回路電阻范文

導語：如何才能寫好一篇回路電阻，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：斷路器 回路電阻 接觸電阻

中圖分類號：TM56 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0082-01

斷路器導電回路電阻的大小，直接影響通過正常工作電流時是否產生不能允許的發熱，及通過短路電流時開關的開斷性能，它是反映安裝檢修質量的重要標志。

1 回路電阻

斷路器的回路電阻有斷路器導體部分的固有電阻和接觸點的接觸電阻組成。如式：

R = Ra+Rb

式中：R-回路電阻、Ra-固有電阻、Rb-接觸電阻。

固有電阻是指單導體構成電流回路時即無接觸連接部件導電回路的電阻[4]；接觸電阻又由收縮電阻和表面電阻兩部分組成。由于兩個導體接觸時，因其表面非絕對的光滑、平坦，只能在其表面的一些點上接觸，使導體中的電流線在這些接觸處劇烈收縮，使接觸面積大大縮小，使電阻增大，此原因引起的接觸電阻稱為收縮電阻[2]。另外由于各導體的接觸面因氧化、硫化等原因會存在一層薄膜，該膜使接觸過度區的電阻增大，該原因引起的接觸電阻稱為表面電阻。即：

Ra=Re +Rf

式中：Re-收縮電阻、Rf-表面電阻。

收縮電阻又可用下式來表示：

式中：P-觸頭材料，ε-變形系數0.3

式中的ε與n隨觸頭的接觸情況而變化，同時由于通過電流的大小不同、觸頭溫度不同，溫度對P、ε、HB都有影響。表面電阻與觸頭表面有關，表面膜由電阻率很大的氧化物、硫化物、灰等組成，例如觸頭上的Cu2O膜的電阻率可達5×102 Ω?cm，相當于銅的電阻率1.75×10-6 Ω?cm的2.86×108倍，因此Cu2O表面膜近于不導電，對于電力技術中應用的觸頭來說，表面膜卻往往合閘時被機械破壞或施加電壓時被擊穿而破壞，氧化物產生的電阻，比收縮電阻大幾萬倍以上。因此回路電阻R=Ra+Rb=Re+Rf，偏大主要原因就是Rf變大。

2 斷路器回路電阻測試方法（電壓降法[2]）

斷路器導電回路電阻的測量，是在斷路器處于合閘狀態下，采用直流電壓降法進行測量，現場常用的測量方式有電壓降法（電流―電壓表法）和微歐儀法。電壓降法在被測回路中，通以直流電流時，在回路接觸電阻上將產生電壓降，測出通過回路的電流值及被測回路上的電壓降，根據歐姆定律計算出接觸電阻。其中：（1）回路通入的直流電流（至少應是單相全波整流）值不小于100 A；（2）測量應選用反映平均值（如電磁式）的儀表，測量表計等的精度不低于0.5級；（3）毫伏表接在被測回路內側在電流回路接通后再接入，并防止測量中斷路器突然分閘或測量回路突然開斷損壞毫伏表。

3 斷路器回路電阻增大原因

（1）斷路器在切斷近區短路故障電流時，斷路器會在動靜觸頭發生弧光，使觸頭過熱觸頭燒損，甚至會發生熔焊。

（2）斷路器在切斷工作電流時，觸頭燒損，碳化。

斷路器容量過小時，斷路器的接面與通過的電流不相適應會造成觸頭過熱。若有大容量設啟動或短路電流通過觸頭時，斷路器會在動靜觸頭發生弧光，使觸頭過熱甚至會發生熔焊。此時可更換大容量斷路器，并且注意一般不能用斷路器啟動負荷。用斷路器直接啟動負荷時，不能頻繁操作，而斷路器的容量應比設備的額定電流大1.5～2.0倍。

（3）滅弧室安裝位置不正確[4]。

（4）斷路器運行時間長久，操作次數頻繁造成斷路器靜觸頭壓力鋼板張力降低，靜觸頭觸指與動觸頭接觸不緊密。

（5）測試過程中強電場干擾。

當環境干擾對回路電阻測量結果產生較大影響時，可考慮采用將斷路器單側接地或兩側同時接地進行測量。當采用雙側同時接地時，應對測量結果進行進一步處理如下：斷路器合閘，雙側接地，接入回路電阻測量儀，測得斷路器電阻與地阻的并聯電阻值R0；斷路器分閘，再次測量地阻電阻值Re；斷路器回路電阻值為：

R=Re×R0/（Re-R0）。

（6）負荷的變化。

電力負荷的變化會影響設備的溫度，正常的負荷變化引起的溫度升高不會超過規定的75℃，但若負荷增加的較多時（如比平時增加1倍或幾倍），或者線路受到短路電流沖擊后，設備的連接薄弱環節就會發熱，發熱后連接點的材料會發生變形、氧化、硫化等物理和化學變化，發熱后如不及時發現，再次受負荷沖擊后，又會過熱，經過多次反復的惡性循環，接頭的連接狀況越來越差，甚至造成接頭熔斷。

4 案例分析

近日在對某110 kV變電所預試工作中，試驗發現35 kV的313斷路器回路電阻A相嚴重超標，試驗數據如表1。

據了解，313斷路器從2004年至今日均負荷16000 kVA，最大負荷20000 kVA；2007年2月6日A、B相站內跌落熔斷器閃絡爆炸；313斷路器過流保護動作；313斷路器由于在切斷近區短路故障電流時，斷路器在動、靜觸頭發生弧光，觸頭發熱，發熱后連接點的材料發生變形，硫化，發熱后未發現，斷路器依舊運行。在頻繁受負荷沖擊后，由于經過多次反復的惡性循環，接頭的連接狀況越來越差，造成313斷路器回路電阻嚴重超標。

5 結語

斷路器導電回路電阻缺陷的早期發現和處理，對于保證電力設備的安全運行有重要的意義。將給斷路器的運行和維護減少不必要的麻煩。斷路器回路電阻值超標時，應該從設備的材質、設備實際運行的負荷電流、檢修工藝等諸方面查找原因，對超標電阻的處理應具有科學性，避免盲目處理，才能有效提高設備安全運行的可靠性。

參考文獻

[1] GB763―10，電力工業國家標準選編[S].

[2] 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法[M].北京：中國電力出版，2001.

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【關鍵詞】Cortex-M3 回路電阻測試儀 設計

根據國標GB763、GB50150和電力行業標準DL/T596，電力系統大多數電流設備在預防性實驗和交接試驗中應準確測量回路的電阻值?；芈冯娮璧拇笮≈苯雨P系到斷路器、開關、電力變壓器等設備是否正常工作，回路電阻值也是電力設備等安裝、檢修、質量驗收的一項重要數據。傳統測量回路電阻的方法是采用直流雙臂電橋法，但由于雙臂電橋測量回路時通過的只有幾個安培的微弱電流，難以消除電路中存在的氧化膜，而氧化膜在大的電流下很容易被擊穿，不妨礙正常電流通過，當采用直流壓降法電流大于100A時就能實現。因此設計一種體積小、穩定性好、使用方便的輸出電流大于100A的回路電阻測試儀便具有十分重要的意義。本回路電阻測試儀可以測試高壓斷路器導電回路電阻、開關觸頭之間電阻、電力設備接地線與地網電阻。

1 回路電阻測試原理及系統組成

1.1 回路電阻測試原理

根據相關規定，電力設備回路電阻測試方法多采用壓降法測試，測試原理如圖1所示。

圖1中，向被試品輸入大于100A直流電流，使被試品接觸面表面的膜電阻RX擊穿，以減少測量誤差。由于被試品的電阻很小，是微歐級，而電壓表電阻非常大，所以導電回路電阻為：

（、分別為電路中電壓表、電流表讀數）

1.2系統組成

回路測試儀電路由100A電流源、電壓采樣電路、電流采樣電路、A/D轉換電路、主控STM32電路、顯示電路、存儲電路、通信電路及按鍵電路組成?？傮w框圖如圖2。

被試品與100A電流源組成電流回路，被試品兩端產生壓降。用100A、精度等級為0.01級的霍爾直流電流傳感器檢測回路中電流信號；被試品兩端壓降信號送儀表放大器進行信號放大。檢測的電壓、電流信號送A/D轉換器轉換為數字信號，由Cortex-M3對電流電壓信號進行處理，得到回路電阻值。

顯示器用以顯示檢測的電壓、電流以及計算的電阻；按鍵電路用以控制電流程序運行模塊；存儲電路用以儲存測量結果，以備查看；通信電路用以和上位機進行數據交換，以記錄測量對象的測試歷史數據。

100A電流源采用現成的電流源模塊以減少研發時間，提高工作效率；存儲電路采用AT24C02，用以存儲測量數據信息；按鍵電路用以控制程序流程及輸入需要的參數；通信電路采用USB模塊，用以和上位機進行數據交換；顯示電路均采用通用液晶顯示，用以指示測量的電壓、電流和電阻值。

2 硬件電路設計

系統硬件電路較多，本文僅對核心電路：電流采樣、電壓采樣、A/D轉換器與Cortex-M3接口電路設計加以介紹。

2.1 電流采樣電路的設計

電流采樣電路的傳感器選用高精度、應用霍爾原理的閉環（補償）電流傳感器JLB-11，其測量額定值為100A，測量精度為0.1%。100A電流穿過傳感器使得傳感器二次端產生將近4V電壓信號，該信號經后續的跟隨放大電路，達到5V幅值，以供A/D轉換器進行模數轉換。電流采樣電路的設計如圖3。

2.2 電壓采樣電路的設計

被試品電阻較小，通常為微歐級，通過100A以上電流所產生的壓降約為1mV，采用儀表放大器作為電壓信號與后續電路的接口電路。

采用超高精度的低噪聲精密雙運放OPA2111組成儀表放大器，OPA2111非線性誤差小于0.001%，放大倍數為100倍，該OPA2111具有極低的偏流，極高的輸入阻抗，極大地降低了采樣電路對被試品的影響，提高了電壓采集的精確度，且對電路中的電流幾乎沒有影響。電路中，組成儀表放大器的電阻，均采用精密電阻，以保證測量的穩定性和準確性。電壓采樣電路的設計如圖4。

2.3 A/D轉換器與Cortex-M3接口電路的設計

A/D轉換電路采用24位無失碼，0.0015%非線性度且非常適合基于微控制器或DSP智能系統應用的AD7714。A/D與Cortex-M3接口電路如圖5。

AD7714是一款適合低頻測量應用的完整模擬前端，可直接接受來自傳感器的低電平信號，并產生串行數字輸出。AD7714采用Σ-Δ轉換技術，可實現最高24位無失碼性能。輸入信號加在一個以模擬調制器為基礎的專有可編程增益前端。調制器輸出由片內數字濾波器處理，此數字濾波器的第一個陷波可通過片內控制寄存器進行編程，以便對濾波器截止和建立時間進行調整，可極大地提高數據轉換的精確度。AD7714基準電源采用內部基準，以減少硬件電路。AD7714輸出電平為TTL電平，為使能與Cortex-M3電平匹配，采用光電耦合器進行電平轉換，以使系統正常工作。

3 系統軟件設計

用C語言編制了本系統運行程序，完成測試功能。

系統上電后，對相應的I/O口、顯示器件、A/D進行初始化以及默認功能的初始化，然后進入默認功能工作過程。當按確認鍵時啟動運行并顯示處理后的數據，當再按下UP，DOWN鍵時分別保持電流，回路電阻值，此時便于記錄，當按下退出鍵時停止測試，當再次按下確認鍵時，則重新開始測試。

4 測量系統誤差分析

4.1 電流、電壓采樣誤差

4.2 回路電阻測量誤差

5 結束語

回路電阻的測量可以估計出設備的接觸狀況和使用壽命，使設備能夠正常、安全運行?；贑ortex-M3的回路電阻測試儀，使用方便、安全，測量穩定、準確。實驗表明，系統符合電力部標準DL/T596，具有廣闊的應用前景和實用價值。

參考文獻

[1] 陳天翔.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2] 中華人民共和國電力工業部，DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程[M].北京：中國電力出版社，1997.

[3] 中華人民共和國國家發展和改革委員會，DL/T845.4-2004電阻測量裝置通用技術條件[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4]曹華.高壓開關出場現場試驗[M].北京：水利電力出版社，1993.

[5] 孫金.恒流回路――一種新型的電阻信號測量方法[J].儀表技術與傳感器，1997（02）.

作者簡介

鐘華（1978年10月-），男，湖南婁底人。本科雙學位、工程師。研究方向：計量檢測與計量管理。

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關鍵詞: GIS組合電器設備? 接觸電阻? 測量?重要性

中圖分類號：TM5文獻標識碼： A

引言： 隨著電力系統的發展，GIS組合電器必將成為高壓電器發展的主流。與敞開式變電站相比，GIS組合電器具有一系列的優點，GIS結構緊湊，占地面積小，安全性強，維護工作量小，運行安全可靠等。但由于GIS組合電器在我局的使用時間不是很長，220kV官塘變GIS 組合電器是我局首次使用，它的安裝程序和工藝要求尚未被人們熟悉和掌握，施工中還存在很多問題?，F介紹一下220kV官塘變GIS 組合電器的安裝過程，及在安裝過程中回路電阻測量發現的問題，探討一下回路電阻正確測量在GIS 組合電器安裝工藝過程中的重要性。

1 官塘變GIS總體概況

官塘變是我局電力系統安裝的第一個220kV GIS組合電器變電站。本站為戶外站，采用由河南平高電氣股份有限公司生產的ZF11―252(L)型GIS組合電器，主接線采用雙母線接線方式。（見圖1）本期共4個間隔，其中出線間隔2組，主變間隔1組，測保間隔1組。其中包括斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端套管等設備。

220kV官塘變整體安裝好后GIS組合電器圖1

2GIS組合電器現場安裝

GIS組合電器雖具有眾多優點，但現場安裝GIS是一項非常重要且繁瑣的工作。2010年4月29日，天氣晴朗，無風，溫度22℃，濕度55%，空氣懸浮顆粒指數：無塵。符合GIS組合電器安裝條件。

官塘變220kV GIS開始安裝，安裝工作由官塘變項目部負責，申報監理到現場，由河南平高電氣GIS技術廠家作指導。GIS安裝是一個系統工程，它需要嚴密，高效的組織機構。安裝前，由廠家負責安裝的技術人員指導，熟悉和審查施工圖紙，并詳細制定施工方案，工作流程及安裝工藝標準。

2．1安裝工序總體安排：

2.1.1圖紙及技術會審

2.1.2編制設備安裝作業指導書

2.1.3清理GIS施工場地，校驗土建情況及施工準備

2.1.4開包裝箱清點零部件

2.1.5塊式結構就位，測主回路電阻和做CT試驗

2.1.5全封閉組合電器安裝，調整

2.1.6電動，彈簧機構安裝

2.1.7二次回路裝配，調整

2.1.8一次開關操作試驗與聯調

2.1.9主回路電阻測量，氣室密封試驗，SF6水分測量，輔助回路絕緣試驗

2.1.10核查與核實

2.1.11全封閉組合電器工頻耐壓試驗

2.1.12配合遠動調試

2.1.13安裝PT，避雷器等

2.1.14驗收與整改

2.2 一次安裝過程

依據施工方案，以母線為基礎逐段塊式進行安裝。先以最外側的間隔為第一安裝間隔 。第一間隔就位后，精心調節水平，使間隔的中心線與基礎的中心線吻合。（見圖2） 調好后接著打開母線筒連接第二間隔側的封蓋，將連接密封處處理干凈。

2.2.1 注意即將對接的法蘭面處理：先用吸塵器和酒精布將法蘭外圓表面法蘭面異常的凸出部分砂平和一圈所有光孔的灰塵和金屬末清理干凈，然后用360號砂紙將法蘭面異常的突出部分砂平。

2.2.2 金屬密封面（槽）的處理：金屬密封面用600號以上細砂紙沿圓周方向輕砂1―2遍，然后用清潔布對密封面（槽）進行清潔處理。

2.2.3 金屬導體表面的處理：金屬導體表面的處理直接關系到接觸電阻的好壞，導體的電接觸鍍銀面，用白潔布沿軸線方向進行打磨至表面光潔平滑，涂少許導電油，非鍍銀表面用360號砂紙將異常的凸出部分砂平，然后用沾有高純度工業酒精的清潔布擦拭干凈。（見圖3）

2.2.4 密封圈的處理：認真檢查外觀質量，是否存在劃傷、凸出、起泡等缺陷。清理后，在密封圈和槽內均勻涂少許空硅脂。以上處理好后用防塵罩罩住，避免有灰塵進入。接著開始連接第二個間隔，同樣，先打開母線筒靠近第一間隔側的封蓋，將連接密封處處理干凈。

圖為調整好后第一個基準間隔圖2

2.2.5 產品對接：對接部分完成上述處理后，然后進行對接工作，導電桿推入時盡量用力，電接觸面連接螺栓必須擰緊，其擰緊力矩見表1，電接觸面的回路電阻不大于15μΩ。

電接觸面螺栓擰緊力矩表1

螺栓的螺紋 M6 M8 M10 M12 M14 M16

擰緊力矩(N.m) 7 18 25 45 80 100

兩對接面基本對合后，穿上螺栓，均勻對稱的擰緊法蘭周圈上的螺絲螺母，擰緊時盡量采用力矩扳手，其擰緊力矩見表2。

法蘭周圈上的螺栓螺母擰緊力矩表2

螺栓的螺紋 M8 M10 M12 M14 M16 M20

擰緊力矩(N.m) 16 30 50 85 110 220

若檢漏中發現密封面某處漏氣超過規定值，允許對這區域內的連接螺栓施加比表2高20%的力矩進行緊固。

安裝人員對對接法蘭面及觸頭進行清潔 圖3

2.2.6 本期共4個間隔，每一次塊式結構或筒體連接，依據上述工藝進行連接。

3現場回路電阻測量

3.1 220kVGIS組合電器在安裝試驗和現場交接試驗時，均要測量

主回路電阻，而在測量主回路之前，安裝過程中必須先測量各導電桿的電阻，再測量塊式依次連接好后各電接觸面間或依次連接各導電桿間的電阻，各端口連接完畢后，然后依據出廠試驗報告測量主回路電阻。相關標準規定：主回路電阻測量值不應超過產品技術條件規定值的20%或出廠安裝說明書里規定的數值各連接面的代數和，三相電阻不超過平均值的20%，一般以出廠測量值為基準（表3）。而主回路接觸電阻增大，在運行中將造成接觸點溫升升高，接觸點溫升升高又將造成接觸電阻增大，惡性循環的結果將會導致動靜觸頭在正常工作電流下過熱燒壞。因此，上述隱患必須在安裝過程中得到排除，以防患與未然。

官塘變GIS出廠主回路電阻 表3

測量點

電阻值（μΩ）

A B C

1 =F1~=F2

丹溪二~#1主變 1225 1105 1225

2 =F2~=F3

#1主變~WB1測保 925 865 925

3 =F3~=F4

WB1測保~丹溪一 903 843 903

4 共箱母線 365

3.2下表4是嚴格按照現行國家規定的工程質量檢驗標準制定的，第一項就是主回路電阻的測量，必試項目，可見，測量主回路電阻在GIS現場安裝過程中的重要性。GIS安裝過程之所存在繁瑣，因為它在各塊連接安裝好后，如果主回路電阻測試不合格，再發現缺陷將是一件非常巨大的返工任務。

國家規定GIS現場安裝驗收主要測試項目 表4

序號 現場驗收測試項目 必試項目 有條件可試

1 主回路電阻測量 

2 CT變比極性和伏安特性測量 

3 CT精度測量 

4 控制和輔助回路絕緣試驗 

5 氣室水分含量檢定 

6 GIS氣室SF6檢漏 

7 GIS的高壓開關電動操作試驗 

8 斷路器動作時間速度特性測量 

9 互感器特性試驗 

10 避雷器試驗 

11 GIS整體現場工頻耐壓試驗 

確認 安裝過程必須完成以上測試和試驗 / /

3.3現就一起在220kV付母線共箱母線主回路電阻測量時，發現分相筒體B相盆式對接處導電桿動靜觸頭未安裝好，造成回路電阻增大這一問題進行分析、處理。

官塘變GIS 共箱母線示意圖 圖4

圖4 為官塘變GIS 共箱母線示意圖，上母線為220kV正母=F4~=F1，下母線為220kV付母線=F4~=F1，共（=F4丹溪一、=F3WB1測保、=F2#1主變、=F1丹溪二）4個間隔。

3.4各元件標準電阻

3.4.1斷路器（兩盆之間）：100（μΩ）

3.4.2隔離開關（兩盆之間）：40（μΩ）

3.4.3共箱母線（每節）：40（μΩ）

3.4.4接地開關主回路（兩盆之間）：30（μΩ）

3.4.5出線套管（接線板與盆子中心導體間）：80（μΩ）

3.4.6導電桿：10（μΩ）

3.4.7電連接：12（μΩ）

3.4.8共箱母線絕緣子連接裝配：50（μΩ）

下表是共箱母線220kV正、付母線=F4~=F1主回路電阻測量值：

現場主回路電阻測量值表5

名稱 相別 檢測數據1

（μΩ） 檢測數據2

（μΩ） 檢測數據3

（μΩ） 三次平均值

（μΩ）

正母

=F4~=F1 A 182 183 182 182

B 185 182 180 182

C 176 178 176 176

付母

=F4~=F1 A 175 177 176 176

B 257 259 257 257

C 186 184 184 184

從表5三次平均值可以看出，正母=F4~=F1三相測量值均合格，而付母=F4~=F1（B）相測量值與其它（A）相、（C）相測量值有差異。正、付母共箱母線設備連接情況均一致，可見付母=F4~=F1（A）相、（C）相測量值正常。（B）相測量值雖小于表3出廠試驗規定值，但三相之間平均誤差計算結果為46%。已經超出國家規定三相之間平均值誤差不得超過20%的規定。針對這一結果，懷疑付母共箱母線（B）相連接有問題。而付母共箱母線在從=F4~=F2連接過程回路電阻測量中均屬正常。見表6

付母共箱母線=F4~=F2回路電阻測量值表6

名稱 相別 檢測數據1

（μΩ） 檢測數據2

（μΩ） 檢測數據3

（μΩ） 三次平均值

（μΩ）

付母

=F4~=F1 A 135 137 136 136

B 138 136 136 137

C 136 134 134 135

從而判斷付母共箱母線在最后的=F2~=F1中間出了問題。拆開圖4中=F2~=F1連接母線筒，發現其分相筒體B相盆式對接處導電桿動靜觸頭未安裝好。

打開后發現導電桿插入時未安裝到位圖5

處理后重新測量表7判斷付母共箱母線=F4~=F1主回路電阻合格。

表7

名稱 相別 檢測數據1

（μΩ） 檢測數據2

（μΩ） 檢測數據3

（μΩ） 三次平均值

（μΩ）

付母

=F4~=F1 A 175 177 176 176

B 180 177 179 179

C 186 184 184 184

3.5主回路電阻測量時注意

3.5.1主回路電阻測量前，回路上的所有開關應至少分合兩次，主回路導體上要與測電壓線接觸的表面應把贓東西擦掉，保證電接觸良好。

3.5.2測量利用電壓降法。一般在主導電回路通以100A的直流電，測量兩端的直流電壓來確定回路電阻的大小。也可以采用電橋進行測量。測量主回路電阻時通電時間不應過長，以免電流引起主回路導體過分發熱，使電阻改變。

3.5.3測量時兩端的電壓電流線所夾得距離基本相同，否則會造成較大的測量誤差。見圖6

（=F1~=F2 丹溪二~#1主變 ）測量點組合圖 圖6

3.5.4采用電流100A回路電阻測量儀器

官塘變GDL―100回路電阻測量儀 圖7

3.5.5測量結束后對接觸面要進行修復，特別是因測量夾子造成的傷痕或毛刺要進行處理。

測量夾子部位 電阻測試完畢后清理表面傷痕

圖8

4結束語

因此，GIS組合電器在安裝過程中，測量各塊式的接觸電阻和主回路電阻必須與安裝工作同時進行，正確的測量主回路電阻，能有效的判斷各連接部位接觸是否良好。GIS組合電器在今后的運行維護中，有的回路將無法再測量回路電阻，必須測量時就要進行解體或SF6氣體回收后才能測量。所以，GIS安裝過程中必須正確準確的測量主回路電阻，安裝工作必須按照國家規定的技術，工藝標準進行安裝。避免因安裝過程中導體接觸不良而造成對設備的安全運行留下隱患。

參考文獻：

1. GB 50150―2006電氣設備交接試驗標準2006-06-20

2. ZF11―252kV變電站GIS安裝手冊 河南平高電氣股份有限公司

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關鍵詞：發電機組；繼電保護；電氣回路故障；保護裝置；故障停機；跳閘事故 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）35-0067-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.033

對于發電機組的繼電保護以及自動裝置，主要是利用這些發電機組出現了一些故障，同時在運行上遇到了很多不正常現象，這時能夠快速地將故障排除掉，并將不正常的現狀進行有效處理，運用自動化的裝置設備和技術手段進行消除。發電機組繼電保護裝置具有的特點是靈敏性、穩定性、可靠性，這些裝置如果出現了失誤或者是拒動作，都會給發電機組帶來一定程度上的危害。因此，需要對發電機組繼電保護外部電氣回路故障進行詳細的分析，并找出相應的原因。

1 事件分析

某地發電廠于2014年9月14日的1號和3號機組發生了故障信號，在突報發電機故障停機時，3號機組出現了跳閘現象。然后，經過現場分析和調查得出，是在14日的上午10點03分3號機組的兩個保險柜出現了發電機匝間有較為靈敏段情況，由于其出口斷路器出現了跳閘，而且勵磁斷路器也出現了跳閘現象，而汽輪機主汽門也出現了關閉情況。

2 發變組的具體保護裝置

本文所討論的發電廠的發電機變壓器組保護裝置運用的是南通某發電設備裝置有限公司的ND3000型號的發電機保護裝置。這種保護裝置中的NDG300運用了所有的電氣量保護，即一臺發電機的總量保護裝置。而NDC311的裝置則主要集成了高壓變壓器以及主變壓器、勵磁變壓器中的電氣量保護。目前在NDL300的保護裝置上出現了一些問題，即保護失靈問題。同時，在兩個保險柜中的兩套保護裝置中，雙套主保護以及雙套備用保護都分別出現了跳閘現象。

發電機匝的保護原理主要是運用縱向零序電壓保護，而發電機定子繞組的匝間短路時，其保護參數一般選用的是發電機出口專用TV縱向零序電壓數值。這種裝置采用了多項先進技術，主要有數字濾波技術和頻率跟蹤技術以及全周傅氏頻率測量算法等。然后對零序電壓的濾除比應該大于100。同時應對匝間保護次靈敏段，主要按照最大電壓不平衡進行整定。而對于靈敏段，則應該利用電流比率進行縱向零序電壓裝置相關原理，使發電機內部的匝間在短路保護提高其靈敏度。因為應用電流比率制動的重要判據，此時零序電壓定值僅僅需要依照躲過正常運行情況下最大不平衡電壓整定即可，所以這樣能夠使得發電機中匝間短路條件下保護的靈敏度有效提升。通常情況下，匝間保護會使得出口得以短暫的延時，延長的時間約為0.1～0.2秒。

對于縱向零序電壓中的保護出口時，如果出現專用TV斷線的情況，就應該閉鎖零序電壓保護。而閉鎖的有關判斷主要是根據TV電壓負序在8V以下，同時機端TV以及匝間的專用TV電壓中，其數值都比定值要大。這些條件都得到滿足后，再進行閉鎖縱向零序電壓匝間保護，然后進行推遲10秒后，如果仍然會出現故障問題，也就是發出了跳閘信號。

3 發電機組繼電保護外部電氣回路故障原因

據相關調查研究發現，發電機機組繼電保護外部電氣回路故障會對發電機正常運行產生非常嚴重的影響，對其原因的分析是有效解決故障問題的關鍵。對故障產生原因的分析主要包括兩個方面，分別是現場檢查與處理情況分析以及動作原因分析。下面將分別對其進行簡要的介紹：

3.1 現場檢查與處理情況分析

在對現場檢查與處理情況分析的時候，首先應該將發電機一次、二次系統的分析工作做好。相關工作人員應該對發電機一次系統予以系統而仔細的檢查分析。對于發電機吸收比以及絕緣電阻進行測量分析，如果測量分析的結果顯示合格，然后再測量發電機定子繞組的電阻值，如果結果也顯示合格，這就能夠排除一次系統出現故障的可能性，可以轉向下一項檢查工作。進行發電機保護裝置的相關檢查，也就是二次系統檢查，如果也沒有發現故障現象。但是，在發電機升壓時，如果發電機的電壓會從0V起壓時升到10%UN，這個時候發電機匝間靈敏度段的保護動作就容易出現問題，動作電壓會升至3.15V，會導致斷路器出現跳滅現象。

在發電機一次、二次系統檢查工作結束之后，應該開展發電機出口TV二次回路的檢查工作。應該對發電機出口TV二次回路予以仔細的檢查，在檢查的時候發現，當應用萬用表進行2TV開口三角形繞組進行測量時，發現繞組的電阻是0Ω，在這個時候應該將TV端子箱一直到保護間的線芯給打開，對2TV開口三角形繞組進行測量，可以測得其電阻值是0Ω，在這個時候應該對TV到保護間線芯的接線正確與否進行檢查。而在對于TV到保護接線進行檢查的時候發現這些接線都很正常，而且沒有出現接線錯誤問題，這就證明在TV到線芯之間沒有故障存在，因此可以展開下一步的測量工作。測量的有關絕緣電阻大于500MΩ，而旁邊的TV接線以及保險線的連接都沒有錯誤。除此之外，還應該再從有關故障的錄波曲線進行分析，從曲線分析之中我們可以發現電機匝間并沒有可能出現短路故障。因此，之后應該對發電機的專用TV進行更換，將發電機電壓升高到10%UN，這個時候會出現發電機匝間靈敏段的動作電壓在2.92V，同時跳滅了磁斷路器的現象。

通過對TV側加壓的方法進行TV二次回路檢測，利用調壓器進行相應的2TV一次側加壓電壓，同時再測量2TV開口三角電壓。如果再一次側加壓在400V，然后模擬有關回路故障，出現電壓不穩定且錯誤的現象時，再通過檢測L621w纖芯，對其進行詳細檢查，然后接到端子，并升電壓工作。如果其三角電壓是0V，就可以確定發生故障的原因在于L621w出現問題，其接觸不良的情況比較突出。然后再檢查二次回路的相關插件，同樣也出現了不良狀況。

3.2 動作原因分析

導致發電機機組繼電保護外部電氣回路故障的原因不僅包括施工現場與處理情況，同時也包括動作原因。對動作原因進行的分析有助于解決故障問題。在開展動作分析的時候，由于發電機的內部故障，使得機端對中性點三相電壓出現了不平衡情況，從而導致縱向基波零序電壓在3Uo。通過詳細的分析，對這次發電機組繼電保護外部電氣回路故障中，匝間靈敏段保護動作原因在于專用二次插件的接觸出現不良情況，而且2TV的有關三角繞組到地端子箱的電纜芯也出現了接觸不良等問題。重視使得電壓輸出不平衡，導致匝間保護值的整定值達到3V，最終使用保護誤動作。

4 發電機組繼電保護外部電氣回路故障的措施

通過對上文發電機組機電保護外部電氣回路故障產生的原因分析，發電廠應該針對性地采取一些措施予以及時的處理，從而使得發電機得以正常地運行，采取的措施主要包括以下內容：開展停機檢修工作，重點對發電機TV二次回路予以仔細的分析以及檢查，從而找出一些故障問題。除此之外，還應該對發電機相關設備予以仔細的檢查，從而有效避免類似故障問題的出現。在檢查工作結束之后，應該對一些接觸失效或者出現接觸不良問題的相應設備以及端子等予以及時的更換，尤其是針對一些TV開三角回路等，更應該對其故障設備予以及時的更換。其次，應該對這次停機檢修的機會予以充分的利用，不斷增強對另外機組發變組保護的側加壓。與此同時，還應該再次進行相關回路斷相故障的模擬工作，從而對二次接線以及回路接線等問題的正確與否進行檢查，為發電機組機電保護的正常運行提供重要

保證。

對于這次回路故障事故分析，一定要對故障發生的原因以及處理的結果予以及時分析與總結，因為這次故障主要是由于發電機組繼電保護外部電氣回路故障裝置的保護誤動所導致的，所以在這次故障事故中有許多接觸不良現象的出現，而且還存在許多導通性能降低的各種故障問題，再加之一些其他方面的原因，致使故障的檢查與分析工作的開展難度較高。對于本次故障問題，應該不斷增強對外部二次回路維護的工作，及時有效地做好二次回路維護狀態檢修工作。通過對發電機組繼電保護外部電氣回路故障進行原因分析可以發現，主要在于運行的電纜線路出現不良以及繼電保護的有關管理人員的操作錯誤，加上管理運行人員在保護壓板出現誤投以及端子出現鐵銹或者是由于電纜的絕緣性能下降等。

5 結語

在檢修時，一定要重點檢查繼電保護裝置的狀態檢修工作，如果保護裝置沒有出現警告響聲，同時在運行上比較正常，就不要進行多次檢修。只在必要時對其進行清掃裝置，并將端子進行緊固等一系列工作。除此之外，還應該不斷增強對相關工作人員的教育與培訓工作，使得繼電保護工作人員的綜合素質水平得以有效

提升。

參考文獻

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[4] 張建飛.淺談發電機繼電保護的設計與應用[J].電氣時代，2013，（10）.

篇5

四川涼山某水電站共有3組發電機,其系統原理見圖1。發電機的額定電壓為l 5kV,通過三個升壓變壓器將電壓升至220kV匯流后輸出。該系統設備于2007年投運。

(1)在事發之前設備的運行方式,經業主記錄現場情況如下:

①2號機組處于停機備用狀態;2號發電機出口斷路器處于斷開狀態(AH204柜),隔離開關處于合上狀態;

②2號主變(2TM)處于空載運行;

③1號機組正常運行,帶60Mw有功、17Mvar無功,3號發電機組已解除備用,其AH301柜中的出口隔離開關處于拉開位置,3號主變帶15kW,1號廠用變正常運行;

④2號機組的實際停機時間為2009年11月17日21:09:11時(2號機組出口斷路器分閘時間),且分閘正常。

(2)事故經過:

①2009年11月20日17:23:16時,2號主變差動保護動作;

②2009年11月20日17:24:54時,2號主變高壓側220kV斷路器跳閘;

③2009年11月20日17:24:55時,2號發電機轉子回路滅磁過電壓動作;

④2009年11月20日17:24:56時,2號發電機調速器故障(網頻信號丟失所致)。

在出現事故2號主變高壓側220kV斷路器跳閘后,業主立即對2號機組出口斷路器至2號主變高壓側斷路器所有一次設備進行了例行檢查以及試驗檢查,檢查結果如下:

①除2號機組出口斷路器三相有明顯故障點外,其余未發現故障現象。15kV母線PT上的母線消諧裝置未動作;

②發電機保護及故障錄波裝置均未動作;

③2號變壓器常規檢查試驗“合格”;

④2號機組15kV母線上的阻容裝置試驗結果正常;

⑤綜合保護裝置差動動作電流記錄為:A相1.6A、B相23.9A、C相11.6A{

⑥出口斷路器的故障為燒毀現象,真空泡絕緣表面上有大量金屬粉末,呈現為極間斷口外絕緣破壞,上、下端放電。B相除上、下端放電外并對地放電,詳見圖2、圖3。

2　事故原因分析

事故發生后,成套生產廠方、出口斷路器供貨商(系國外進口)及業主一起進行了分析,各自說法不一。其中有一種說法認為220kV側斷路器開斷是因為操作過電壓造成發電機斷路器絕緣擊穿。

現作如下分析:

由于某種原因造成2號主變高壓側220kV開關差動跳閘,差動跳閘后出現操作過電壓,過電壓沒有被15kV母線上過壓保護吸收裝置吸收,造成過電壓擊穿發電機出口斷路器,導致該出口斷路器上、下端閃絡,B相有部分對地閃絡,這個瞬態過電壓影響到發電機的勵磁系統中,所以出現了滅磁過電壓動作。

我們假定這個論點成立,即220kV開關斷開引起了瞬態操作過電壓,但是瞬態操作過電壓是以毫秒計算,斷路器開斷過電壓后15kV段便沒有了電壓,何來持續閃絡?最多應閃絡一次。然而真空泡絕緣表面上的大量金屬粉末又證明了閃絡持續了一定的時間,至少是數分鐘以上的持續閃絡。其二,220kV側開關分斷,造成的操作過電壓主要是變壓器高壓側線圈對220kV開關的下端影響,對主變15kV側影響很小,主要是感應過電壓,且衰減很快,因為220kV側的操作過電壓要通過變壓器鐵心磁場轉換后才能感應到低壓側,所以由操作過電壓造成事故的說法是不成立的。

2號機組出口斷路器為什么會發生閃絡?如果說220kV側斷路器分斷造成的過電壓不能形成l 5kV側出口斷路器持續閃絡的話,那又是什么原因造成的呢?分析如下:

(1)2號發電機組處于熱備用狀態

前面已經說過,在事故發生前,2號機組出口斷路器是斷開狀態(AH204柜),隔離開關是合上狀態,2號主變處于空載運行。由1號機組正常發電,220kV母線側通過2號主變向15kV母線供電,即15kV母線側有空載電壓,也就是說2號出口斷路器上端有電壓存在,出口斷路器的下端接的發電機組相當于一個很大的負載。電壓存在的時間是從上次停機熱備用(即2009年11月17日21:09)時開始,到11月20日17:23時高壓側220kV斷路器斷開時止,約三天時間。在這三天時間里真空泡表面發生了爬電現象,從而造成了擊穿閃絡。

為什么真空泡會發生爬電現象?

(2)真空滅弧室表面外絕緣爬電距離不夠

根據中華人民共和國電力行業標準DL/T593-2006第5.14.2條,戶內開關設備外絕緣的爬電距離中規定:“戶內開關設備的相對地間、相和相間、斷路器或負荷開關一個極的兩個端子間的瓷質的或有機的絕緣子,…其最小標稱爬電比距LT應該不小于18mm/kV(瓷質)和20mm/kV(有機),…”。

顯然,該斷路器極間外絕緣爬電距離應該不小于:

18mm/kV×15kV=270mm

另外,標準還規定:可能處在反相條件下和熱備用狀態下的開關裝置,其斷口需要更長的爬電距離。此時,推薦的應用系數為α=1.15。

由于該電站是3組發電機并列運行,當一組投運后,另兩個待發電機組就處于熱備用狀態,其開關斷口的爬電距離還應當是:

270×1.15=310mm

顯然,該發電機出口斷路器真空滅弧室外絕緣爬距明顯不夠,只有240mm左右,不符合相關標準要求。至于為什么熱備用狀態下的開關裝置,其斷口距離需要更長的爬電距離,在這里就不作闡述。

(3)真空斷路器滅弧室中部有金屬縫導致外絕緣惡化

由于斷路器斷口外爬電距離不夠,加上又處于熱備用狀態(即長期處于隔離開關合上,斷路器上端帶電、下端帶負荷),使該斷路器上端在一定電壓作用下,沿滅弧室表面爬電,并在外絕緣的金屬縫表面聚集,聚集到一定場強后便向下端放電。這可以從照片A相和C相看到,滅弧室金屬縫均有放電現象,經不斷地累積、聚集性放電后,終于上、下極之間外絕緣擊穿,斷口的絕緣形成放電通路,這就是后來人們看到的真空滅弧室表面有很多的金屬粉末。

滅弧室外絕緣擊穿放電后,其中B相還對地放電,使三相電流不平衡,導致差動綜合保護器動作。根據業主的綜合保護器動作記錄看:一是差動保護動作,二是B相零序電流的電流保護動作。這正符合斷路器斷口擊穿放電的實際情況。

另外,在幾乎同一時間,發電機組滅磁開關過電壓動作,正是因出口斷路器真空泡的放電擊穿形成的閃絡過電壓導致的。

由于是向斷路器的下端放電,所以在斷路器隔離開關以上的15kV母線上的阻容吸收裝置未發生破壞而是完好正常的,同時擊穿放電在發電機定子繞組感應出過電壓也是正常的。這正好證明:是由于斷路器斷口外絕緣破壞造成擊穿,引起機組定子線圈過電壓而導致滅磁開關動作。

人們也許會問,有金屬縫的滅弧室過去很久都是這個樣子,為什么沒有出事?

這是因為斷路器在正常合閘工作中,同極上、下端是同電位,不會爬電。而斷路器分閘后,隔離開關又是 打開狀態,斷路器上端并無電位,所以也不會爬電。而只有在斷路器上端有電壓,且下端帶有負載,同時斷路器外絕緣爬電距離又不夠,此時真空泡表面的金屬縫又起到了過河橋墩作用,在這樣的情況下才會發生爬電并導致擊穿。

(4)事故后,斷路器上、下端為什么能夠承受工頻耐壓1min?

由于是爬電累積放電造成的擊穿,所以當空氣絕緣恢復后,仍需有個重新爬電的過程,lmin不足以聚集足夠電荷。另外,額定電壓1.5kV工頻耐壓不應當是42kV/min,而應當是46kV/min,同時DL/T593-2006標準額定絕緣水平在表l注4中規定:隔離斷口是指隔離開關、負荷一隔離開關的斷口以及起聯絡作用或作為熱備用的負荷開關和斷路器的斷口。很顯然,對于額定電壓是12kV的斷路器,如果用于聯絡或熱備用的環境,工頻耐壓應該為48kV/min。對于額定電壓15kV的斷路器,一般通用的工頻耐壓為46kV/min的話,那么用在現有熱備用的發電機組,其每分鐘的工頻耐壓應當是53kV。

從以上可看出,顯然該發電機出口斷路器的耐壓值過低,不符合相關標準要求,能承受42kV/min,并不能說明該斷路器的絕緣就是合格的。

3　結論

該事故的主要原因是該機組斷路器上、下端之間的爬距不夠,不符合國家相關規定。且工頻耐壓42kV/min也不符合國家相關規定。在2號機組熱備用狀態下,2號機組出口斷路器形成聚集型累積放電,終至斷路器三相外絕緣擊穿,并且B相還對地擊穿,造成220kV側斷路器差動及零序保護動作跳閘,以及發電機組滅磁開關過電壓動作,事故得以終止。

4　改進措施的建議

以上發電系統中,由于15kV發電機出口斷路器真空滅弧室表面爬電距離不夠,造成了事故。因此該系統的斷路器真空滅弧室都應當對外絕緣采取補救措施,以防后患。建議具體可采納以下方法:

(1)所有的真空滅弧室表面用硅膠套外包,硅膠外面形成傘群,并滿足相關爬電距離要求;

(2)將滅弧室中縫處外包,并形成傘群,同時滿足相關爬距要求;

篇6

2、回路電阻測試儀對斷路器、隔離開關接觸電阻的測量電流作出不小于100A的規定，以確保測量的準確度；

3、回路電阻測試儀：通用接地或絕緣電阻測試儀；

4、回路電阻測試儀：數字式接地電阻測試儀；

5、回路電阻測試儀 ：雙鉗口接地電阻測試儀；

篇7

【關鍵詞】 繼電保護電壓二次回路 多點接地 支路電流

在電力系統繼電保o的整個過程中，PT二次回路是其中最為關鍵的一個階段，若出現故障未能及時處理，則會埋下不安全隱患，對工作人員的生命安全造成一定的威脅。因此開展對繼電保護PT二次回路接地點問題的探究具有重要的意義。本文按照PT二次回路存在多點或者一點接地等值電路的差異性，采取PT二次回路永久接地點串入電阻法，能夠在短時間內判斷出接地點的故障部位，檢測準確率高，省時省力，提高了電力系統運行的安全性。

一、PT二次回路接地故障的檢測方法

1、使用便攜式接地電阻測試儀查找接地點。借助便攜式接地電阻測試儀進行接地點的查找具有如下優勢：一是操作方便，便于攜帶；二是數據存儲量大，能夠進行數據之間的有效傳輸。但存在不足的是整個過程不能實現在線監控，若發現問題工作人員不能及時解決，引發不安全隱患。

2、人工查找接地點。在進行人工查找接地點時，也應遵循一定的原則：首先將PT回路中的各個支路電源進行分解，對每個小回路進行解線處理；其次借助搖表對各個小回路的接地點進行測試。此方法操作步驟復雜，而且在對回路分解中若處理不當會損壞元件，還會對其他設備造成一定的影響。

3、在線監測裝置查找接地點。在線監測裝置是借助電橋平衡原理對多個接地點進行查找，逐一排出故障部位。該方法可實現在線監控，但易受環境的變化，導致靈敏性降低，影響工作人員的判斷。通過以上分析，可知三種檢測方式都有各自的優勢但也存在不足之處，在確保精確度高的基礎上，決定采取PT二次回路一點或多點接地方式進行檢測。

二、電壓二次回路一點接地分析

當PT二次回路中只存在N600一點接地時，PT二次等值電壓、電容與一點接地連接線會形成一個完整的回路。如圖1所示。R

三、PT二次回路兩點接地分析

PT二次回路中存在兩點接地時，可在N600接地線中接入一個滑線電阻R，通過調節電阻值，查出N600的電流變化值，依次找出其他的接地點。如圖2所示為PT二次回路兩點接地的等值電路。

四、PT二次回路多點接地的檢查方法

PT二次回路多點接地檢查步驟如下：首先按照圖3的方式接好試驗接線，借助電阻法判斷電壓二次回路中N600屬于一點接地或者是多點接地。其次關閉開關S，將接地線⑤斷開，然后關閉開關S1，將電阻R的阻值調整為0后斷開開關S，借助電流表測量電阻R上的電流值，記為I1。再次確認開關S為合位，S1為分位后，將電阻R的電阻值更改為10Ω后關閉開關S1，將S打開，借助電流表測量電阻R上的電流值，記為I2。通過對I1與I2進行比對分析，若兩個差值較大，說明PT二次回路中有多個接地點。最后使用電流法對各個支路進行檢測，找出接地點的具置。

結語：綜上所述，本文通過對PT二次回路中多點接地問題的探究，提出了有效的檢測方式，即PT二次回路永久接地點上串入電阻法，借助電阻值的變化來判斷電流變化值，準確判斷出支路中多點接地的故障部位，為維修人員節省了大量的時間，在短時間對故障部位進行排除，提高系統運行的安全性，可供相類似施工加以借鑒。

參 考 文 獻

篇8

【關鍵詞】：二次回路 故障

【分類號】：TM862；TM451

引言

變電站二次回路是電氣系統中的一個重要組成部分。二次回路發生故障，直接影響電氣設備和電力系統的安全運行，甚至造成極其嚴重的后果。因此，二次回路一旦發生故障，應迅速準確作出判斷，排除故障。二次回路的故障原因可分為兩大類，一是二次回路斷路故障，二是二次回路短路故障。其中以二次回路斷路故障居多。

一、二次回路斷路故障判斷

變電站內二次回路斷線是經常發生的故障。二次回路斷線總體上分為：電流互感器二次回路斷線、電壓互感器二次回路斷線及直流系統二次回路斷線等。二次回路斷路有以下幾種檢查方法：

1、導通法

此方法是用萬用表的歐姆檔測量電阻。不能使用兆歐表，因為兆歐表對回路中各原件接觸不良或電阻元件變值的故障測不出來。用導通法檢查時，必須先斷開被測回路的電源，否則會燒壞表計。一般不帶電壓、電流回路可用此方法測量檢查。

用導通法查找回路不通的原理，是通過測某兩點之間電阻值的變化來判別故障。對于接觸良好的接觸點，電阻應為零，嚴重接觸不良時有一定的阻值，未接通的觸電其兩端電阻非常大；對于電流線圈，其電阻應很小（近于零）；對于電壓線圈和電阻元件，其限值應與標稱值相近。

2、測電壓降法

測電壓降法是用萬用表的電壓檔，測回路中各元件上的電壓降。查回路不通故障無需斷開電源，因此無導通法的缺點。測量時所選用表計量程應稍大于電源電壓。

該方法原理是：在回路接通的情況下，接觸良好的接點兩端電壓應等于零，若不等于零（有一定值）或為全電壓（電源電壓），則說明回路其他元件良好而該觸電接觸不良或未接觸。電流線圈兩端電壓應近于零，過大則有問題，電阻元件及電壓線圈兩端則應有一定的電壓，回路中僅有一個電壓線圈且無串聯電阻時，線圈兩端電壓不應比電源電壓低得很多。線圈兩端電壓正常而其接點不動，說明線圈斷線。

3、對地電位法

用此方法查二次回路不通故障，也無需斷開電源。測前應首先分析回路各點的對地電位，然后再進行測量，將分析結果和所測值及極性相比較。

將電位分析和測量結果比較，所測值和極性與分析相同，誤差不大，表明各元件良好。若相反或相差很大，表明部分有問題。

測量各點對地電位，應使用萬用表直流電壓檔（量程應大于電源電壓），將一支表筆接地（金屬外殼），另一表筆接被測點。若被測點應帶正電，則應將正表筆接被測點，負表筆接地；反之，將負表筆接被測點而正表筆接地。若表計指示為直流電源電壓的一半左右（電源電壓220V時約為110V），則表明該點到電源正極或電源負極之間是通的。測對地電位時，讀數為電源的1/2左右，是因為變電站直流系統中的絕緣檢查裝置的影響。

用測對地法檢查回路不通的故障，方便、準確，且不受個元件和端子安裝地點的影響，回路中有兩個不通點也能準確查出（兩斷開點之間對地電位是零）。

4、典型二次回路斷線分析

以電壓互感器二次側斷線和直流回路斷線直流二次回路斷線為例分析怎樣處理這類故障。

（1）電壓互感器二次側斷線

①電壓互感器二次回路斷線的原因，可能是接線端子松動、接觸不良、回路斷線、斷路器或隔離開關輔助觸點接觸不良、熔斷器熔斷、二次回路開關斷開或接觸不良等。？

②電壓互感器二次回路斷線時，所有斷點以后的電壓量的保護裝置都受到影響。沒有斷線閉鎖裝置的保護將會誤動作。

③電壓互感器二次回路斷線可能產生下列信號或征象：距離（或低阻抗）保護斷線閉鎖裝置動作，發斷線、裝置閉鎖或故障信號；發二次回路開關跳閘告警信號；電壓表指示為零，功率表指示不正常，電能表走慢或停轉等。

④電壓互感器二次側斷線的處理。

根據信號和故障征象判斷電壓互感器哪一組二次繞組回路斷線。若為保護二次電壓斷線時，立即申請停用受到影響的繼電保護裝置，斷開其出口回路壓板，防止斷路器誤跳閘。如儀表回路斷線，應注意對電能計量的影響。檢查故障點，可用萬用表交流電壓擋沿斷線的二次回路測量電壓，根據電壓有無來找出故障點并予以處理。

（2）直流回路斷線直流二次回路斷線

可能影響保護電源正常供電、操作電源失壓或信號及監視裝置失靈，導致設備失去保護，斷路器不能跳閘，操作不能正常進行或運行失去監視，嚴重威脅安全運行。發生直流斷線時，可測量電壓（電位）來檢查直流回路斷線點。用直流電壓表沿有關回路檢查有無電壓。如果有電壓，應檢查該點對地電位的正負來判斷具體斷線點。檢查電壓要用內阻較高的直流電壓表，這是為了防止檢測中直流回路短路或接地，可能使某些保護誤動。

二、二次回路短路故障判斷

二次回路短路故障最常見的是直流系統接地和外部控制電纜因為施工等原因發生接地，其中電纜短路故障比較容易里查找，只要將電纜和端子排斷開，測絕緣即可。直流系統的故障則比較難于查找，下面著重分析。

1、直流系統接地原因

接地的原因可能是：

（1）戶外端子箱、觸電盒、電磁鎖或溫度計等密封不良，漏入雨雪水分或有昆蟲或其它小動物進入。

（2）上述設備內部結露潮濕，絕緣受潮。

（3）控制電纜或接線端子絕緣損壞。

（4）繼電保護元件或二次線絕緣損壞。

2、直流系統接地故障類型及特點分析

（1）電阻單點接地

電阻性單點接地無論是金屬性接地還是經過高電阻接地均會引起接地電阻的降低，當低于25 kΩ時直流系統絕緣監察裝置即會發出接地報警，并進行選擇查找接地點，防止造成由于直 流系統接地引起的誤動、拒動。

（2）多點經高阻接地

當發生直流系統多點經高阻接地后，直流系統的總接地電阻逐步下降，當低于整定值時，才 發生接地告警，從而出現多點接地現象。如第一點80kΩ接地，一般不會有告警，電壓偏移 也不多，第二點80kΩ接地，并聯后為40kΩ，高于絕緣監察設定的25kΩ報警限值，一般也 不會報警，但電壓偏移會較大，在巡視、運行過程中要引起足夠的重視，當第三點高阻接地 發生后，如40kΩ，則第三點并聯后直流接地電阻為20kΩ，這時必然會引起接地告警。多點經高阻接地引起的接地告警，由于每條接地支路電阻均較高，直流拉路選擇變化不明顯 ，可能漏掉真正的接地支路，此時最好能檢測出支路的接地電阻值，而不是接地電流的相對值或百分比，可判斷接地狀況。

（3）多分支接地

有關設備經過多次改造或施工不小心及圖紙設計不合理等，都將導致經多個電源點引來正電 源或負電源去某個設備，當該設備發生接地時，即為多分支接地，比多點更麻煩，通過拉閘 幾乎不可能找出接地支路，此時應在保證安全的基礎上斷開所有支路再逐條支路送出，來查找接地電阻，但風險較大。

篇9

本文介紹了一種在線測量電纜絕緣的方法，實現不停機前提下，實時在線檢測電纜絕緣情況，特別適合于長電纜供電的電潛泵負載絕緣監測應用。本文介紹了該測量方法的原理及電路設計。

【關鍵詞】

絕緣電阻；在線監測

1前言

隨著電力電子器件的蓬勃發展，電力電子設備應用越來越廣泛，而絕緣電阻，作為衡量電力電子設備絕緣性能好壞的重要參數之一，越來越受到人們的關注。絕緣電阻在線監測儀（以下簡稱監測儀）用于星型連接的，工作電壓在交流3600V及以下的潛油電機正常工作時，實時測量高壓電纜絕緣電阻。

2監測儀工作原理

工程上，測量設備的絕緣電阻一般采用高壓條件下測量絕緣電阻的方法進行，如數字多用表、兆歐表等[1]。但是在動態測量時不能引進一個額外的高壓，這樣對電機系統會有影響。通常測量絕緣電阻的方法有[2]：（1）電流恒定，測量電壓；（2）電壓恒定，測量電流；（3）測量電壓電流比：R=U/I。本文采用第二種方法，即電壓恒定，測量電流的方法來測量絕緣電阻。測量絕緣電阻原理圖，如圖1所示。其中，直流信號電源電壓V恒定，限流電阻Ra、Rc，采樣電阻Rb、Rd，絕緣電阻記為Rx，分別對兩個回路進行計算，這樣，我們只需要檢測出V1、V2的值，就可以得到絕緣電阻的值。當絕緣體出現問題時，在高壓電源的影響下，絕緣體會出現絕緣下降，這時，我們引入一個低壓直流信號電源，對此時的絕緣電阻進行實時在線測量，根據疊加原理，這時的測量結果就是真實的絕緣電阻，同時又不會對負載產生影響。

3硬件設計

系統原理圖如圖2所示。監測儀系統以單片機C8051F500為控制核心。由原理圖可知，三相降壓變壓器原邊通過高壓電纜連接到潛油電機輸入電源，其中線通過導線連接到直流信號電源正端。直流信號電源負端經采樣電路接大地。潛油電機工作時，高壓電纜對地絕緣電阻記為Rx，Rx上有泄漏電流流過。這樣，監測儀直流信號電源正端，通過三相降壓變壓器、高壓電纜、絕緣電阻Rx，經由大地、監測儀采樣電阻，回到電源負端，形成整個測量回路。

3.1測量回路電流采樣電路測量回路中直流信號電源電壓V恒定，Rc為限流電阻，Rd為采樣電阻。回路中的電流轉換為模擬電壓信號V1，經過模擬電路調理后輸入單片機，記為CPU1。如圖3所示。

3.2基準電壓電路直流信號電源、Ra和Rb組成基準電壓回路。與采樣電路類似，對此回路進行模擬電壓信號采樣后，輸入單片機，記為CPU2。如圖4所示。單片機對CPU1和CPU2進行處理、計算后得到絕緣電阻的測量值。測量結果經RS485發送到觸摸屏顯示輸出。為了濾除潛油電機系統交流信號對監測儀的干擾，以及保證監測儀系統可靠運行，在三相降壓變壓器中點和大地之間接濾波電容CO。

3.3頻率采樣電路采集三相降壓變壓器副邊模擬電壓信號，如b相和c相，經模擬電路調理后輸入單片機。如圖5所示。

4監測儀軟件設計

監測儀根據絕緣電阻隨電氣設備供電電壓變化而變化的特點，采集同一個采樣周期內絕緣電阻變化的最大值、最小值、中間值、平均值為測量所得數據，存儲在單片機內。其中中間值為采樣周期內最大值和最小值的平均值。采樣周期隨潛油電機系統頻率變化而變化。由于采樣信號和干擾信號為同頻信號，因此不能采用傳統的濾波方式進行濾波，所以采用軟件濾波的方式。并且，采樣間隔時間隨著電源頻率的變化而變化。監測儀每42小時存儲一組數據，可以記錄190天的數據。在觸摸屏上以曲線回放的形式，形象的展示了該時期內絕緣電阻的變化情況，方便用戶分析數據。

參考文獻：

[1]高電壓技術（第二版）[M].北京:中國電力出版社,2009.

篇10

[關鍵詞] 油位傳感器；滑動變阻器；干簧管；自動糾錯

[中圖分類號] U463 [HT5H][文獻標識碼] A [文章編號] 1008-4738（2012）05-0107-03

目前汽車上的油位指示系統，主要由燃油表和油位傳感器組成。燃油表大多為電磁式指針表， 其結構是在表盤上通過多條均勻刻線把燃油量分成三格， 通過指針指示燃油量的多少。這種結構的油位指示系統，通過傳感器把油位信息轉換成電阻，然后把這個電阻串接到汽車蓄電池中，構成直流回路，回路中電流的大小和電阻成反比，這樣就可以用電流的大小來反映油位的高低，把電流計的刻度用油位（滿油位、半油位、低油位）來標記，就形成了汽車油位表。

這種結構的油位指示系統，傳感器只有一支， 當汽車在上、下坡或是車身傾斜時，油位的液面并不是水平方向，傳感器反映的油位并不是真正的油位，顯示的只是大概的油位，無法得到準確的油位信息，為了得到準確的燃油信息，就必須對現有的油位顯示系統進行改進。

一、傳統油位顯示系統工作原理及缺點

傳統的油位傳感器安裝在燃油箱內，由浮子、轉軸杠桿及滑動變阻器組成，具體結構見圖1： 其浮子漂浮在油面上，浮子通過杠桿帶動滑動變阻器的滑動端旋轉，隨著杠桿的轉動，接入回路中的電阻也隨著改變，回路中的電流也隨著改變[1]。當油箱在空油位時，浮子在油箱的底端，這時滑動變阻器的滑動端在最高位，接入電路的電阻R′最大，回路的總電阻R總=R′+R （R是回路中的限流電阻），

中的電流I = U/R總=U/（ R′+R），U是汽車蓄電池的電壓，根據公式可知此時I最小，油表指針指在最左邊，這個位置就代表油位在最低位，亦即空油位；當給油箱加入燃油時，隨著油位的上升，浮子也逐漸上升，杠桿帶動滑動變阻器的滑動端向下旋轉，接入回路中的電阻逐漸減小，回路中的電流逐漸增加，指針也逐漸向右偏轉，當油箱中的油加滿后，浮子就上升到最高點，這時滑動變阻器的滑動端就旋轉到最下端，接入電路的電阻R′就為0，回路中的電流I就最大，指針就指在最右邊，這個位置就代表了油位在最高位，即滿油位。

這種傳統油位傳感器，結構簡單，制造成本較低，且只有一支傳感器，當汽車水平方向時，油位的液面和油箱的底部平行，油位指示還比較準確，但是當汽車在上、下坡或是車身傾斜時，油位的液面和油箱的底部不平行（具體細見圖2），這樣油表指示的油位就不準確，為了能在任何時候都能得到準確的油位，就必須對傳統的油位表進行改進。

二、具有自動糾錯功能的汽車油位指示系統的設計

1.油位傳感器的改進

傳統的油位傳感器的核心是滑動變阻器，滑動變阻器主要是用康銅絲（銅鎳合金）繞制而成，其電阻溫度系數較高，在炎熱的夏季和寒冷的冬季其電阻變化較大；另外潮濕對其性能影響也很大，線繞電阻器在潮濕條件下使用時， 會發生阻值減小、阻值增大、阻值不穩以及斷線等故障，失效率相當高[2]，這樣油位測量結果誤差很大。

為了準確指示油位，就需要選擇溫度系數低的電阻組成傳感器，目前金屬膜材料制作的精密電阻，就是很好的替代品，這種電阻，在夏季和冬季其電阻誤差一般都低于1%，油位傳感器的測試精度可達到1級，比傳統的油位傳感器提高了幾十倍以上。

2.測量電路的改進

滑動變阻器在使用過程中，滑動端始終和電阻器接觸，觸點長時間的摩擦，觸點部位就會形成一層粉末，造成觸點的接觸電阻變大，而且滑動端的觸點很容易被油箱里揮發出來的燃油腐蝕，使觸點接觸電阻變大或者絕緣， 造成電路故障， 甚至還會導致觸點轉動卡滯， 致使燃油表指示不準[3]，所以需要一種新的元器件取代滑動變阻器。

干簧管就是取代滑動變阻器的最好元件，它作為一種電磁元器件，其電磁特性很早就被應用于液位測量領域，但是因為制作工藝的限制，沒有被廣泛應用，直到近幾年銠金屬材料的開發，使得干簧管觸點磁化后消磁時間大大降低，已經可以在液位測量領域廣泛應用了圖3所示就是一種用干簧管制作的新型油位傳感器，現已逐漸取代傳統的油位傳感器，其內部電路詳見圖4所示。

干簧管式傳感器，其測量原理是：把永久磁鐵裝入油浮子里面，磁鐵隨著油位的升降，磁化同一位置的干簧管，干簧管磁化后就導通，其相應位置的電阻就接入到汽車蓄電池，構成直流回路，回路中電流的大小就可以反映油位高低。

干簧管式油位傳感器測量油位時，浮子不與測量元件直接接觸，這樣就可以有效避免電路接觸不良的問題，并且因為干簧管觸點開關次數能達到億次規模，使得傳感器的整體使用壽命輕松達到10年以上，比傳統的滑動電阻式傳感器高出很多倍，所以取代其地位也就不言而喻了。

3.糾錯功能的設計

當用一支傳感器測量油位時，不管傳感器有多好，當汽車在上、下坡或是車身傾斜時油箱的油位一邊多一邊少，這樣測量結果無法準確，當用兩支傳感器組合測量油位時，測量的結果就非常準確了。

三、結束語

新型燃油表在安裝了由干簧管組成的油位傳感器后， 不管汽車運行在任何路面都能精確顯示油箱中的油位， 從而給駕駛員帶來極大的方便. 本文中的燃油箱為長方體形狀， 對于不規則的燃油箱， 只要油箱底部是水平的，依然可以通過雙傳感器電路準確測量出油箱中的油位。

[參考文獻]

[1] 丁左武. 具有自糾偏功能的數字式燃油表設計[J]. 山東理工大學學報，2007（3）：52.