淺析高壓斷路器合閘電阻測量方法

周華　閆站正

【摘 要】目前，我國用電量與日俱增，用電安全也成為了一大關(guān)注點。而本文便是對高壓斷路器合閘電阻測量方法的探討，通過對電阻的精確測量，保證整個系統(tǒng)的高效運行，從而提高用戶用電的安全指數(shù)。

【關(guān)鍵詞】高壓斷路器;合閘電阻;測量方法

中圖分類號： TM561文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）29-0035-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.015

The Method of Measuring Closing Resistance of high Voltage Circuit Breaker is Analyzed

ZHOU Hua YAN Zhan-zheng

（Henan high voltage electric appliance research institute co. LTD， Pingdingshan Henan 467000， China）

【Abstract】At present， Chinas electricity consumption is increasing， electricity safety has become a major concern. In this paper， the closing resistance measurement method of high voltage circuit breaker is discussed， through the accurate measurement of the resistance， to ensure the efficient operation of the whole system， so as to improve the safety index of users electricity consumption.

【Key words】High voltage circuit breaker; Closing resistance; Method of measurement

0 前言

在與用電相關(guān)的領(lǐng)域中，安全問題往往都是最值得人們關(guān)注的。而一般的輸電系統(tǒng)都會設(shè)有一些電阻，利用這些電阻來控制電壓以及電流強度，從而防止一些因電流過大而引起的事故的發(fā)生。而設(shè)計出合理的高壓斷路器合閘電阻便可以大大提高用電的安全性。同時，高壓斷路器合閘中的電阻也需要相應(yīng)的科學(xué)的方法進(jìn)行測量，以保證高壓斷路器合閘電阻系統(tǒng)正常運行。本文便是對高壓斷路器合閘電阻測量方法的討論。

1 高壓斷路器合閘裝置簡介

高壓斷路器合閘裝置是很重要的一種能通過限制電流和電壓的大小來保證用電安全的方法。這種方法主要通過在高壓斷路中并聯(lián)電阻、安裝合閘電阻來限制電壓以及電流的大小、降低電路中一些因外界因素或線路內(nèi)部因素導(dǎo)致的電壓干擾以及提高一些電路中的開關(guān)的靈敏度。而高壓斷路器合閘裝置的工作原理主要是當(dāng)整個電路處于斷路合閘狀態(tài)時，會使電路與電阻的一部分觸頭接通，通過這個電阻來將電路中一部分振蕩能量吸收，從而控制整個電路的電壓以及電流。這種電阻一般都為特殊的材質(zhì)制成，較為常見的材質(zhì)為碳質(zhì)燒結(jié)電阻片。這種材質(zhì)制成的電阻片的電阻率較小，通過其的電流比較大，這也就導(dǎo)致了一些故障在合閘于反相或合閘于出口的地方頻發(fā)。在電流多次經(jīng)過這個電阻后，電阻會遭到一定程度的破壞，它的特性也可能會因此受到影響。例如，它的電阻大小會發(fā)生改變從而影響通過它的電流大小，這就會使其功能受到很大的影響。因此，在合閘電阻受損的情況下仍繼續(xù)使用，則會導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果，甚至有可能使整個高壓斷路都發(fā)生爆炸。這就要求我們不得不定時地對合閘電阻進(jìn)行檢查和維修，一般來說，至少一年對于合閘電阻檢修一次。但對于合閘電阻的檢修也會比較復(fù)雜，會受到一些自然因素以及設(shè)備自身問題的干擾，這些都使得對于合閘電阻的檢測難以正常進(jìn)行。合閘電阻一般都位于整個高壓斷路器的內(nèi)部，不會裸露于外層，一般只有在大修時才能直接觸碰到。并且，無論整個斷路器處于休息狀態(tài)還是工作狀態(tài)，合閘電阻都在整個斷路器的斷開位置，對于這種情況，需要采用用萬用表測量其處于測量點外的斷路器的方法。這種方法看似較為簡單，但其缺點卻很多也很致命。首先，在使用這種方法對電阻進(jìn)行測量時，相關(guān)的工作人員需要用高空車將測量人員送到其測量的位置上去，這種高空作業(yè)增加了測量的難度并且安全系數(shù)較低，容易發(fā)生危險。其次，利用該種方法測量的測量時間會比較長，測量一個斷口就需要二十分鐘至半個小時，并且，在測量前還需要利用高空作業(yè)車將測量人員送至相應(yīng)位置。因此，整個測量過程會持續(xù)很長時間。最后，在測量過程中會遇到需要一些需要拆除其上的螺絲才能對其進(jìn)行測量的斷路，這也會大大增大測量人員的工作難度。并且，由于在斷路附近會有很強的感應(yīng)電，測量人員還需要對于感應(yīng)電進(jìn)行防范，危險性大并且利用這種方法效率較低。對于它的檢測相對來說比較困難，且目前我國所掌握的測量方法都存在著一定的缺陷。因此，發(fā)明出一種合理、安全、有效的測量方法是許多用電企業(yè)的目標(biāo)。

2 高壓斷路器合閘電阻測量方法

2.1 測量原理

在對于合閘電阻進(jìn)行測量時，無論什么樣的方法，其原理大同小異。

例如，一般來說，普通的合閘電阻的電阻值為200Ω。在測量時要在所需測量的電路中的斷路器斷口處串聯(lián)一個標(biāo)準(zhǔn)無感電阻，并且使其電阻值與合閘電阻的阻值一致。等斷路器動作至合閘電阻合上后將斷口也合上。在這之后，將整個合閘電阻短接，使整個電路的總電阻值發(fā)生改變，這樣便會使串聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電流以及電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。這時，只要將這個標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電流變化情況或電壓變化情況獲取清楚，接入示波器，便可以通過這些信號來分析合閘電阻的有效接入時間以及阻值大小。

2.2 電壓比值法

在合閘電阻的測量方法中，電壓比值法是較為常見的一種。這種方法主要是將連有開關(guān)的合閘電阻與另一個開關(guān)并聯(lián)再將這部分與接示波器和直流電源串聯(lián)形成一個電路。舉例來說，我們選用府河電氣集團公司生產(chǎn)的PR2200便攜式波形來作為接示波器。以此來對于整個電路的電流以及電壓進(jìn)行分析，形成相應(yīng)的圖像。選用電源時，由于無專用直流電源，用電源電勢為24V的直流電源代替進(jìn)行試驗，得到一個以時間為自變量，電壓為因變量的圖像。此圖像大致為：在前5S，電壓在18V上下波動;在5-20S內(nèi)，電壓在14V上下波動;在20S后，電壓在10V上下波動。據(jù)此分析，可以看出合閘電阻的有效接入時間。但由于電壓的波動頻率較大，無法較為準(zhǔn)確地獲取該合閘電阻的具體阻值，也存在該電路內(nèi)部存在一定缺陷而引起波動的可能。而在多次實驗后，不難發(fā)現(xiàn)，實驗得到的圖像都類似于這種振幅較大的波形。究其原因，可能是實驗所選用的直流電源的電源電動勢較低、幅值太低，因此無法抗外部干擾波及電池內(nèi)部干擾波的入侵?；蛴捎谄湄?fù)載能力較小，在靈敏度較高的接示波器下，得到的實驗效果并不夠明顯。而在經(jīng)過多次嘗試后發(fā)現(xiàn)，提高所選用的電源的電壓值可以在一定程度上加強整個電路的抗干擾能力。電壓較高可以降低干擾波的幅值，以此來抑制干擾波的產(chǎn)生。第二組實驗，選用的電源為電壓可調(diào)范圍為0～250V的可調(diào)電源，并將電壓調(diào)至200V進(jìn)行實驗。這次得到的圖像則很為清晰：前5S內(nèi)，電壓穩(wěn)定在90V;5-20S內(nèi)，電壓穩(wěn)定在150V;20S后，電壓穩(wěn)定在200V。在這組實驗中，便可以較為直觀地計算出合閘電阻的阻值并清楚地讀出其有效接入時間。具體計算方法為：合閘電阻R合=U總×R標(biāo)/U標(biāo)-R標(biāo)。而合閘電阻的有效接入時間則為第二段電壓的持續(xù)時間。并且，由于此種方法適用于電源電壓較高的電路，因此同理使用于500kV斷路器合閘過渡電阻。

2.3 電流比值法

除了電壓比值法外，電流比值法也是合閘電阻測量方法中較為常見的一種。這種方法與電壓比值法的電路圖相近，唯一不同之處在于在干路上多串聯(lián)了一個定值電阻。且在測量的原理上電流比值法與電壓比值法也基本一致，所不同的是電壓比值法是測量標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓變化，而電流比值法則是測量整個回路的電流變化。得到的圖像為一條折線：在0-5S內(nèi)，電流大小持續(xù)在0.1A左右;在5S時，均勻增加到0.5A后保持不變;而在20S時，電流開始均勻增加至1A后維持不變。與電壓比值法相比，電流比值法所得到的圖像更為直觀，并且得到的數(shù)據(jù)也更為準(zhǔn)確。這也證明了電流比值法的電路整體抗干擾能力比電壓比值法電路整體抗干擾能力強，更有利于測量。具體計算方法為：R合=I標(biāo)×R標(biāo)-I總×R標(biāo)/I總。而其合閘電阻的接入時間與電壓比值法不同，為第一段電壓的持續(xù)時間。但與電壓比值法相比，電流比值法也存在著很明顯的缺點：電流比值法測量的是整個電路的總電流，若在對于多個合閘電阻進(jìn)行測量時，就會產(chǎn)生電阻分流的情況，這會嚴(yán)重影響實驗結(jié)果。因此電流比值法只能對于一個合閘電阻進(jìn)行測量，不能同時進(jìn)行多個合閘電阻的測量。

3 結(jié)語

在目前我國對于合閘電阻的測量中，這兩種方法是目前最為常見且應(yīng)用廣泛的。相關(guān)單位也應(yīng)該加強對于這兩種方法的進(jìn)一步完善。使這些方法，及時地隨著時代科技的更新而更新，更好地應(yīng)用于實際生活中的測量當(dāng)中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]羅加沛，楊德望，趙陸軍.高壓斷路器合閘電阻測量方法[J].電工技術(shù)，2018（23）：140-141.

[2]李勁彬，陳雋.斷路器合閘電阻投入過程中輔助斷口觸頭的彈跳檢測與診斷[J].高壓電器，2016，52（01）：180-183.