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回路電阻測試儀測量方式的改進(jìn)探討
點擊次數(shù)：1097 發(fā)布時間：2016-10-22
回路電阻測試儀測量方式的改進(jìn)探討
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m*,，難以發(fā)現(xiàn)變壓器線圈導(dǎo)電回路導(dǎo)體截面積減少的缺陷,。在測量高壓開關(guān)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對斷路器、隔離開關(guān)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(dǎo)電回路的直阻值，從而判斷斷路器導(dǎo)電回路是否存在接觸不良等隱患,。
1,、目前采用的測試方法
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(guān)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(jìn)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(jìn)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，zui后送顯示器顯示出此次測量的電流和電阻值,。并可以在當(dāng)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。
2,、現(xiàn)有測試方法存在的問題
按照以上常規(guī)設(shè)計原理設(shè)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(dāng)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(qiáng)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zui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(dāng)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(dá)到與電壓采樣回路的內(nèi)阻值相當(dāng)時,，將對測試結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響,。
設(shè)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(shè)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,。通過圖二可以看出,，由于R1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(guān)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(dǎo)致誤判,，這種人工無法辨別的誤判,，對設(shè)備的安全運行是一種嚴(yán)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(qiáng)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zui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(guān)回路電阻值超標(biāo),，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(qiáng)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,。
3,、利用改進(jìn)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(jìn)四線制測量法,，是在典型四線制測量法的基礎(chǔ)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,。
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(dāng)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。
之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(qiáng)電場干擾,，由于電壓回路中的電阻很小,，感應(yīng)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(zhǔn)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。
4 ,、現(xiàn)場應(yīng)用
通過與設(shè)備生產(chǎn)廠家合作,，改進(jìn)型回路電阻測試儀在現(xiàn)場進(jìn)行了試驗，共采納數(shù)據(jù)500組（每一個開關(guān)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(fù)測試時,，數(shù)據(jù)穩(wěn)定,，重復(fù)性符合斷路器試驗的要求。
5 ,、文章結(jié)語
通過原理分析和實際應(yīng)用試驗,，采用改進(jìn)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(yīng)用于今后的儀器升級改造中,。
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