断路器导电回路电阻智能测试的研究

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1、断路器导电吲路电阻智能测试的研究0前言高压开关电器设备主要是用于关合及开断正常的或故障的电路，也可以用来隔离高压电源，它是保证系统安全运行的重要设备。断路器是高压开关电器中最为重要的一种电器设备，是发电厂和变电站中必不可少的故障保护装置。正常运行时可用它来控制电路的运行方式，如：利用它可以很方便地把设备或线路接入电路投入运行或者退出运行；另外当设备或线路发生故障时它又可以快速切除故障电路，保证无故障部分正常运行，从而对电路起着保护作用。由于断路器在电力系统中肩负着控制和保护双重任务，因此其性能的可靠性程度将对电力系统的安全运行

2、起着至关重要的作用，所以对断路器设备进行状态检测和故障诊断是十分必要的。目前在工程实际中采取的状态检测、故障分析和性能评估可以保证断路器发挥最大的设计能力。而制定合理的检测维修制度，不仅可以在允许的条件下充分挖掘断路器的潜力，延长其使用寿命，降低其全寿命周期费用，还可以提高其运行的可靠性、安全性和有效性，把故障损失降低到最低水平。断路器导电回路电阻是标志断路器质量的主要参数之一，其值的大小直接影响到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。断路器导电回路电阻的大小主要取决于断路器动、静触头间的接触电阻，而接触电

3、阻的大小与断路器触头表面氧化程度、触头残存机械杂物或碳化物的多少、触头接触压力的大小等因素有关。长期工作的断路器，其触头表面受到化学的或龟化学的腐蚀，接触电阻会逐渐变大，当通以较大工作电流时，触头部位的发热量增加，造成温升过高，严重时波及触头弹簧永久变形，造成触头压力减小、接触电阻进一步变大的恶性循环，以致烧"x断路器导电回路电阻智能测试的研究快，危害性非常严重。如1993年9月17日，接触不良，造成接触电阻过大，使局部过热，举不胜举。四川仪表厂因空气断路器动、静触头之间引燃断路器外壳造成火灾。此类电气事故断路器的接触电阻一般

4、是微欧级小电阻，如何能够精确地测量是值得研究的内容。现今普遍使用的智能型微欧级数字化的接触电阻测试仪(简称微欧仪)就是根据电力、电器生产和使用部门的要求而研制开发的。以新型的断路器导电回路电阻(接触电阻)测试仪的设计为本课题研究对象，属于电力设备状态监测及故障诊断技术研究领域，课题来源于断路器设备智能检测领域的工程实际项目。1．2断路器导电回路电阻测量技术的发展断路器导电回路电阻是由断路器动、静触头间的接触电阻和线路中其它连接线的电阻组成的，其中接触电阻阻值远远大于连接线的电阻值，因此导电回路电阻近似等于接触电阻。接触电阻一般

5、是由收缩电阻和表面电阻两部分组成吼接触电阻的存在，增加了导体在通电时的损耗，使接触处的温度升高，其值的大小直接影响正常工作时的载流能力，甚至在一定程度上影响短路电流的切断能力。因此，断路器每相导电回路电阻值是断路器安装、检修、质量验收的一项重要数据。对接触电阻的测量国内外有许多种方法。如日本学者IsaoMinowa提出用超导量子器件测量接触电阻，H．Aiclli提出利用电解槽法测量接触电阻，波兰学者JerzvKac珊arek提出用三次谐波法测量接触电刚”l。这些方法一般是在实验室条件下进行电接触理论研究所采用的方法。国内河北工

6、业大学的李奎等人提出了脉冲电流(矩形脉冲，宽度为300us，幅值可达looA)测量接触电阻的方法，采用了较大矩形脉冲电流测量接触电阻，提高了测量精度【l2】。河北工业大学电器研究所的刘帼巾等人也提出采用方波脉冲大电流测量接触电阻的方法，并且指出该方法只是针对被测体为无感性和无容性的纯电阻性元件””。然而现在电力系统中常用到的真空断路器的触头一般呈现弱感性，所以上面介绍的这些测量方法都有一定的局限性。在实际的工程应用中，比较传统的方法是采用直流双臂电桥来测量断路器的接触电阻【⋯。当使用双臂电桥进行断路器导电回路电阻的测量时，由于

7、双臂电桥测量回路通过的是只有几个安培的微弱电流，难以消除触头上较大的氧化膜，因此测出的电阻示值偏太(但氧化膜在大屯流下很容易被烧坏，不妨碍正常电流通过)。而且当触头因调整不当(如触头所承受的压力变化)、运行中发生变化或触头烧损严重使有效接触面积减小时，双臂电桥的微弱电流在其接触处不会产生收缩，即无法测出收缩电阻；而在大电流或正常电流通过时，却会使该接触处的电阻增加，从而引起触头的过度发热和加速氧化”“。另外一般的双臂电桥还要手动调节电桥的平衡，在精密电阻箱上得到读数，所以此种方法既慢又不准确。目前在工程实际中，对接触电阻测量经

8、常采用的方法是直流电压降法(电流一电压表法)和微欧仪法。微欧仪的工作原理仍是直流电压降法。由于直流电压降法更能反映断路器的实际情况，所以GB763—90等规范中已明确规定：对接触电阻的测试采用直流电压降法，通入的电流不得小于100A【17】。近些年来，断路器参数智能化检测仪器