接觸電位差

兩種不同的金屬互相接觸時所產生的電位差，即雙電層間的電位差。兩物體緊密接觸，其間距小於 25 × 10 — 8 cm 時，就出現雙電層和接觸電位差。其數值與兩種金屬的性質及接觸面的温度有關，與接觸面的大小和接觸時間的長短無關。在兩金屬相接觸後，逸出功較小的金屬由於失去電子而增高電勢，逸出功較大的金屬由於增加電子而降低電勢，兩者之間就呈現出了電位差。

任何導體插入電解質溶液中，原本的固體與液體兩相介質中各自平衡狀態就被相互影響。

以金屬鋅插入硫酸鋅溶液中為例，極性水分子和金屬表面鋅離子相互吸引而定向排列在金屬表面上；同時鋅離子在水分子的吸引和不停的熱運動衝擊下，有脱離晶格的趨勢，這樣就存在兩種情況，一是金屬中的電子吸引溶液中的金屬離子而存在使離子沉積到金屬上的作用，二是金屬溶解到溶液中。

剛才説的兩種情況哪個起主導作用是隨材料而有所不同的，但無論哪一種先起作用，都是引起一方減弱，另一方增強的結果，從而導致最終兩相趨於平衡。就像兩種東西存在温度差一樣，接觸一定時間後，會相互作用而至平衡狀態。

當然，在電化學過程中，這種平衡是動態的，那麼金屬表面和溶液界面上就形成了一定的剩餘電荷分佈。有電荷，有距離（儘管這個距離極短），那這不就是一個電容器嘛？這也就是所謂的雙電層。電容器嘛，那當然就有電場。

這個電場兩端的電位差，就是電極電勢的主要來源。

那麼，兩個導體同時插入電解質溶液中，當然就是在每一個電極與溶液界面處都形成一個雙電層，都產生一定的電極電勢，注意，這是電勢，不是電壓。就像水的勢能與水壓不是同一概念一樣。

當電氣裝置絕緣M損壞碰殼短路時，流經接地極的短路電流為Id。如接地極的接地電阻力Rd，則在接地極處產生的對地電壓Ud=Id·Rd，通常稱Ud為故障電壓。一般情況下，接地線的阻抗可不計，則M上所呈現的電位即為Ud。當人在流散區內時，人所處的地電位為Uφ。此時如人接觸M，由接觸所產生的故障電壓Ut=Ud-Uφ。人站立在地上，而一隻腳的鞋、襪和地面電阻為Rp，當人接觸M時．兩隻腳為並聯，其綜合電阻為Rp/2。在Ut的作用下，Rp/2與人體電阻RB串聯，則流經人體的電流IB=Uf/（RB+Rp/2），人體所承受的電壓Ut=IB·RB=Uf·RB/（RB+Rp/2）。這種當電氣裝置絕緣損壞時，觸及電氣裝置的手和觸及地面的雙腳之間所出現的接觸電壓Ut與M和接地極間的距離有關。當M越靠近接地極，Uφ越大，則Uf越小，相應地Ut也越小。當人在流散區範圍以外，則Uφ=0，此時Uf=Ud，Ut=Ud·RB/RB+Rp/2），Ut為最大值。由於在流散區內人所站立的位置與Uφ有關，通常以站立在離電氣裝置水平方向0.8m和手接觸電氣裝置垂直方向1.8m的條件計算接觸電壓。如電氣裝置在流散區以外，計算接觸電壓Ut時就不必考慮上述水平和垂直距離 ^[1]  。。

當任一台電動機絕緣損壞，發生碰殼短路時，因為它們的外殼接在同一接地極上,3台電動機外殼都得到與接地極相同的對地電壓U 。人手接觸任一電動機外殼時，在人的手和腳之間都將承受接觸電壓，而且距接地體越遠，接觸電壓越高。接觸電位差主要產生於電力系統的短路電流，也可能來自雷擊電流。為了避免接觸電壓對人身的傷害，接地網的外緣應該閉合，外緣各角應做成圓弧形。如仍不能滿足要求，可敷設水平均壓帶。接地網邊沿經常有人通過的地方，可鋪設礫石或瀝青路面,也可敷設均壓帶。中國有關標準規定,在大接地短路電流系統發生單相接地或同點兩相接地時，地面到設備水平距離0.8m處與設備外殼（或與外殼相連的架構）或牆壁離地面垂直距離1.8m處之間的電位差應滿足下式規定 式中ρ為人腳站立處地表的土壤電阻率（Ωm）,t為接地短路電流的持續時間 (s)。在小接地短路電流接地系統中發生單相接地時，一般並不迅速切斷故障，接地電流的持續時間比較長，所以，須把接觸電位差的允許值降低。此時，Et應滿足下式的規定 Et=50+0.05ρ ^[1]  。

條件比較惡劣的場所,如礦井和水田,Et的允許值應適當降低 ^[1]  。