至兩塊金屬板。 d. 以預測模式（prospective，高阻抗）讀取 V_step_measured，記錄幅值與相位。 e. 視需要切換負載模式再讀一次（應灑水並考慮保守性，§9.5.4.3.2）。 3. 依 §9.5.4.3.3 清單涵蓋關鍵量測位置： a. 接地網邊緣外側、角落、大門附近（§9.5.4.3.2：最大值常出現於此） b. 互聯或獨立接地系統交界 c. 自耦／GSU 變壓器中性點附近 d. 混凝土板邊緣（一腳水泥一腳土） e. 土壤→金屬樓梯／扶手／人行道過渡 f. 梯度控制墊邊緣 4. 將 V_step_measured 按故障電流比例放大：V_step_fault = V_step_measured × (I_fault_max / I_test)。 5. 與 IEEE 80 可忍受步間電壓（依體重、故障時間、表面材料 ρs）比較。 6. 亦可自電壓 traverse 資料（§9.5.4.1）計算預測步間電壓作對照。
- §9.5.4.3.2 兩金屬板相距 1 m，模擬正常跨步寬度
- §9.5.4.3.2 最大步間電壓常位於接地網邊緣最近處
- §9.5.4.3.1 探棒與頻率選擇電壓計同接觸電壓量測
- §9.5.4.3.3 六類量測位置清單涵蓋接地系統交界與材料過渡區
- IEEE 80 可忍受步間電壓公式通常比可忍受接觸電壓高（因腳對腳之體電流路徑）
- 預測值亦可自電壓 traverse 推估（§9.5.4.3.2）
執行頻率：系統安裝竣工或大幅改造後執行一次
來源：IEEE Std 81 (2025), Clause 9.5.4.3.2
維護試驗 (Maintenance)
適用週期性重測以辨識接地系統或表面材料劣化對步間電壓之影響。 碎石層劣化（沖刷、雜草覆蓋、土壤混入）常導致 ρs 下降， 進而使可忍受步間電壓下降，即使接地網本身未劣化亦可能變為不合格。
步驟同竣工試驗。量測點建議與竣工時一致以便趨勢比較。 特別關注接地網邊緣、大門附近、材料過渡區等高危險位置。
- 碎石層維護直接影響可忍受步間電壓
- 保護動作時間變長（ts 增加）會降低可忍受值，需重新評估
- 接地網擴建後應立即重測（§9.3 life-cycle）
執行頻率：建議每 5～10 年執行一次；系統變更或表面材料整改後立即重測
來源：IEEE Std 81 (2025), Clause 9.3.3
出廠試驗 (Routine Test)
不適用本試驗屬現場性能量測，非工廠例行試驗。
試驗設備
- 電流注入試驗系統（CIT） — 可控電壓源提供穩定測試電流，頻率偏離工頻 10～20 Hz，可同步監測 I_test 幅值與相位
- 頻率選擇電壓計 — 窄帶頻率選擇功能，高輸入阻抗（預測模式），可同步量測幅值與相位
- 金屬板 × 2（腳接觸模擬） — IEEE 80 建議尺寸（通常 0.2 m × 0.2 m），量測時須灑水，間距嚴格維持 1 m
- 量測尺／距離規 — 用於精確定位兩塊金屬板間距為 1 m
- 電流鉗（Rogowski coil 或 flux-type CT） — 用於量測注入電流與外部接地路徑之分流
相關名詞
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