從回路電阻測試的發(fā)展角度看,以前普遍采用常規(guī)的QJ44型雙臂直流電橋測量變壓器線圈的直流電阻、高壓斷路器的接觸電阻,而這類電橋的測試電流僅為mA級,難以發(fā)現(xiàn)變壓器線圈導電回路導體截面積減少的缺陷。在測量高壓開關導電回路接觸電阻時,由于受到接觸面和動靜觸頭間氧化層的影響,測量偏差大,掩蓋了真實的接觸電阻值。因此,目前國家標準規(guī)定對斷路器、隔離開關接觸電阻的測量電流不小于直流100A。100A或更大的直流電流,根據(jù)產(chǎn)生的壓降來計算斷路器導電回路的直阻值,從而判斷斷路器導電回路是否存在接觸不良等隱患。 目前采用的測量方法 目前現(xiàn)場試驗使用的回路電阻測試儀原理是采用典型的四線制測量法,由高頻開關電源產(chǎn)生大于100A的直流測試電流,加在被試品兩端,測量出電流流過被測體產(chǎn)生的壓降,采樣電路同時對電壓輸入端和內(nèi)部電流分流器電壓進行采樣,取得的信號經(jīng)放大器放大,由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后,再經(jīng)微處理器對數(shù)據(jù)進行濾波、運算、處理,通過計算電壓值和電流值之比得出被測體的直流電阻值,最后送顯示器顯示出此次測量的電流和電阻值。并可以在當電流測試回路出現(xiàn)斷線或接觸不良時,儀器會根據(jù)電流分流器上的電壓判斷出電流回路接觸不良或開路。 現(xiàn)有測量方法存在的問題 按照以上常規(guī)設計原理設計的回路電阻測試儀在現(xiàn)場測試時發(fā)現(xiàn),都普遍存在一個問題:當測試儀電壓接線回路出現(xiàn)接觸不良或開路時,測試儀還會顯示一個數(shù)值,此時會出現(xiàn)以下幾種情況: 1)電壓回路開路,測試現(xiàn)場沒有強電場干擾: 這種情況下,由于放大器輸入的差模電壓基本為0,故儀器顯示的測試數(shù)值接近為0,如果測試人員有足夠的現(xiàn)場測試經(jīng)驗,可以判斷出是儀器電壓回路測試線異常,將儀器電壓回路測試線異常排除后,可以得出最終正確測試結(jié)果;如果測試人員沒有足夠的現(xiàn)場測試經(jīng)驗,有可能會誤判測試儀出現(xiàn)問題,中斷測試,更換或返修儀器,延誤停電時間,給測試工作帶來不必要的麻煩。 2)電壓回路接觸不良 大多數(shù)情況下斷路器的接線端子在長期運行后端子排外表面會產(chǎn)生氧化膜或油膜,當回路電阻儀的電壓測試鉗夾接到這樣的端子排上時就可能產(chǎn)生接觸不良,既電壓測試線鉗夾本身也要產(chǎn)生一定的接觸電阻,該接觸電阻值達到與電壓采樣回路的內(nèi)阻值相當時,將對測試結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響。 設試品電阻為Rx,電壓采樣回路的輸入內(nèi)阻為Ri,電壓測試線鉗夾鉗接電阻為R1,儀器顯示虛假值為Riˊ(假設電流采樣不受影響)。此時儀器顯示的測量偽虛假值Riˊ=Rx×Ri/(R1+Ri),可見儀器顯示虛假值Riˊ<斷路器實際電阻值Rx?梢钥闯觯捎赗1的存在,使得電壓采樣回路的輸入內(nèi)阻Ri與鉗夾鉗接電阻R1已經(jīng)成為分壓關系,既R1分壓越多,Ri就分壓越少,儀器顯示的測量值也就越小。假如斷路器的實際電阻值已超出極限上限值,而測試儀顯示值又在合格范圍內(nèi),無論試驗人員有無現(xiàn)場測試經(jīng)驗,都將導致誤判,這種人工無法辨別的誤判,對設備的安全運行是一種嚴重威脅。 3)電壓回路開路或接觸不良(開路時可視接觸電阻R1無窮大),測試現(xiàn)場有較強的電磁干擾,如母線帶電,此時帶電母線通過以空氣為介質(zhì)的電容,干擾測試儀的兩條電壓測試線,由于干擾的作用使回路測試儀電壓采集線兩端出現(xiàn)差模電壓,隨著干擾程度不同,一般產(chǎn)生如下結(jié)果。 如果干擾較大,會使回路電阻測試儀顯示出比被試品電阻值大的多的數(shù)值,此時如果測試人員有足夠的現(xiàn)場測試經(jīng)驗也許能夠判斷出測試結(jié)果的異常,能夠引起注意并最終得到正確測試結(jié)果。但如果測試人員沒有足夠的經(jīng)驗可能會誤判開關回路電阻值超標,可能會采用停電檢修的方法處理缺陷,給電力生產(chǎn)造成不必要的損失。 如果干擾的強度不是很大,儀器顯示值正好在斷路器的合格阻值范圍之內(nèi),該情形與情況“2)電壓回路接觸不良”產(chǎn)生的結(jié)果相同,同樣會造成誤判。 利用改進型四線制測量法解決以上問題 根據(jù)對以上問題的分析,提出改進四線制測量法,是在典型四線制測量法的基礎上增加一個輔助的小電流恒流源,并通過繼電器接到典型四線制測量法的電壓V+、V-測試線上,可以解決目前傳統(tǒng)回路電阻測試儀存在的問題。 該測試原理,測試時先通過繼電器接點將輔助恒流源接到電壓測試線的兩端,電壓測試線通過試品電阻構(gòu)成回路。當電壓線接于斷路器端子排后,小電流恒流源若工作在恒流狀態(tài)下,則整個電壓回路的電阻比較小,電壓測試端測試的電壓值較小,此時警告提示信號不啟動,表明電壓線鉗夾與斷路器端子排接觸良好;如果電壓線接于斷路器端子排后,小電流恒流源不能工作在恒流狀態(tài),電壓測試端測試的電壓值很大,接近小電流恒流源的開路電壓,則可以判斷電壓線接觸不良,此時啟動警告提示信號,提醒測試人員處理接觸異常。 而后通過繼電器斷開輔助的小電流恒流源,再接通大電流恒流源給試品加電測試,通過采集電壓電流的數(shù)值,計算試品的電阻值。此時測出的數(shù)值一定是試品的真實的電阻值,杜絕了虛假數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。即使現(xiàn)場有較強電場干擾,由于電壓回路中的電阻很小,感應到電壓測試端的電壓為共模電壓,本產(chǎn)品通過電容接地的方式將這個交流共模干擾降到很低,不會對測試精度產(chǎn)生影響。 小電流恒流源還可以擊穿一些較輕微的氧化膜或油膜,自動改變接觸狀況,可以節(jié)省處理時間,提高了測試效率。以上表明自動判斷和提示功能大大提高了測試準確性和提高了生產(chǎn)效率,是現(xiàn)場試驗人員快速解決問題的可靠依靠。 現(xiàn)場應用 通過與設備生產(chǎn)廠家合作,2010年改進型回路電阻測試儀在現(xiàn)場進行了試驗,共采納數(shù)據(jù)500組(每一個開關斷口的測試為一組測試數(shù)據(jù)),其中有42次提示“電壓回路開路或接觸不良”,避免了虛假數(shù)據(jù)帶來的誤判,糾錯率為8.4%。試驗人員重新檢查接線后,測試數(shù)據(jù)結(jié)果正常。其余均一次測試成功,測試結(jié)果符合要求,重復測試時,數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重復性符合斷路器試驗的要求。 文章結(jié)語 通過原理分析和實際應用試驗,采用改進型四線制測量法的斷路器回路電阻測試儀,可解決由于電壓線接觸不良產(chǎn)生的誤判、虛假數(shù)據(jù)等問題,使測試數(shù)據(jù)更趨于穩(wěn)定可靠,有可能應用于今后的儀器升級改造中。
KEHLY-B型系列智能回路電阻測試儀
一、產(chǎn)品概述: 按新《電力設備交接和預防性試驗規(guī)程》要求,各種開關設備導電回路電阻的測量,其測試電流不得小于100A。 對此我公司按新規(guī)程要求設計開發(fā)出新一代智能回路電阻測試儀產(chǎn)品,該產(chǎn)品適用于測試高低壓開關的主觸頭接觸電阻值,高低壓電纜線路的直流電阻值等。 KEHLY-B型系列智能回路電阻測試儀采用100/200A恒流輸出。輸出電壓達10V(常規(guī)儀器的3-6倍)可采用載面細的測試線,大大減輕了現(xiàn)場測試人員的勞動強度。測試過程全部由單片控制自動實施,精度高、重復性好、單按鍵操作、簡單易行、測試數(shù)據(jù)液晶顯示帶打印功能、適用于不同的工作環(huán)境。 二、技術指標: 1、測量范圍: 0-1999μΩ 分辨率:1μΩ 2、測量電流: DC 100A(200A用戶選擇購買) 3、測量精度: 0.5級 4、顯示方式: 液晶顯示 5、工作溫度: -10℃~50℃ 6、工作電流: AC220V±10% 7、體 積: 490×320×240(mm) 8、重 量: 8kg
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