初始阶段的下一步骤是确定接触和跨步标准。任何意外电路的最大驱动电压均不得超过 IEEE Std 80 规定的限值。可容忍的接触和跨步电压根据表面材料的特性以及预期的最大故障电流(幅值和持续时间)来确定。
通常,会使用高电阻率的保护性表面层(例如砾石)(如图 5 所示),以最大限度地减少流经人体的电流,从而为变电站内的人员提供安全保障。

图 5. 附加高电阻率层
在此阶段可以确定初步设计方案。根据 IEEE Std 80 标准,该设计方案应包括环绕整个接地区域的导体环,以及足够的横向导体,以便于连接设备接地等。
值得注意的是,可以根据变电站的故障电流来估算导线间距和接地棒位置。
三、验证阶段
验证阶段主要包括控制变电站内的安全措施。例如,接地电位升高(EPR,也称GPR)应低于初始阶段计算出的可容许接触电压。如果此条件得到验证,则无需在此阶段进行进一步分析。大多数情况下,需要在特定位置增加导线,以使电压降至可容许限值以下。如果计算出的接触电压和跨步电压高于可容许电压,则也应修正设计。
接地电阻率 (EPR) 是接地电阻和故障电流特性(即通过系统流入大地的电流 )的函数。因此,需要估算接地电阻、表面电位和接地系统中的电流分布。此外,网孔电压应低于允许的接触电压,否则应修改初步设计。图 6 显示了两种接地网类型下变电站表面的电位分布。

图 6. 附加高电阻率层
利用均匀土壤模型可以估算电网的接地电阻以及初步设计中的网孔电压和跨步电压。然而,使用计算机工具并考虑不同因素(例如电流频率)可以进行更精确的估算。基于接地系统组件建模和多层土壤电阻率剖面的分析可以高精度地确定结果。
第四阶段 修改阶段
接地网设计在最终定稿前可以进行多次审查。原则上,这些修改旨在满足所有关于人员和设施安全的要求和法规。当跨接或接触耐受限值被超过时,就需要对接地网设计进行修改。
在实际应用中,工程师可能无法达到所需的接地系统电阻,因为它可能受到各种因素的影响,例如土壤电阻率的季节性变化、地下物体带来的困难、附近的机械变形等等。
根据 IEEE Std 80 标准,应审查接地设计,以消除因转移电位引起的危险以及与通信电路、轨道、管道、围栏等特殊关注区域相关的危险。
五、最终阶段
在满足跨步电压和接触电压要求后,最后阶段是通过在特定位置(例如,接地网角部)增加接地网/接地棒来增强接地系统。额外的接地棒可以打入避雷器底部和变压器中性点附近(如果适用)。如果主接地系统未覆盖变电站的某些部分,则可能需要额外的接地网/水平导线。