直流電阻測量

高壓試驗技術系列講課★

直流電阻測量

---李旺直流電阻測量的意義★意義：由于電氣設備安裝完成后，其內部結構可能由絕緣介質密封，測量直流電阻的意義在于，檢查設備內部繞組、導線、引線、接觸面等焊接和壓接接觸情況，當焊接不良或者壓接接觸不緊固時，可以通過直流電阻的測量值進行判別，檢查設備各個位置的接觸是否良好，檢查繞組或引出線有無折斷、虛焊處，檢查并聯支路的連接是否正確，是否存在由幾條并聯導線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況，檢查層、匝間有無短路的現象等。★是判斷導電體是否完好無缺的基本方法?！镏绷麟娮璧臏y量包括：變壓器、CT、PT、發(fā)電機、電動機等設備的繞組的直流電阻，斷路器觸頭、母排、刀閘、電纜等設備的接觸電阻（回路電阻）等。直流電阻測量的區(qū)別★測量繞組等的直流電阻：1）繞組的直流電阻一般較大，在豪歐--歐姆級別；2）在直流電壓作用下，繞組呈現電感性，充電電流隨加壓時間增大。3）阻值隨溫度變動較大?！镩_關觸頭等回路電阻：1）回路電阻的阻值一般較小，在微歐--豪歐級別；2）在直流電壓作用下，回路呈現純阻性。3）阻值隨溫度變動較小。為什么要分為變壓器直流電阻測試儀、回路電阻測試儀？直流電阻測試的儀器設備變壓器直流電阻測試儀回路電阻測試儀JD2550變壓器直流電阻測試儀雙臂電橋微機型直流電阻測試儀★微機型直流電阻快速測試儀（微歐計）是取代直流單、雙臂電橋的高精度換代產品。直流電阻快速測試儀采用了先進的開關電源技術，由點陣式液晶顯示測量結果。在通常情況下，用傳統的方法（電橋法和壓降法）測量變壓器等繞組以及大功率電感設備的直流電阻是一項費時費工的工作。為了改變這種狀況，縮短測量時間以及減輕測試人員的工作負擔而研制開發(fā)的直流電阻快速測試儀。以高速微控制器為核心，內置充電電池及充電電路，采用高速A/D轉換器及程控電流源技術，達到了前所未有的測量效果及高度自動化測量功能，具有精度高，測量范圍寬，數據穩(wěn)定，重復性好，抗干擾能力強，保護功能完善。充放電速度快等特點。該儀器。體積小、重量輕、便于攜帶。它具有測量迅速、使用方便、測量精度高等特點。自檢和自動校準功能降底了儀器使用和維護的難度，是測量變壓器繞組以及大功率電感設備直流電阻的理想設備?！颎B763規(guī)定測量直流電阻不在使用電橋，應使用直流壓降法。微機型直流電阻測量儀器的區(qū)別★變壓器直流電阻測試儀（典型參數如下）

★回路電阻測試儀（典型參數如下）測試電流1mA10mA1A5A10A測量范圍10Ω~20KΩ1Ω~2KΩ10mΩ~20Ω1mΩ~4Ω1mΩ~2Ω測量準確度±0.2%(滿量程±2個字)工作環(huán)境環(huán)境溫度：0℃～40℃；相對濕度：≤80%RH最大功耗300W測量范圍1～1999.9μΩ測試電流DC50A、100A、150A三檔輸出分辨率0～99.99，0.01μΩ100.0～1999.9，0.1μΩ測量精度±(0.5%rd+2d)連續(xù)工作時間5s～599s整機功率600W工作環(huán)境:溫度在-10℃～40℃；相對濕度：≤80%RH繞組型直流電阻測量的物理過程★變壓器（電動機）繞組可視為被測繞組的電感L與其電阻R串聯的等值電路。當直流電壓加于被測繞組時，電流響應如圖示：繞組型直流電阻測量的物理過程★電路達到穩(wěn)定時間的長短取決于時間常數

=L/R。即值越大，達到穩(wěn)定的時間越長?！锕こ躺铣ＵJ為經過5時間后，電流基本穩(wěn)定。當=6時，尚存在電流誤差0.25%?！镉捎诖笮妥儔浩鳎妱訖C）繞組的很大，在200S以上，故測量直流電阻需較長時間。直流電阻測量的原理1★1即電流電壓表法（又稱電壓降法），如下圖示：測量時先接通電流回路，待電流穩(wěn)定后再接入電壓表。測量結束時，先斷開電壓表，以免感應電動勢損壞電壓表?！餃y量用儀表準確度應不低于0.5級。電流表的導線應有足夠的截面，并應盡量短，且接觸良好。（微機型直阻測試儀就在內部進行了軟件補充，減少測量用導線的影響）直流電阻測量原理2★2即平衡電橋法：常用的直流電橋有單臂電橋和雙臂電橋兩種?！镉脝伪垭姌驕y直流電阻的原理接線如下圖示。測量電阻值★用單臂電橋測量時，應盡量減少引線電阻的影響。常用于測1以上的電阻。Ω大型變壓器直流電阻測試儀舉例★JD2550直流電阻測試儀：★面板示意圖如下，鍵盤區(qū)有4個按鍵：啟動鍵，通道選擇鍵，選擇/打印鍵，復位鍵?！锪砍蹋?2A（1mΩ--1.6Ω）；25A（1mΩ--0.8Ω）；50A（0.4mΩ--400mΩ）★2通道★輸出電流：50A，25A，12A?！餃y量精度：0.2%★分辨率：0.1μΩ

★輸出電壓：20V

★可以用作大型變壓器、電動機繞組直流電阻的測量。

直流電阻測試儀用夾子變壓器直流電阻測量的注意事項★測試前請確認被測設備已斷電，并與其它帶電設備斷開?！餃y試儀開機前，儀器機殼必須可靠接地，在外電場較強，干擾較大的場合，不接地儀器將無法工作?！镎_連接好測試線，注意：夾子應接觸可靠夾好。把隨機附帶的測試線連接到直流電阻測試儀面板與其顏色相對應的輸入輸出接線端子上，將測試線末端的測試鉗夾到待測變壓器繞組兩端，并用力摩擦接觸點，以確保接觸良好。接線方法如下圖打開電源開關?！飳τ谧儔浩骼@組的直流電阻測試，測量時，其他未測試的繞組請勿短路接地，否則會導致變壓器充磁過程變慢，數據穩(wěn)定時間延長?！镞x擇好要測量的電流檔位,按下啟動鍵啟動設備開始工作：顯示器提示“正在測量，請稍侯”，計算完畢后，所測電阻值將顯示在顯示屏上。待數據穩(wěn)定后，即顯示出測量到的線圈電阻值。變壓器直流電阻測量的注意事項★一般材料的電阻值隨環(huán)境溫濕度的升高而減小。相對而言，表面電阻(率)對環(huán)境濕度比較敏感，而體電阻(率)則對溫度較為敏感。濕度增加，表面泄漏增大，體電導電流也會增加?！飳τ跓o載調壓變壓器，不允許測量過程中切換分接開關?！镒⒁猓喝绻潆娺M度條長時間停滯在某一電流值不再上升，則可能當前的繞組電阻值超過了所選電流的測量范圍，使電流達不到預定值，請按“退出”鍵退出測量，然后選擇小一檔的電流再試?！锂旊娏鬟_到額定值后，充電結束，直流電阻測試儀開始對數據進行采樣計算。并顯示出測量到的直流電阻數值。此時不能直接拆掉測試線，以免由于電感放電危及測試人員和設備的安全。微機型變壓器直流電阻測試的輸出端設有放電電路。在按下“復位”或者“退出”鍵關閉輸出時，電感會通過儀器自動泄放能量（放電電流），此時一般有“蜂鳴聲”發(fā)出。

一定要在放電指示完畢后才能拆掉測試線。★如果測量過程中儀器電源突然斷電，一般會自動開始放電，這種情況下，請不要立刻拆卸接線，至少等待30秒鐘后才可拆卸接線?！镒儔浩髦绷麟娮铚y試中，輸出端不得開路?？s短變壓器直阻測量時間的方法★1、恒流充電法：用全壓恒流電源對繞組充電，全壓恒流電源由一恒壓電壓源和一恒流電流源及控制回路構成。首先是恒壓源，可使初始充電電流有較快的上升速度，再接上恒流源，使充電電流很快穩(wěn)定在預定值?！镆话愫銐涸捶秶?0-100V，90MVA/220kV以下的變壓器可用5A或2A的恒流源，120MVA/220kV以上的變壓器需用10A或50A的恒流源?！锍Ｓ糜跀底质街绷麟娮铚y量儀?？s短變壓器直阻測量時間的方法

★2、電路突變法：如下圖示接線，在測量回路中接入一附加電阻，先合上S1，再合上S，待電流上升到一預定值時再斷開S1?！锟墒箿y量時間縮短到原來的幾十分之一。但要求提高測量電源的電壓?！颮ad一般為被測電阻的4-6倍，測量電源一般6-12V?！锍Ｓ糜陔姌蚍y量。縮短變壓器直阻測量時間的方法3、串聯繞組助磁方法變壓器的電感比較大，因此直流電路中電流的穩(wěn)定時間比較長，特別是測量三相五柱鐵心大型變壓器低壓三角形連接繞阻的直流電阻時，在電路和磁路中不僅有電感的作用，還有電路各支路中及磁路各支路中的過渡過程，這將導致測試電流達到穩(wěn)定值的時間特別長?？s短測量直流電阻時間也可采用下面方法：繞組串聯法在測量低壓三角形連接繞組的直流電阻時，可以將高壓繞組和低壓繞組串聯，保持兩個繞組中電流對鐵心的勵磁方向相同，勵磁的安匝數提高很多，使鐵心飽和以減小鐵心的電感，這樣可以縮短直流電阻的測試時間。變壓器直阻測量中的注意事項及結果判斷★測量中的注意事項：★準確測量和記錄繞組的平均溫度：當變壓器停運處于冷態(tài)時，其油溫即認為是繞組的平均溫度?！锂斃@組上下層油溫相差過大時，需對照變壓器繞組與油面溫度計的指示值，只有當兩者溫差小于5℃時，可認為油面溫度即為繞組平均溫度?！镆部蓽y變壓器油的平均溫度作為繞組平均溫度，油平均溫度等于頂層油的溫度減去冷卻裝置中進出口油溫差的1/2?！餆o法準確測定繞組溫度時，測量結果只能按三相是否平衡進行比較判斷，絕對值只作參考。變壓器直阻測量中的注意事項及結果判斷★測量結果的判斷：★可以將不同溫度下測量的直流電阻換算到同一溫度（通常換算到20℃或75℃），公式為：★式中T為溫度換算系數，銅線為235，鋁線為225。變壓器直阻測量中的注意事項及結果判斷★可以通過橫向、縱向比較來判斷結果是否正常?！锿ㄟ^計算平衡度來判斷：三相電阻不平衡率的計算式為：★計算各相相互間差別應先將測量值換算成相電阻，計算線間差別則以各線間數據計算?！锶萘吭?.6MVA以上變壓器,各相繞組電阻相互間差別不應大于三相平均值的2%；無中性點引出的繞組,線間差別不應大于三相平均值的1%。★容量在1.6MVA及以下變壓器,各相繞組電阻相互間差別不應大于三相平均值的4%,線間差別不大于三相平均值的2%?！锱c以前相同部位測量值相比,其變化不應大于2%?！锷鲜龇椒?、同樣適用于大型發(fā)電機、電動機等直流電阻的測量和判斷。變壓器直阻測量中的注意事項及結果判斷★因素1：連接導線及卡具問題：

①線夾損壞、有虛焊、斷股、抽芯現象；②線夾沒有夾好、夾子夾反向，或者線夾子的夾接面處有氧化層多、接觸電阻大；③線夾的夾接位置不對，沒有夾在線圈主導體上；④儀器本身發(fā)生故障。★因素2：變壓器本體原因：①變壓器的分接開關可能接觸不良（有載、無載調壓開關）；②變壓器引線有過熱燒損情況或者引線和繞組焊接處壞損；③變壓器套管的導電桿和繞組連接處接觸不良；

④變壓器內部繞組的連接出現損傷，有斷裂等。

同樣：對于大型發(fā)電機、電動機、PT、CT、電纜等測量直流電阻發(fā)現數據不正確的分析判斷，請同志們下來認真思考，并作出回答！

變壓器直阻測量圖示

變壓器直阻測量圖示

大型電動機直阻測量圖示

回路電阻測試儀微機型回路電阻測試儀基本原理：★高壓斷路器導電回路的電阻主要取決于斷路器的動、靜觸頭間的接觸電阻。接觸電阻的存在，增加了導體在通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，其值的大小直接影響正常工作時的載流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力。因此，斷路器每相導電回路電阻值是斷路器安裝、檢修、質量驗收的一項重要數據?；芈冯娮铚y試儀回路電阻測試儀在測量時，由高頻開關電源輸出100A或更大的電流，施加于被測電阻的兩個端鈕之間，通過采樣電路采集電流流過被測電阻所產生壓降的模擬信號經前置放大器放大后，由A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號，再經微處理器對數據進行濾波、運算、處理根據串聯電路電流處處相等的原理通過歐姆定律R=U/I，由負載兩端的壓降U和回路中的電流I之比得出被測體的直流電阻值如圖2所示。使用回路電阻測試儀的注意事項★測試前請確認被測設備已斷電，并與其它帶電設備斷開?！餃y試儀開機前，儀器機殼必須可靠接地，在外電場較強，干擾較大的場合，不接地儀器將無法工作?！镎_連接好測試線，注意：夾子應接觸可靠夾好。把隨機附帶的測試線連接到直流電阻測試儀面板與其顏色相對應的輸入輸出接線端子上，將測試線末端的測試鉗夾到待測設備兩端，并保證接觸點接觸可靠?！镉捎诨芈冯娮铚y試儀輸出電流較大（100A以上），如果線夾未加好，在測試加電流后，可能會使得線夾處發(fā)熱、變紅，燒損設備?！锘芈冯娮铚y試中，輸出端不得開路?；芈冯娮铚y試儀結果判斷★對于斷路器（開關），一般其回路電阻的測量值不應大于廠家的規(guī)定值（如某個廠家規(guī)定該型號真空斷路器接觸電阻應小于50uΩ）?！飳τ谀妇€排、刀閘、電氣插頭