断路器回路电阻测试接线改进

0 引言

电力系统中断路器起着切断故障电流和关合正常电流的作用，其回路电阻包括导电材料本身的电阻，固定连接电阻以及动、静触头间的接触电阻，其中，接触电阻占主要部分。回路电阻直接影响断路器通载额定工作电流时的温升以及短路状态下的动、热稳定性，关系到断路器分合闸的可靠性和安全性。通过对断路器回路电阻的测试，可以估计触头的磨损程度和回路的接触状况。回路电阻的测试在断路器的出厂试验、交接试验和预防性试验中均属于必检项目。1台良好的断路器，其回路电阻非常小，（不同厂家要求其回路电阻值不同，但多数规定为几十μΩ）。如果动静触头接触**，回路电阻会非常大，当开关运行时，由于负荷很大，会产**热现象，严重时将导致动静触头烧损甚至断路器爆炸。为了保证电网的安全运行，准确测量断路器的回路电阻非常重要[1-2]。

乌兰察布地区电网管辖变电站80余座，共维护3600多台断路器，断路器回路电阻测量工作量较大[3]，再者目前各厂商生产的回路电阻测试仪连接线均粗而笨重，且接线钳数量多，严重影响测试效率，有时需要多次重复测试。本文基于电路分析，利用软件仿真、现场实际测量等方法对回路电阻测试仪测试接线进行了改进，极大提高了**测试成功率。

1 回路电阻测试效率低的原因

1.1 测试仪接线钳数量多

现场操作时需仪器测试接线钳数量多（4 个），易造成接线钳接触**、误碰松动，首测成功率很低，需反复测试，影响工作效率。

1.2 测试连接线笨重现有回路电阻测试仪连接线平均质量为5.3 kg（仅统计电流连接线），反复测试时，工作强度较大。

2 回路电阻测试接线改进

2.1 减少测试仪接线钳数量测量断路器回路电阻时，电流和电压接线钳为独立线钳，如图1所示。

采用图2所示的四端子法测量回路电阻可以避免电流引线和接触电阻对测试结果的影响[4]。

只要不在点 1 和点 2 位置选取电压信号，整个回路的电流线电阻和接触电阻就不会对测试结果产生影响。可以仅使用2个接线钳进行测试，每个接线钳的两边分别接电流线和电压线，当接线钳张开时，电流线和电压线之间绝缘。改进后接线钳连接方式如图3所示。

2.2 采用轻质细导线

测量回路电阻电路如图4所示，由于测量回路是纯电阻回路，回路时间常数很小，一般测量时间t<5 s，*长不会超过10 s，所以可以适当减小电流线截面积。在测试时间内，只要电流线的温度低于外绝缘皮的耐热温度即可[5-6]。

（1） 估算选取电流线的截面积 S，并综合考虑导线绝缘皮的耐热等级（使用A级绝缘，其耐热温度为105 ℃）。S = I2tγCρΔT ， （1）式中 I—流过铜线的电流，100 A；t—通电时间，30 s；γ—铜电阻率，0.017 Ωmm2/m；C—铜的比热容，0.39×103 J/kg℃；ρ—铜的密度，8.9×103 kg/m3；ΔT—铜线温升，75 ℃。

（2） 根据估算的铜线截面积 S=4.5 mm2，利用Ansoft Ephysics 软件建模，对铜线进行温度场仿真分析。铜线温度分布如图5，铜线中心处温度*高，越往外，温度越低，但铜线中心与边缘温度相差很小。图6为铜线温度随时间变化曲线，在70 s内，铜线温度与时间呈正比例关系上升。

（3） 利用红外测温仪对铜线温度进行测量，结果见表1所示。将铜线实测温度曲线与仿真值曲线进行比较（见图7），可知仿真值与实测值相似度较好且变化趋势一致，验证了仿真结果的正确性。现场实际测量断路器回路电阻时，测量时间一般小于5 s，*长不超过10 s。由表1可知10 s时铜线的温度为16.4 ℃，远未达到线绝缘外皮耐热温度105 ℃，在其承受范围内。

3 应用效果

利用JYL回路电阻测试仪，采用改进后的试验线和接线钳对220 kV集宁变电站2号主变压器高压侧202断路器、中压侧152断路器，以及220 kV高顺变电站高卓Ⅰ回159断路器进行回路电阻测试，并与改进前测得的回路电阻值进行对比，如表2所示。

回路电阻测试线改进前后，测得的回路电阻基本无变化，保证了测试数据的准确性。断路器回路电阻测试成功率统计结果见表 3，明显看出，采用改进后的测试线，**测试成功率明显提高（由43.4%提高到94.8%），大大提升了工作效率。

4 结语

本文对断路器回路电阻测试接线进行了改进，将传统的4个接线钳改为只需2个接线钳即可准确测试回路电阻，解决了测试时间长、接线钳数量多等问题。采用改进后的测试方法，回路电阻**测试成功率大幅提升，提高了工作效率，保证了电网设备运行稳定性和可靠性。