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回路电阻测试仪常见故障处理

  当前,在规模不断扩大的电力系统中,对电力系统的可靠性运行要求也越来越高。回路电阻参数不仅是开关类设备中*重要的特性指标,也是异常状况早期告警的关键信息之一。作为一项可靠指示和指标,回路电阻参数常被用在连接失效预测或系统性能衰变评估中,参数值的大小会对通载额定工作电流的断路器温升和短路状态下的动稳定性和热稳定性产生直接影响 [1]。

回路电阻的组成主要包括材料的本体电阻、连接处电阻及触头之间的接触电阻(以接触电阻为主)。根据预防性试验规程 DL/T 596中的规定,在现场工作中必须对断路器进行回路电阻的测量试验 [2]。回路接触电阻的增大可能是因为动静触头的压力不足,或表面氧化等。这些情况都可能引起触头发热,以至烧熔在一起,产生拉弧。严重时会引发设备运行异常甚至引发电网停电事故。在工程交接和预防性实验中均需要密切注意回路电阻值的变化。

回路电阻测试仪(Loop Resistance Tester),又称接触电阻测试仪(以下简称“回阻仪”)。电气从业人员要保证回阻仪的性能稳定并对回路电阻值进行准确测量,确保量值传递工作是非常重要的。

1  回路电阻测试仪的性能

较普遍的台式回阻仪面板结构如图1所示。目前市场上已大量出现了便携的手持式回阻仪,面板有所不同,如图 2所示。

对比手持式和台式面板可以看出,手持式在整体功能按键上都做了简化。此款仪器现已在浙江省电力系统中较为普遍。*右侧按键除了作为开关键以外也作为测试键使用。右键用来选择功能,上下键做功能的调节使用。以往电力系统普遍采用常规的双臂直流电桥,在测试过程中,由于输出电流大小与时长的不足,难以发现变压器线圈存在的缺陷。受到油膜和氧化层的影响,对高压开关导电回路的接触电阻进行测量时,则无法得到真实的接触电阻值,可能会测得偏大的数值。根据 DL/T 845.4—2019《中华人民共和国电力行业标准电阻测量装置通用技术条件》的要求,对回阻仪的测量输出电流作出不小于

100A 的规定,以此确保仪器测量的准确度。

现在市场上较常见的回阻仪一般分为内置电源和外置电源两种。不同厂家、不同型号的外置电源回阻仪,测试电流可选择范围在 100 ~ 600A,并可存储或通过蓝牙装置传输至移动端。时间范围均设定为满足标准中不小于 1min的要求。

便携式回阻仪由于采用内置电源,体积小,所以容量偏低,只能满足 100A 电流的输出。它的核心是恒流源发生模块,将输入的较低的直流电压转换为 100A 的恒流源输出。

部分回阻仪采用的开关电源技术,能在长时间避免连续的脉冲式大电流的输出 ;数字信号处理技术能使仪器分辨率达到 0.001μΩ。这些技术使仪器测试时不但可顺利击穿触头氧化膜,还能保持数值准确。即使现场环境存在一定程度的干扰,大部分仪器依然能保持较好的稳定性和重复性。

同时,大部分回阻仪选用的 CPU 都具有较高的性能,在电流选择“自动”挡位时可自动对量程进行切换。若仪器温度超过内部设置温度,会自动断开电流,以保证设备的安全运行。

内置电源的回阻仪大多配有 RS232串口或 USB,这样可以很方便地完成与计算机的通信。目前一部分型号的仪器安装了蓝牙装置,使通信过程更加方便。

2  回阻仪的工作原理

外接电源的回阻仪采用高频开关电源提供100 ~ 600A的测试电流。若电流设置选择“自动”挡位,当测量键被按下时,高频开关电源就会自动输出相对合适的电流值 ;若选择对应电流挡位则会对应输出相应的电流。电路采样后,所获的信号将会通过放大器放大,再进行信号转换,*后通过对数据的滤波、运算、处理后,通过显示器显示电流和电阻值。

回阻仪所采用的方式以四线制测量法为主。对其进行校准和检测的过程也同样采用此法。直流压降法基本原理见式(1),即直流电阻的欧姆定律。(1)如图 3所示,当设备通电时,电流源经“I+”、“I-”两个端口,供给被测电阻 RX 电流。电流经电流表读取,电压表读取 RX 两端的电压降。*后算出被测电阻值,并在屏幕上显示出来。

若回路中有因接触**或连接点断开等问题导致的线路不通,回阻仪会自动断开电流输出,部分仪器还配有蜂鸣报警器,起到警示操作人员的作用。

3  回阻仪检测常见故障及原因分析

在实验室对回阻仪的校准(检定 / 检测)过程中,可能会遇到不同种类的故障,影响仪器的正常工作。为了确保回阻仪校准过程的顺利有效进行,下面根据实验室校准过程中可能出现的故障进行梳理分析。

(1)外接 220V 交流电源(不可接入直流电源或 380V交流电源),打开开关后风机无运转,显示屏无显示。这一现象出现的可能原因有 :电流源不通、保险丝熔断或未安装等。可通过更换电源线或检查保险丝的方式排查。若更换保险丝后,通电再次熔断,则需联系生产厂家解决。若该型号为内置电源,则可能无风机配置或无保险丝。若按下开关后屏幕无显示,原因可能是电池没电(蓄电不足或电池损坏)或屏显损坏。可通过接入电源进行充电排查电池原因。若电源接入后屏幕仍无显示,则可能是屏幕损坏或接触**,建议返厂维修。

(2)当回阻仪正常开启并选择电流挡位后,按下“测试”键,无电流值显示,或显示“电流故障”,亦或是直接断开测试,均有可能是测试回路未闭合的原因。可通过排查电流线接线问题(包括但不限于重新搭接或重夹标准源侧电源夹、重连或扭动设备侧接口),以确认各触点接触良好。也可重新闭合“测试”开关排除开关接触**等问题。

(3)当测试电流正常并顺利对标准电阻进行测试时,电流输出稳定但电阻显示值波动,可通过排查标准电阻端子触头接线是否接触良好。若接口采用插入式接线,可改为线夹的方式改善接触**的问题。若数值显示异常或负值,则可能是因为线夹位置有误或接反。目前常用仪器已较少出现这类情况,若线路接反通常直接报错或自动断开电流。

(4)回阻仪开始测试时,通电电流达不到 100A(差距较远)。对于一般仪器,原因可能是电源电压过低、测试所用电阻标准器负载过大、电压输出压降过大、电源线内阻过大、电源线接触**等。对于外置电源的仪器,排查方式可以先检查电源是否合格。若测试用导线太长或导线的截面积过小,则导线电阻的增大也会加大线路负载。可在满足工作要求的情况下适当将导线长度缩短或更换为截面积更大的导线。若仪器搭配专用电源线,可将专用电源线换上。有的厂家所配电源线过细,这会导致在规定通电时间内电源线持续发热,影响内阻和电源输出。接触**的情况需对接头重新连接。接头松动可以通过更换旋钮或添加夹片的方式改善。在对内置电源仪器排查故障时,有的仪器因内置电源本身容量不足,导致在负载增加时无法正常输出电流,该情况需返厂由厂家解决。

(5)对于出厂日期比较早的旧仪器,若在测试过程中出现示值波动的情况,可能还有测试线缠绕的原因。这是因为电感线圈缠绕使得测试线互感值增加。此时需要将测试线拉开,避免缠绕,以减小互感值,避免回路电阻测试的不稳定。




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