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隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)電力的需求日益提高,電力工業(yè)的發(fā)展對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)也日益突出,同時(shí)電力變送、傳輸時(shí)的安全問題也被電力部門所重視。電力設(shè)備的回路電阻是表征導(dǎo)電回路的聯(lián)接是否良好的重要參數(shù),其值的大小直接影響正常工作時(shí)的載流能力和短路電流的切斷能力。各類產(chǎn)品的回路電阻都有規(guī)定的取值范圍,當(dāng)超出規(guī)定取值范圍時(shí),可能是導(dǎo)電回路中存在接觸不良。在預(yù)防性試驗(yàn)和交接試驗(yàn)中,需要準(zhǔn)確測(cè)量電力系統(tǒng)中電力變壓器、開關(guān)、斷路器等大電流設(shè)備的回路電阻值,它們的回路電阻值主要取決于動(dòng)、靜觸頭間的回路電阻。在大電流運(yùn)行時(shí),若連接處接觸不良會(huì)導(dǎo)致局部溫升增高,嚴(yán)重時(shí)甚至引起惡性循環(huán)造成氧化燒損。所以電網(wǎng)中運(yùn)行的電力變壓器、開關(guān)、斷路器等設(shè)備的回路電阻,已成為安全運(yùn)行考核、驗(yàn)收的重要參數(shù)。

由于電力變壓器、開關(guān)、斷路器等設(shè)備的回路電阻很小,只有用很高的檢測(cè)電流,才能保證一定的精度和抗干擾能力,這是由于電力變壓器、開關(guān)、斷路器等設(shè)備的動(dòng)、靜觸頭之間存在氧化膜,如果用較小的電流檢測(cè),氧化膜對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響會(huì)偏大,但在大電流下檢測(cè)時(shí)氧化膜就會(huì)被擊穿,對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響就比較小,所以理論上,檢測(cè)電流只要不超過額定電流,應(yīng)該至少大于100A。

回路電阻測(cè)試儀是一種能提供大電流且能有效消除檢測(cè)電流波動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響的儀器,因此被電力系統(tǒng)、輸變電系統(tǒng)和高低壓開關(guān)制造廠等單位廣泛應(yīng)用于對(duì)回路電阻的檢測(cè)。就計(jì)量而言,2010年1月JJG1052-2009《回路電阻測(cè)試儀、直阻儀》國(guó)家檢定規(guī)程開始實(shí)施,然而目前使用的標(biāo)準(zhǔn)電阻所能承受的最大允許電流均小于100A,不能達(dá)到回路電阻測(cè)試儀100A或更大的工作電流要求,因此難以用標(biāo)準(zhǔn)電阻直接比較法對(duì)其示值誤差進(jìn)行檢測(cè)。本文通過對(duì)回路電阻測(cè)試儀的工作原理及《回路電阻測(cè)試儀、直阻儀》國(guó)家檢定規(guī)程進(jìn)行分析,提出用HDHL-100A型直流大功率有源標(biāo)準(zhǔn)電阻器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)范圍可覆蓋被測(cè)回路電阻測(cè)試儀示值的全量限,從而保證整個(gè)測(cè)量過程的正確有效,使問題得到較好的解決。

1、回路電阻測(cè)試儀的工作原理

回路電阻測(cè)試儀的設(shè)計(jì)采用了高可靠性的大功率集成電路,由直流恒流源、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、指示裝置等部分組成,如圖1所示,是具有毫歐、微歐量程的低值電阻測(cè)量?jī)x,操作簡(jiǎn)單,可一鍵測(cè)量回路電阻、導(dǎo)線電阻、線圈的電阻等,且測(cè)試電流能自動(dòng)穩(wěn)流,保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。

圖1回路電阻測(cè)試儀結(jié)構(gòu)原理示意圖

回路電阻測(cè)試儀在測(cè)量時(shí),由高頻開關(guān)電源輸出100A或更大的電流,施加于被測(cè)電阻的兩個(gè)端鈕之間,通過采樣電路采集電流流過被測(cè)電阻所產(chǎn)生壓降的模擬信號(hào),經(jīng)前置放大器放大后,由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),再經(jīng)微處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、運(yùn)算、處理,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等的原理,通過歐姆定律R=U/I,由負(fù)載兩端的壓降U和回路中的電流I之比得出被測(cè)體的直流電阻值,如圖2所示。

圖2回路電阻測(cè)試儀工作原理示意圖

2、回路電阻測(cè)試儀的檢測(cè)方法

2.1 檢測(cè)項(xiàng)目及技術(shù)要求

1)外觀結(jié)構(gòu)

回路電阻測(cè)試儀的主要標(biāo)志應(yīng)清晰明顯,接線端子完好,所有開關(guān)及按鈕應(yīng)靈活可靠。通電檢查其工作性能是否正常。

2)電阻、電流允許誤差

如表1所示。回路電阻測(cè)試儀電阻示值的絕對(duì)誤差:△=±(a%Rx+b%Rm)

式中:△-用絕對(duì)誤差的形式表示的最大允許誤差;

Rx-回路電阻測(cè)試儀電阻示值;

Rm-回路電阻測(cè)試儀滿量程值;

a-與回路電阻測(cè)試儀電阻示值有關(guān)的系數(shù);

b-與回路電阻測(cè)試儀滿量程值有關(guān)的系數(shù)。

表1回路電阻測(cè)試儀準(zhǔn)確度等級(jí)的要求

2.2 檢測(cè)方法

針對(duì)回路電阻測(cè)試儀的工作原理,在滿足電流和功率的前提下,選用HDHL-100A型直流大功率有源標(biāo)準(zhǔn)電阻器,技術(shù)指標(biāo)如表2所示,它等效于一個(gè)可調(diào)直流大功率電阻箱,數(shù)值能連續(xù)調(diào)節(jié),可以滿足市場(chǎng)上大部分的回路電阻測(cè)試儀的檢測(cè)要求。

由于回路電阻測(cè)試儀是在大電流的條件下工作,為了消除引線電阻、提高測(cè)量精度,采用四線制接線測(cè)量法,如圖3所示。同時(shí)為了避免過熱,要求電流持續(xù)時(shí)間要短,使用牢固可靠的電流接線。根據(jù)規(guī)程的要求均勻的選取檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行,其中須包含有顯示值的起始點(diǎn)、中間點(diǎn)和接近滿刻度點(diǎn),將HDHL-100A型直流大功率有源標(biāo)準(zhǔn)電阻器前面板的測(cè)量盤置于相應(yīng)的阻值,當(dāng)回路電阻測(cè)試儀輸出電流后,用回路電阻測(cè)試儀的輸出示值直接同HDHL-100A型直流大功率有源標(biāo)準(zhǔn)電阻器的數(shù)顯屏上讀數(shù)相比較,能最大限度地提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

表2 HDHL-100A型直流大功率有源標(biāo)準(zhǔn)電阻器的技術(shù)指標(biāo)

圖3 回路電阻測(cè)試儀的檢測(cè)示意圖

3、使用中注意的問題

需要注意的問題有:必須將功能開關(guān)置于調(diào)零狀態(tài)時(shí)方可開機(jī);開機(jī)后務(wù)必注意儀器前面板的正常指示燈是否亮,如果不亮則說明儀器工作不正常,應(yīng)立即關(guān)機(jī);儀器開機(jī)后,測(cè)量前應(yīng)進(jìn)行調(diào)零,只有調(diào)零正常,方能使用;不要接錯(cuò)電流端與電位端;不要在回路電阻測(cè)試儀輸出電流的情況下突然關(guān)機(jī);儀器使用后將回路電阻測(cè)試儀的電流端與儀器的C1、C2端鈕斷開后關(guān)機(jī);實(shí)際檢定時(shí),有時(shí)需將本儀器的C1端和P1端鈕(電流低端和電位低端)用導(dǎo)線連起來后使用;儀器關(guān)機(jī)后,如需再使用,應(yīng)等待五分鐘后再開機(jī)。