直流電阻測量

高壓試驗(yàn)技術(shù)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(shè)備安裝完成后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能由絕緣介質(zhì)密封，測量直流電阻的意義在于，檢查設(shè)備內(nèi)部繞組、導(dǎo)線、引線、接觸面等焊接和壓接接觸情況，當(dāng)焊接不良或者壓接接觸不緊固時(shí)，可以通過直流電阻的測量值進(jìn)行判別，檢查設(shè)備各個(gè)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(lián)支路的連接是否正確，是否存在由幾條并聯(lián)導(dǎo)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(xiàn)象等。★是判斷導(dǎo)電體是否完好無缺的基本方法。★直流電阻的測量包括：變壓器、CT、PT、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的繞組的直流電阻，斷路器觸頭、母排、刀閘、電纜等設(shè)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(jí)別；2）在直流電壓作用下，繞組呈現(xiàn)電感性，充電電流隨加壓時(shí)間增大。3）阻值隨溫度變動(dòng)較大?！镩_關(guān)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(jí)別；2）在直流電壓作用下，回路呈現(xiàn)純阻性。3）阻值隨溫度變動(dòng)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(shè)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(jī)型直流電阻測試儀★微機(jī)型直流電阻快速測試儀（微歐計(jì)）是取代直流單、雙臂電橋的高精度換代產(chǎn)品。直流電阻快速測試儀采用了先進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，由點(diǎn)陣式液晶顯示測量結(jié)果。在通常情況下，用傳統(tǒng)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(shè)備的直流電阻是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)工的工作。為了改變這種狀況，縮短測量時(shí)間以及減輕測試人員的工作負(fù)擔(dān)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(nèi)置充電電池及充電電路，采用高速A/D轉(zhuǎn)換器及程控電流源技術(shù)，達(dá)到了前所未有的測量效果及高度自動(dòng)化測量功能，具有精度高，測量范圍寬，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好，抗干擾能力強(qiáng)，保護(hù)功能完善。充放電速度快等特點(diǎn)。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(diǎn)。自檢和自動(dòng)校準(zhǔn)功能降底了儀器使用和維護(hù)的難度，是測量變壓器繞組以及大功率電感設(shè)備直流電阻的理想設(shè)備?！颎B763規(guī)定測量直流電阻不在使用電橋，應(yīng)使用直流壓降法。微機(jī)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(shù)如下）

★回路電阻測試儀（典型參數(shù)如下）測試電流1mA10mA1A5A10A測量范圍10Ω~20KΩ1Ω~2KΩ10mΩ~20Ω1mΩ~4Ω1mΩ~2Ω測量準(zhǔn)確度±0.2%(滿量程±2個(gè)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(shí)間5s～599s整機(jī)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(dòng)機(jī)）繞組可視為被測繞組的電感L與其電阻R串聯(lián)的等值電路。當(dāng)直流電壓加于被測繞組時(shí)，電流響應(yīng)如圖示：繞組型直流電阻測量的物理過程★電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間的長短取決于時(shí)間常數(shù)

=L/R。即值越大，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越長?！锕こ躺铣ＵJ(rèn)為經(jīng)過5時(shí)間后，電流基本穩(wěn)定。當(dāng)=6時(shí)，尚存在電流誤差0.25%?！镉捎诖笮妥儔浩鳎妱?dòng)機(jī)）繞組的很大，在200S以上，故測量直流電阻需較長時(shí)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(shí)先接通電流回路，待電流穩(wěn)定后再接入電壓表。測量結(jié)束時(shí)，先斷開電壓表，以免感應(yīng)電動(dòng)勢損壞電壓表?！餃y量用儀表準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.5級(jí)。電流表的導(dǎo)線應(yīng)有足夠的截面，并應(yīng)盡量短，且接觸良好。（微機(jī)型直阻測試儀就在內(nèi)部進(jìn)行了軟件補(bǔ)充，減少測量用導(dǎo)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(shí)，應(yīng)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(gè)按鍵：啟動(dòng)鍵，通道選擇鍵，選擇/打印鍵，復(fù)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(dòng)機(jī)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(xiàng)★測試前請確認(rèn)被測設(shè)備已斷電，并與其它帶電設(shè)備斷開?！餃y試儀開機(jī)前，儀器機(jī)殼必須可靠接地，在外電場較強(qiáng)，干擾較大的場合，不接地儀器將無法工作。★正確連接好測試線，注意：夾子應(yīng)接觸可靠夾好。把隨機(jī)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(yīng)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(diǎn)，以確保接觸良好。接線方法如下圖打開電源開關(guān)?！飳τ谧儔浩骼@組的直流電阻測試，測量時(shí)，其他未測試的繞組請勿短路接地，否則會(huì)導(dǎo)致變壓器充磁過程變慢，數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)間延長?！镞x擇好要測量的電流檔位,按下啟動(dòng)鍵啟動(dòng)設(shè)備開始工作：顯示器提示“正在測量，請稍侯”，計(jì)算完畢后，所測電阻值將顯示在顯示屏上。待數(shù)據(jù)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(xiàng)★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(dǎo)電流也會(huì)增加。★對于無載調(diào)壓變壓器，不允許測量過程中切換分接開關(guān)。★注意：如果充電進(jìn)度條長時(shí)間停滯在某一電流值不再上升，則可能當(dāng)前的繞組電阻值超過了所選電流的測量范圍，使電流達(dá)不到預(yù)定值，請按“退出”鍵退出測量，然后選擇小一檔的電流再試。★當(dāng)電流達(dá)到額定值后，充電結(jié)束，直流電阻測試儀開始對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣計(jì)算。并顯示出測量到的直流電阻數(shù)值。此時(shí)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(shè)備的安全。微機(jī)型變壓器直流電阻測試的輸出端設(shè)有放電電路。在按下“復(fù)位”或者“退出”鍵關(guān)閉輸出時(shí)，電感會(huì)通過儀器自動(dòng)泄放能量（放電電流），此時(shí)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?！锶绻麥y量過程中儀器電源突然斷電，一般會(huì)自動(dòng)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。★變壓器直流電阻測試中，輸出端不得開路?？s短變壓器直阻測量時(shí)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(gòu)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(yù)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?shù)字式直流電阻測量儀。縮短變壓器直阻測量時(shí)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(yù)定值時(shí)再斷開S1?！锟墒箿y量時(shí)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。★常用于電橋法測量?？s短變壓器直阻測量時(shí)間的方法3、串聯(lián)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(shí)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(shí)，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(dǎo)致測試電流達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間特別長?？s短測量直流電阻時(shí)間也可采用下面方法：繞組串聯(lián)法在測量低壓三角形連接繞組的直流電阻時(shí)，可以將高壓繞組和低壓繞組串聯(lián)，保持兩個(gè)繞組中電流對鐵心的勵(lì)磁方向相同，勵(lì)磁的安匝數(shù)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(shí)間。變壓器直阻測量中的注意事項(xiàng)及結(jié)果判斷★測量中的注意事項(xiàng)：★準(zhǔn)確測量和記錄繞組的平均溫度：當(dāng)變壓器停運(yùn)處于冷態(tài)時(shí)，其油溫即認(rèn)為是繞組的平均溫度?！锂?dāng)繞組上下層油溫相差過大時(shí)，需對照變壓器繞組與油面溫度計(jì)的指示值，只有當(dāng)兩者溫差小于5℃時(shí)，可認(rèn)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(jìn)出口油溫差的1/2。★無法準(zhǔn)確測定繞組溫度時(shí)，測量結(jié)果只能按三相是否平衡進(jìn)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(xiàng)及結(jié)果判斷★測量結(jié)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(shù)，銅線為235，鋁線為225。變壓器直阻測量中的注意事項(xiàng)及結(jié)果判斷★可以通過橫向、縱向比較來判斷結(jié)果是否正常?！锿ㄟ^計(jì)算平衡度來判斷：三相電阻不平衡率的計(jì)算式為：★計(jì)算各相相互間差別應(yīng)先將測量值換算成相電阻，計(jì)算線間差別則以各線間數(shù)據(jù)計(jì)算。★容量在1.6MVA以上變壓器,各相繞組電阻相互間差別不應(yīng)大于三相平均值的2%；無中性點(diǎn)引出的繞組,線間差別不應(yīng)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(yīng)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(yīng)大于2%。★上述方法、同樣適用于大型發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等直流電阻的測量和判斷。變壓器直阻測量中的注意事項(xiàng)及結(jié)果判斷★因素1：連接導(dǎo)線及卡具問題：

①線夾損壞、有虛焊、斷股、抽芯現(xiàn)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(dǎo)體上；④儀器本身發(fā)生故障?！镆蛩?：變壓器本體原因：①變壓器的分接開關(guān)可能接觸不良（有載、無載調(diào)壓開關(guān)）；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(dǎo)電桿和繞組連接處接觸不良；

④變壓器內(nèi)部繞組的連接出現(xiàn)損傷，有斷裂等。

同樣：對于大型發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、PT、CT、電纜等測量直流電阻發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不正確的分析判斷，請同志們下來認(rèn)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(dòng)機(jī)直阻測量圖示

回路電阻測試儀微機(jī)型回路電阻測試儀基本原理：★高壓斷路器導(dǎo)電回路的電阻主要取決于斷路器的動(dòng)、靜觸頭間的接觸電阻。接觸電阻的存在，增加了導(dǎo)體在通電時(shí)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(shí)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(dǎo)電回路電阻值是斷路器安裝、檢修、質(zhì)量驗(yàn)收的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)?；芈冯娮铚y試儀回路電阻測試儀在測量時(shí)，由高頻開關(guān)電源輸出100A或更大的電流，施加于被測電阻的兩個(gè)端鈕之間，通過采樣電路采集電流流過被測電阻所產(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(xiàng)★測試前請確認(rèn)被測設(shè)備已斷電，并與其它帶電設(shè)備斷開?！餃y試儀開機(jī)前，儀器機(jī)殼必須可靠接地，在外電場較強(qiáng)，干擾較大的場合，不接地儀器將無法工作。★正確連接好測試線，注意：夾子應(yīng)接觸可靠夾好。把隨機(jī)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(yīng)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(shè)備兩端，并保證接觸點(diǎn)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(huì)使得線夾處發(fā)熱、變紅，燒損設(shè)備?！锘芈冯娮铚y試中，輸出端不得開路?；芈冯娮铚y試儀結(jié)果判斷★對于斷路器（開關(guān)），一般其回路電阻的測量值不應(yīng)大于廠家的規(guī)定值（如某個(gè)廠家規(guī)定該型號(hào)真空斷路器接觸電阻應(yīng)小于50uΩ）?！飳τ谀妇€排、刀閘、電氣插頭