Особенности измерений переходных сопротивлений контактов коммутирующих устройств. Микроомметр МИКО-21
Для измерения переходного сопротивления на рынке существует множество различных приборов, которые отличаются принципом действия, метрологическими характеристиками, степенью автоматизации, массогабаритными показателями и ценой. Но существуют и определенные требования, нормы, рекоменадации и особенности измерения переходных сопротивлений контактов, учитывая которые можно не ошибиться выбором необходимого прибора.
Нелинейный характер переходного сопротивления
Окисная пленка и неметаллические включения обуславливают повышенное переходное сопротивление (далее Rпер.) контактов. Его величина уменьшается при увеличении измерительного тока, поэтому наиболее достоверные измерения будут при токах, близких к рабочим токам выключателей. А при малом измерительном токе микроомметра значение Rпер. может оказаться выше допустимого паспортного значения и потребуется не нужная разборка выключателя для зачистки контактов.
Поэтому, если в паспорте выключателя не указано значение тока, при котором следует измерять сопротивление его контактов, то целесообразно следовать ГОСТ 17441-84 (п. 2.6.2), в котором рекомендуемая сила длительно протекающего измерительного тока не должна превышать 0,3 номинального тока контактного соединения.
Влияние встроенного трансформатора тока (ТТ) на измерение Rпер баковых выключателей
При подаче измерительного тока через полюс бакового выключателя во вторичной обмотке ТТ возникает переходный процесс, который проявляется в индуцировании в первичную цепь импульса напряжения, постепенно спадающего до нуля. Это изменяющееся напряжение суммируется падением напряжения на Rпер., созданного измерительным током, и воспринимается микроомметром как дополнительное (внесение из вторичной обмотки ТТ) сопротивление, включенное последовательно Rпер. и изменяющееся во времени. Время затухания переходного процесса спада внесенного сопротивления зависит от многих факторов и может меняться от 1,0 до 60 с. Переходный процесс, в цепи содержащей ТТ, возникает не только при включении тока, но и при его выключении.
Сложность измерения сопротивлений в различных соединениях
В силовой электрической цепи полюса высоковольтного выключателя кроме переходного сопротивления контактов присутствует и сопротивление различных соединений. Чаще всего приборы комплектуются только измерительным кабелем зажимом типа «крокодил», и при неправильном его подключении к контактам между аппаратным зажимом и шпилькой ввода — переходное сопротивление может иметь завышенныо значения, прибор покажет значение выше паспортной величины, и будет выполнен совершенно не нужный ремонт контактов выключателя.
Если же снимать потенциальные сигналы не аппаратных зажимов, а со шпилек, то в измеряемый участок цепи окажется включенным только переходное сопротивление контактов выключателя. Но закрепить «крокодилы» непосредственно за шпильки часто не удается из-за отсутствия доступа к ним, поэтому прибор должен комплектоваться специальными выносными потенциальными контактами.
Электромагнитная обстановка на энергетических объектах
Игнорирование перечисленных выше особенностей может приводить к тому, что приборы, показывающие в условиях офиса отличные метрологические характеристики оказываются малопригодными для применения в условиях электрической подстанции.
Так, например, на рынке средств измерений электрического сопротивления в диапазоне от 1µΩ и более существуют микроомметры у которых измерительный ток представляет собой выпрямленный ток 50Гц. В связи этим не смотря на его большое значение (свыше 100А), данный прибор практически не пригоден для измерения переходного сопротивления баковых выключателей. другой стороны существуют микроомметры достаточно большим коэффициентом стабилизации силы тока, но при внесении этого прибора в сколь-нибудь существенное магнитное или электрическое поле относительная погрешность измерений может достигать сотен процентов.
Эти и другие особенности измерений электрического сопротивления в условиях подстанции известны компании «СКБ ЭП» свыше 15 лет, момента выпуска ее первого микроомметра МИКО-1.
Летом 2015 года «СКБ ЭП» запустила в производство первую партию нового микроомметра МИКО-21 — это мобильный и хорошо защищенный (композитный кейс) прецизионный прибор (погрешность не более ± 0,05%), но по цене общепромышленного микроомметра. Он полностью автономен и, в отличии от микроометров предыдущего поколения, имеет новый тип аккумулятора, что позволяет выполнить намного большее количества измерений от его полного заряда до полного разряда (продолжительность непрерывной работы в нормальных условиях, не менее 8 часов).
Осенью того же года компания провела полномасштабные испытания установочной партии в условиях реальной эксплуатации, на подстанциях Иркутскэнерго. Часть испытаний проходила на «Участке высоковольтного электрооборудования Иркутской ГЭС» при обследовании бакового выключателя фирмы ALSTOM HGF-1012 на 110кВ.
Элегазовый баковый выключатель ALSTOM HGF-1012, 110кВ
Элегазовые баковые выключатели, отличаются наличием встроенных трансформаторов тока, что затрудняет точное измерение переходных сопротивлений контактной системы выключателя. Для решения данной задачи, специалистами «СКБ ЭП» в новом микроомметре МИКО-21 были реализованы дополнительные режимы работы, при использовании которых учитывается индуктивность трансформаторов тока. Приведем результаты измерений переходных сопротивлений контактов выключателя сведенных в таблицу:
| Тип выключателя ALSTOM HGF-1012, 110кВ | ||||
| Режим измерения | Тестовый ток | Фаза А | Фаза В | Фаза С |
| «Режим 1» | 10 А | 269,94 мкОм | 279,51 мкОм | 276,54 мкОм |
| «Режим 1» | 50 А | 269,73 мкОм | 294,69 мкОм | 300,61 мкОм |
| «Режим 1» | 100 А | 269,67 мкОм | 299,73 мкОм | 310,65 мкОм |
| «Режим 1» | 200 А | 269,56 мкОм | 299,89 мкОм | 311,01 мкОм |
| «Режим 2 с ТТ» | 200 А | 91,760 мкОм | 93,403 мкОм | 98,941 мкОм |
| «Режим 2 с ТТ» | 100 А | 90,808 мкОм | 93,306 мкОм | 88,133 мкОм |
| «Режим 3 с ТТ» | 200 А | 90,781 мкОм | 93,348 мкОм | 88,151 мкОм |
Примечание: «Режим 1» — измерения без встроенных трансформаторов тока и для любых разборных и неразборных соединений; «Режим 2 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока использованием энергосбережения; «Режим 3 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока, но при максимальной длительности измерительного тока и без использования алгоритмов энергосбережения.
Как видно из данного примера, показания обычного режима микроомметра отличаются от показаний в специальных режимах измерения практически в три раза, при этом измерения в обычном режиме выходят из нормы сопротивления выключателя, что говорит о неэффективности измерения без специальной настройки к данному типу оборудования.
Испытания микроомметра МИКО-21
Не менее важной функцией МИКО-21, является встроенный архив паспортных значений высоковольтных выключателей указанием максимально и/или минимально допустимого значения переходного сопротивления контактов, а также паспорта на отбраковываемые резисторы указанием допустимых значений верхнего и нижнего порогов сопротивления. Наличие архива паспортных значений электрических сопротивлений позволяет прибору автоматически определять и сигнализировать о выходе результата измерений за допустимые границы.
В микроомметре запрограммировано 4 способа запуска процесса измерения:
- «Однократный» — запуск происходит по нажатию кнопки «Старт»;
- «По замыканию цепи» — запуск на измерение происходит после возникновения электрического контакта между измеряемой цепью и токовыми и потенциальными контактами измерительного кабеля;
- «Периодический» — запуск измерения происходит через заранее заданные интервалы времени. Режим может быть использован для проведения отбраковки изделий;
- «Периодическая цепь» — предназначен для автоматического периодического запуска измерения по факту замыкания измерительной цепи.
МИКО-21 имеет цветной графический дисплей высокой яркости, а управление прибором может осуществляться (по выбору пользователя) либо через пленочную клавиатуру, либо через сенсорный экран дисплея. Кроме того, прибор может работать под управлением персонального компьютера, что очень удобно при автоматизации измерений или для дополнительной обработки полученных результатов.
Результаты измерения сопротивления на экране МИКО-21
Комплектация прибора предусматривает измерительные кабели как зажимами «крокодил» или быстро устанавливаемыми струбцинами, оснащенными качественными контактами из бериллиевой бронзы, так и зажимами типа «игольчатые подпружиненные сдвоенные щупы». Последние позволяют оперативно проводить множество измерений на шинных токопроводах, соединениях в трубопроводах, металлических обшивках летательных аппаратов и т.п. Для случая сильно загрязненных или окрашенных поверхностей имеется вариант поворачивающимися при нажатии щупами.
При измерениях на подстанции прибор устанавливается либо возле выключателя, либо в люльке подъемника. Для второго случая имеются облегченные кабели на все классы напряжений. Так, для выключателей на 750кВ суммарная длина двух кабелей не превышает 10 м, а масса менее 4 кг при токе 200А.
Высокая точность измерения сопротивления и разнообразные способы запуска прибора позволяет использовать микроомметр не только для измерения переходного сопротивления главных контактов высоковольтного выключателя и различных контактных соединений, но и в исследовательских лабораториях и цехах заводов для высокоточных измерений сопротивлений. В частности прибор может быть использован для:
- отбраковки резисторов (автоматическим сравнением результатов измерений заранее заданным допуском),
- измерений удельного сопротивления проводников,
- проверки правильности сечения провода,
- определения длины и массы бухты провода без разматывания и взвешивания,
- определения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) стабильных резисторов, шунтов и любых металлов.
Если вас заинтересовал прибор и вы хотите получить больше информации о микроомметре МИКО-21, обращайтесь к менеджерам по тел. +7 (3952) 719-148 или по почте [email protected]
Источник: ©ООО «СКБ ЭП»
Проверка технического состояния контактов избирателей устройств РПН типа PC-3, PC-4, РС-9 при помощи миллиомметра МИКО-8
Техническое состояние силовых трансформаторов зависит, в числе прочего, от исправности переключаемых контактов и болтовых токоведущих соединений. Со временем поджимающие пружины контактов теряют свои упругие свойства, а в условиях постоянной вибрации и воздействия магнитных полей болтовые соединения склонны к самораскручиванию. Уменьшение силы поджатия контактных и ослабление болтовых соединений приводит к увеличению переходного сопротивления, нагреву и последующему выгоранию соединяемых деталей.
Один из способов контроля технического состояния трансформаторов — хроматографический анализ масла. Согласно РД 153-34.0-46.302-00 [1] с его помощью можно обнаружить две группы дефектов: перегрев токоведущих соединений и элементов конструкции, а также электрические разряды в масле. В то же время способ позволяет выявить только наличие перегрева, а не его местоположение.
Второй способ безразборного контроля технического состояния контактных соединений — проверка температурного распределения при помощи тепловизора. Согласно РД 153-34.0-20.363-99 [2] бак контактора содержит небольшой объем масла, поэтому нагрев его контактов можно обнаружить при помощи тепловизионного контроля. Зачастую результаты определения степени температурного перегрева контактов переключателя (контактов избирателя) оказываются некорректными, что обусловлено естественными тепловыми потоками, а также циркуляцией масла и затрудняет обнаружение некоторых проблем (рис. 1 и 2).
Третий способ контроля технического состояния контактов устройства РПН — измерение электрического сопротивления постоянному току обмоток трансформатора между вводами «фаза- ноль» или «фаза-фаза», что является обязательным при любом техническом обслуживании. При такой проверке критерием отсутствия дефектов является относительная разность сопротивления обмоток (контактных соединений), которая не должна превышать 2%.
Для оценки чувствительности третьего способа, рассмотрим пример: Трансформатор ТРДН-40000/110 с обмоткой ВН соединенной в звезду, в нуле которой смонтировано устройство РПН.
Сопротивление обмотки «фаза-ноль» трансформатора ТРДН-40000/110 ≈ 1,0 Ом, 2% от сопротивления составляет 0,02 Ом. Согласно [3] типовое сопротивление контактов избирателя составляет около 20 х 10-6 Ом. Таким образом, измерение сопротивления обмотки «фаза-ноль» позволяет обнаружить изменение сопротивления контакта избирателя, которое отличается от нормы в 1000 раз. Именно такой способ контроля дает возможность обнаружить неисправные контакты переключаемого устройства.
Для повышения чувствительности третьего способа проверки рекомендуем выполнить ряд действий: вскрыть контактор устройства РПН и провести дополнительные измерения сопротивлений, например, с помощью миллиомметра МИКО-8 (рис. 3).
Основное отличие от традиционного подхода заключается в том, что измерительный ток прибора подается на контакт контактора (например, контакт Х31 фазы А) и снимается с соответствующего ввода трансформатора. Такая подача тока позволяет намагнитить магнитную систему трансформатора и тем самым уменьшить ее влияние на результаты измерений.
Для предотвращения падения напряжения на контакте избирателя, которое создается измерительным током МИКО-8, один из потенциальных зажимов измерительного кабеля присоединяется к зажиму Х31, второй — к контакту Х32. При таком присоединении продолжением одного потенциального кабеля является цепь: «кабель, соединяющий контактор с избирателем, — контакт избирателя — отвод трансформатора — часть регулировочной обмотки трансформатора». Миллиомметр МИКО-8 по потенциальному входу имеет большое сопротивление, поэтому сопротивление данной цепи на погрешность измерений практически не влияет.
Зачастую точное значение измеряемого сопротивления неизвестно, поэтому возникает вопрос о критерии исправности проверяемых контактов. Согласно рисунка 3 в измеряемую цепь входит сопротивление кабелей, которые соединяют избиратель с контактором и обмоткой трансформатора. Согласно рисунка 4 длина кабелей, соединяющих контакты избирателя с обмоткой для каждой фазы, разная. В связи с этим сравнивать полученные результаты измерений сопротивления между фазами некорректно. С другой стороны, одновременный отказ двух подвижных контактов избирателя (четного и нечетного) одной фазы — явление достаточно редкое, поэтому в данном случае необходимо сравнить электрическое сопротивление постоянному току четной и нечетной ветви устройства РПН каждой фазы в отдельности.
Для расчета чувствительности предлагаемого метода при максимальной длине кабеля (ι), соединяющего контакт избирателя с обмоткой трансформатора 5 м. Номинальный ток обмотки ВН (I), для которого была получена оценка чувствительности при измерении сопротивления «фаза-ноль», достигает 200 А. Плотность тока (А) медной обмотки масляных трансформаторов — 4,5 А/мм2. Следовательно, сечение провода (S) — 44 мм2 (1).
S = I/Δ (1)
Удельное сопротивление меди (р) составляет 0,018 Ом* мм2/м. Сопротивление проводника согласно закону Ома, вычисляется по формуле:
(2)
Подставив соответствующие значения в формулу (2), получаем результат — для выбранного трансформатора сопротивление кабеля (длина 5 м) составляет 2 мОм, 2% от полученного значения — 40 мкОм. Следовательно, при проверке состояния контактов избирателя РПН с подключением к контактам контактора чувствительность метода соизмерима с нормальным значением исправных контактов.
Рассмотренный способ проверки можно выполнить методом «амперметра-вольтметра», но такая процедура будет достаточно трудозатратна, поэтому целесообразнее использовать миллиомметр (омметр).
При выборе миллиомметра и проведении такого рода измерений, следует учитывать следующие положения:
- рассмотренный пример измерений сопротивления находится в диапазоне контроля микроомметров. Такие приборы широко представлены на рынке и чаще всего предназначены для измерений переходного сопротивления контактов, поэтому большинство из них применять для измерений по вышеописанной схеме нельзя, так как они не рассчитаны на измерение цепей с индуктивностью;
- нижний предел диапазона измерений прибора должен начинаться от 10 мкОм;
- для надежного определения технического состояния проверяемых контактов погрешность измерений прибора не должна превышать 0,5%;
- для уменьшения влияния на результаты измерений ЭДС самоиндукции, которая наводит «паразитное» напряжение на потенциальные измерительные цепи, через обмотку трансформатора должен протекать высокостабильный измерительный ток;
- для сокращения времени измерений, то есть для ускорения перемагничивания сердечника трансформатора, миллиомметр должен формировать достаточно большой измерительный ток и обладать высокой выходной мощностью.
Всем перечисленным требованиям отвечает миллиомметр МИКО-8, при помощи которого рассмотренная схема измерений была опробована на практике.
- Прибор измеряет электрическое сопротивление постоянному току обмоток трансформаторов, электродвигателей, электромагнитов, кабелей и других цепей, содержащих индуктивность, а также электрическое сопротивление в безиндуктивных цепях.
- Диапазон измерений сопротивления составляет 10 мкОм ÷ 10 кОм.
- Пределы допускаемой основной погрешности измерений сопротивления не превышают ±0,1%.
- Высокостабильный измерительный ток до 10 А.
- Обеспечивает точное измерение маломощных и мощных сопротивлений путем регулировки выходной мощности прибора 0,3 Вт ÷ 62 Вт.
Список литературы:
- РД 153-34.0-46.302-00. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. Введ. 01.01.2001.
- РД 153-34.0-20.363-99. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ. Введ. 01.06.2000.
- Якобсон И.А. Наладка быстродействующих переключающих устройств силовых трансформаторов. М., «Энергия», 1967. 96 с. с ил. (Б-ка электромонтера. Вып. 433).
- Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. Учебное пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1976. 544с. с ил.
Источник: Отдел сбыта и маркетинга ООО «ОКБ электротехнического приборостроения», опубликовано в журнале «Электротехнический рынок», №№5-6 (65-66), 2015
Переходное контактное сопротивление | Все своими руками
Опубликовал admin | Дата 4 сентября, 2013Контактные соединения в большом количестве входят во все электрические цепи и являются их очень ответственными элементами. Слово «контакт» означает «соприкосновение», «касание».
В месте соприкосновения проводников образуется электрический контакт – токопроводящее соединение, через которое ток протекает из одной части в другую. Простое наложение контактных поверхностей соединяемых проводников не обеспечивает хорошего контакта, так как действительное соприкосновение происходит не по всей поверхности, а только в немногих точках. Причина этого — неровность поверхности контактирующих элементов. Действительная площадь соприкосновения во много раз меньше общей контактной поверхности. Из-за малой площади соприкосновения контакт представляет довольно значительное сопротивление. Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется переходным контактным сопротивлением. Сопротивление контакта всегда больше, чем сплошного проводника таких же размеров и формы. При создании контактных соединений применяют различные способы нажатия и скрепления проводников:
Переходное контактное сопротивление тем меньше, чем больше сила нажатия. Однако давление в контакте целесообразно увеличивать только до некоторой определенной величины. Давление должно быть достаточно большим для того, чтобы обеспечить малое переходное сопротивление, но не должно вызывать деформаций в материале контактов. Свойства контактного соединения могут с течением времени меняться. В процессе эксплуатации под действием разнообразных факторов переходное сопротивление контакта увеличивается. Очень сильно переходное контактное сопротивление зависит от температуры. При протекании тока контакт нагревается, и повышение температуры вызывает увеличение переходного сопротивления. Окисление вызывает очень сильное увеличение переходного сопротивления. При этом окисление поверхности контакта идет тем интенсивнее, чем выше температура контакта. Особенно интенсивное окисление меди начинается при температурах выше 70С. Алюминиевые контакты на воздухе окисляются быстрее меди. Они быстро покрываются пленкой окиси алюминия, которая является очень устойчивой и тугоплавкой и обладает такая пленка довольно высоким сопротивлением. Отсюда можно сделать вывод, что добиться стабильного переходного контактного сопротивления, которое не будет увеличиваться в процессе эксплуатации очень тяжело. Таким образом, состояние контактных поверхностей оказывает решающее влияние на рост переходного сопротивления контакта. Для получения долговечности контактного соединения должна быть выполнена качественная зачистка и обработка контактной поверхности, создано оптимальное давление в контакте и что не маловажно — правильный выбор материалов для контактных устройств. В спецаппаратуре, например, контакты разъемов, коммутирующих устройств изготавливают из золота и платины. Показателями хорошего качества контактов служат его переходное контактное сопротивление и температура нагрева.
Переходное сопротивление контактов необходимо измерять при определенных токах и напряжении на контакте. Измерять сопротивление контактов напрямую с помощью цифрового омметра или обычного тестера бессмысленно, так как такие приборы пропускают через измеряемую цепь токи около 0.5 мА… 1,0мА при напряжении на измеряемой цепи порядка 1…2 В. Многие типы мощных контактных устройств не способны обеспечивать паспортное переходное сопротивление при таких малых токах нагрузки. Для определения сопротивления контакта реле достаточно собрать простую схему косвенного измерения, показанную на рисунке 1.
Балластное сопротивление R ограничивает ток через контакт, а падение напряжения на контакте при известном токе позволяет рассчитать переходное сопротивление. R = U/I ; При выборе элементов схемы измерения следует устанавливать токи тестирования, указанные в таблице 1. При тестировании контактов переходное сопротивление сильно зависит от их температуры и степени загрязнения, поэтому при проведении измерений следует выбирать напряжение и ток через контакты, примерно соответствующие условиям применения реле в конкретной схеме. При коммутации мощных нагрузок следует учитывать тот факт, что первоначальное относительно высокое сопротивление контакта (иногда доходящее до 1…2 Ом) после коммутации быстро уменьшается до десятков и единиц миллиОм под действием электрической очистки. Конструктор должен помнить, что мощное реле может надежно коммутировать мощные индуктивные нагрузки с переходным сопротивлением контактов менее 100 мОм, но неустойчиво работать при коммутации сигнальной цепи с током 5 мА и напряжением 12В, создавая нестабильное переходное сопротивление контакта. Для сигнальных цепей этим сопротивлением почти всегда можно пренебречь. Успехов. К.В.Ю.
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:10 159
Измерение сопротивления постоянному току разъемных или болтовых соединений
Измерение переходного сопротивления контактов.
При работе электроустановок напряжением до 1000В токи, протекающие по сборным шинам, могут достигать значения нескольких тысяч ампер, что в сочетании с «плохим» переходным контактом на сборных шинах вызывает нагрев контактного соединения, в свою очередь это может привести к аварии электроустановки (далее — ЭУ). Также в работе ЭУ возникают вибрации и динамические удары при включении нагрузок, что может негативно сказаться на контактах болтовых соединений сборных шин. В связи с этим необходим периодический (профилактический) контроль переходного сопротивления контактов и тепловизионная диагностика . Эти мероприятия является обязательными для выявления мест плохого контакта сборных шин, токопроводов и ошиновки открытых распределительных устройств 0,4-35 кВ. В закрытых распределительных устройствах эти измерения обязательны для контактов сборных шин токопроводов и ошиновки на номинальные токи 200-6300А и более.
Измерения можно производить при помощи измерителя сопротивления обмоток ИСО-1. При этом измеряют переходное сопротивление контакта и сопротивление участка целой шины такой же длины, как и контактное соединение. Величина переходного сопротивления участка шин в месте контактного соединения не должна превышать сопротивления участка шины 0,7 метра более чем на 20% . Также для контроля состояния контактных соединений ЭУ в работе сотрудниками электролаборатории ООО «РСК ГОРОД» может быть проведена тепловизионная диагностика. Преимуществом тепловизионной диагностики является работа в ЭУ без снятия напряжения при номинальной нагрузке.
1. Требования к квалификации персонала
Испытания и измерения в электроустановках напряжением выше 1000 В проводятся лицами с группой по электробезопасности не ниже:
- производитель работ гp. IV до и выше 1000 В.;
- член бригады гр. III до и выше 1000 В.
В электроустановках до 1000 В:
- производитель работ гp. lll;
- член бригады гр. III.
2. Требования безопасности
При проведении измерения сопротивления контактных соединений с объекта измерений должно быть снято напряжение и вывешен плакат «РАБОТАТЬ ЗДЕСЬ», а на коммутационный аппарат , отвечающий за подачу напряжения на часть ЭУ на которой проводятся работы, должен быть вывешен плакат «НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ», также на частях ЭУ оставшихся под напряжением должны быть вывешены запрещающие плакаты. Сотрудник электролаборатории обязан проверить отсутствие напряжения перед началом работы.
3. Средства измерений, используемые при проведении испытаний
Измеритель сопротивления обмоток ИСО-1; тепловизор NEC (7-я, 9-я серии).
4. Порядок проведения испытаний и измерений.
4.1. Измеряется сопротивление участка проводника без контактных соединений длиной 0,7 м.
4.2. Измеряется сопротивления контактных соединений, значения сопротивления контактных соединений не должны превышать значение сопротивления цельного проводника более чем на 20%.
5. Анализ и оформление результатов испытаний.
Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:
- дату измерений
- температуру, влажность и давление
- наименование, тип, заводской номер оборудования
- номинальные данные объекта испытаний
- результаты испытаний
- результаты внешнего осмотра
- используемую схему
Все данные испытаний сравниваются с требованиями НД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.
По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора.
Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре.
Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.
6. Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения:
- Правила устройства электроустановок – ПУЭ, 7-е издание раздел 1, гл. Р.1.8, п.1.8.26 , пп.2, п. 1.8.27, пп.3 ( после монтажа)
- Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей – ПТЭЭП ( в эксплуатации)
- Объем и Нормы испытаний электрооборудования – ОиНИЭ, (РД 153-34.45-51.300-97)
- Рабочий проект, Документация завода –изготовителя электрооборудования
Особенности измерений переходных сопротивлений контактов коммутирующих устройств. Новый микроомметр МИКО-21
Для измерения переходного сопротивления на рынке существует множество различных приборов, которые отличаются принципом действия, метрологическими характеристиками, степенью автоматизации, массогабаритными показателями и ценой. Но существуют и определенные требования, нормы, рекоменадации и особенности измерения переходных сопротивлений контактов, учитывая которые можно не ошибиться с выбором необходимого прибора.
Нелинейный характер переходного сопротивления.
Окисная пленка и неметаллические включения обуславливают повышенное переходное сопротивление (далее Rпер.) контактов. Его величина уменьшается при увеличении измерительного тока, поэтому наиболее достоверные измерения будут при токах, близких к рабочим токам выключателей. А при малом измерительном токе микроомметра значение Rпер. может оказаться выше допустимого паспортного значения и потребуется не нужная разборка выключателя для зачистки контактов.
Поэтому, если в паспорте выключателя не указано значение тока, при котором следует измерять сопротивление его контактов, то целесообразно следовать ГОСТ 17441-84 (п. 2.6.2), в котором рекомендуемая сила длительно протекающего измерительного тока не должна превышать 0,3 номинального тока контактного соединения.
Влияние встроенного трансформатора тока (ТТ) на измерение Rпер баковых выключателей.
При подаче измерительного тока через полюс бакового выключателя во вторичной обмотке ТТ возникает переходный процесс, который проявляется в индуцировании в первичную цепь импульса напряжения, постепенно спадающего до нуля. Это изменяющееся напряжение суммируется с падением напряжения на Rпер., созданного измерительным током, и воспринимается микроомметром как дополнительное (внесение из вторичной обмотки ТТ) сопротивление, включенное последовательно с Rпер. и изменяющееся во времени. Время затухания переходного процесса спада внесенного сопротивления зависит от многих факторов и может меняться от 1,0 до 60 с. Переходный процесс, в цепи содержащей ТТ, возникает не только при включении тока, но и при его выключении.
Сложность измерения сопротивлений в различных соединениях.
В силовой электрической цепи полюса высоковольтного выключателя кроме переходного сопротивления контактов присутствует и сопротивление различных соединений. Чаще всего приборы комплектуются только измерительным кабелем с зажимом типа «крокодил», и при неправильном его подключении к контактам между аппаратным зажимом и шпилькой ввода — переходное сопротивление может иметь завышенныо значения, прибор покажет значение выше паспортной величины, и будет выполнен совершенно не нужный ремонт контактов выключателя.
Если же снимать потенциальные сигналы не с аппаратных зажимов, а со шпилек, то в измеряемый участок цепи окажется включенным только переходное сопротивление контактов выключателя. Но закрепить «крокодилы» непосредственно за шпильки часто не удается из-за отсутствия доступа к ним, поэтому прибор должен комплектоваться специальными выносными потенциальными контактами.
Электромагнитная обстановка на энергетических объектах.
Игнорирование перечисленных выше особенностей может приводить к тому, что приборы, показывающие в условиях офиса отличные метрологические характеристики оказываются малопригодными для применения в условиях электрической подстанции.
Так, например, на рынке средств измерений электрического сопротивления в диапазоне от 1µΩ и более существуют микроомметры у которых измерительный ток представляет собой выпрямленный ток 50Гц. В связи с этим не смотря на его большое значение (свыше 100А), данный прибор практически не пригоден для измерения переходного сопротивления баковых выключателей. С другой стороны существуют микроомметры с достаточно большим коэффициентом стабилизации силы тока, но при внесении этого прибора в сколь-нибудь существенное магнитное или электрическое поле относительная погрешность измерений может достигать сотен процентов.
Эти и другие особенности измерений электрического сопротивления в условиях подстанции известны компании «СКБ ЭП» свыше 15 лет, с момента выпуска ее первого микроомметра МИКО-1.
Летом 2015 года «СКБ ЭП» запустила в производство первую партию нового микроомметра МИКО-21 — это мобильный и хорошо защищенный (композитный кейс) прецизионный прибор (погрешность не более ± 0,05%), но по цене общепромышленного микроомметра. Он полностью автономен и, в отличии от микроометров предыдущего поколения, имеет новый тип аккумулятора, что позволяет выполнить намного большее количества измерений от его полного заряда до полного разряда (продолжительность непрерывной работы в нормальных условиях, не менее 8 часов).
Осенью того же года компания провела полномасштабные испытания установочной партии в условиях реальной эксплуатации, на подстанциях Иркутскэнерго. Часть испытаний проходила на «Участке высоковольтного электрооборудования Иркутской ГЭС» при обследовании бакового выключателя фирмы ALSTOM HGF-1012 на 110кВ.
Элегазовые баковые выключатели, отличаются наличием встроенных трансформаторов тока, что затрудняет точное измерение переходных сопротивлений контактной системы выключателя. Для решения данной задачи, специалистами «СКБ ЭП» в новом микроомметре МИКО-21 были реализованы дополнительные режимы работы, при использовании которых учитывается индуктивность трансформаторов тока. Приведем результаты измерений переходных сопротивлений контактов выключателя сведенных в таблицу:
Примечание: «Режим 1» — измерения без встроенных трансформаторов тока и для любых разборных и неразборных соединений; «Режим 2 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока с использованием энергосбережения; «Режим 3 с ТТ» — измерения со встроенными трансформаторами тока, но при максимальной длительности измерительного тока и без использования алгоритмов энергосбережения.
Как видно из данного примера, показания обычного режима микроомметра отличаются от показаний в специальных режимах измерения практически в три раза, при этом измерения в обычном режиме выходят из нормы сопротивления выключателя, что говорит о неэффективности измерения без специальной настройки к данному типу оборудования.
Не менее важной функцией МИКО-21, является встроенный архив паспортных значений высоковольтных выключателей с указанием максимально и/или минимально допустимого значения переходного сопротивления контактов, а также паспорта на отбраковываемые резисторы с указанием допустимых значений верхнего и нижнего порогов сопротивления. Наличие архива паспортных значений электрических сопротивлений позволяет прибору автоматически определять и сигнализировать о выходе результата измерений за допустимые границы.
В микроомметре запрограммировано 4 способа запуска процесса измерения:
- «Однократный» — запуск происходит по нажатию кнопки «Старт»;
- «По замыканию цепи» — запуск на измерение происходит после возникновения электрического контакта между измеряемой цепью и токовыми и потенциальными контактами измерительного кабеля;
- «Периодический» — запуск измерения происходит через заранее заданные интервалы времени. Режим может быть использован для проведения отбраковки изделий;
- «Периодическая цепь» — предназначен для автоматического периодического запуска измерения по факту замыкания измерительной цепи.
МИКО-21 имеет цветной графический дисплей высокой яркости, а управление прибором может осуществляться (по выбору пользователя) либо через пленочную клавиатуру, либо через сенсорный экран дисплея. Кроме того, прибор может работать под управлением персонального компьютера, что очень удобно при автоматизации измерений или для дополнительной обработки полученных результатов.
Комплектация прибора предусматривает измерительные кабели как с зажимами «крокодил» или быстро устанавливаемыми струбцинами, оснащенными качественными контактами из бериллиевой бронзы, так и с зажимами типа «игольчатые подпружиненные сдвоенные щупы». Последние позволяют оперативно проводить множество измерений на шинных токопроводах, соединениях в трубопроводах, металлических обшивках летательных аппаратов и т.п. Для случая сильно загрязненных или окрашенных поверхностей имеется вариант с поворачивающимися при нажатии щупами.
При измерениях на подстанции прибор устанавливается либо возле выключателя, либо в люльке подъемника. Для второго случая имеются облегченные кабели на все классы напряжений. Так, для выключателей на 750кВ суммарная длина двух кабелей не превышает 10 м, а масса менее 4 кг при токе 200А.
Высокая точность измерения сопротивления и разнообразные способы запуска прибора позволяет использовать микроомметр не только для измерения переходного сопротивления главных контактов высоковольтного выключателя и различных контактных соединений, но и в исследовательских лабораториях и цехах заводов для высокоточных измерений сопротивлений. В частности прибор может быть использован для:
- отбраковки резисторов (с автоматическим сравнением результатов измерений с заранее заданным допуском),
- измерений удельного сопротивления проводников,
- проверки правильности сечения провода,
- определения длины и массы бухты провода без разматывания и взвешивания,
- определения температурного коэффициента сопротивления (ТКС) стабильных резисторов, шунтов и любых металлов.
Если Вас заинтересовал прибор и Вы хотите получить больше информации о микроомметре МИКО-21, обращайтесь к менеджерам по тел. +7 (3952) 719-148 или по почте [email protected]
Северная Заря | Публикации, О контроле переходного сопротивления контактов в режиме низких уровней напряжения
Автор: Кострюков С. И.
Издание: Техника средств связи, серия ТПС, 1980, вып.5(50).
PDF-версия: сохранить pdf версию.
УДК 621.316
С. И. Кострюков
Рассматриваются особенности контроля переходного сопротивления контактов в режиме низких уровней напряжения. Приводится описание методов контроля.
Переходное сопротивление чистых контактов, измеренное в режиме 6 В, 10 или 100 мА и в режиме так называемой «сухой цепи» при напряжении источника питания 10—30 мВ, имеет одно и то же значение. При наличии в зоне контактирования каких-либо пленок загрязнения результаты измерения переходного сопротивления в режиме низких уровней могут быть значительно выше по сравнению с режимом 6 В. Это объясняется тем, что низкий уровень напряжения питания контактной цепи не вызывает никаких изменений, кроме нагрева контактных поверхностей, в то время как напряжение 6В может вызвать пробой (фриттинг) пленок загрязнения. Поэтому проверка переходного сопротивления контактов в режиме низких уровней является более жестким испытанием по сравнению с контролем при напряжении 6В и применяется в тех случаях, когда хотят выявить потенциально ненадежные контакты, имеющие загрязнения. Если известно, что контакты будут работать при низких уровнях напряжения, то такой контроль должен быть обязателен.
Что касается тока, то его величина не имеет принципиального значения и может лежать в довольно широких пределах. На практике величина тока выбирается исходя из чувствительности применяемой аппаратуры и величины критерия отбраковки по сопротивлению. Снизу величина тока ограничивается предельной чувствительностью аппаратуры, а сверху максимальной тепловой мощностью, выделяемой в зоне контактирования. Учитывая сопротивление выводов реальных контактов и сопротивление подводящих проводов, это значение тока практически не достигается [1]. По другим данным [2, 3], верхнее значение тока при напряжении на контактах до 20—30 мВ вообще ничем не ограничивается.
Наиболее просто сопротивление контактной цепи можно измерить при питании от источника тока, в этом случае падение напряжения на контактах будет пропорционально величине их переходного сопротивления. Такой режим легко достигается при напряжении 6 В и токах 0;01 и 0,1 А, если измеряемое сопротивление не превосходит нескольких единиц Ома. Простейшее устройство для измерения (рис. 1) содержит стабилизированный источник питания контактной цепи, сопротивление нагрузки и милливольтметр. Подключение контролируемых контактов к устройству производится по четырехпроводной схеме с помощью специальных колодок для исключения погрешности от падения напряжения на соединительных проводах.
Падение напряжения на контролируемых контактах определяется выражением:
(1)где Rн—сопротивление нагрузки,
rр—переходное сопротивление контактов колодки подключения,
rп—сопротивление проводов подключения,
Rk—сопротивление контактной цепи контролируемых контактов.
(1)Рнс. 1. Простейшее устройство для измерения сопротивления контактной цепи
(1)Рнс. 2. Схема контроля сопротивления контактов реле при низких уровнях нагрузки осциллографическим методом сравнения:
Ек—источник питания, ИК—испытуемый контакт. Кл—ключ, Осц—осциллограф
Для тока 10 мА сопротивление нагрузки Rн=600 Ом, поэтому можно считать, что Rн»2rр+2rп+Rk
Тогда-
(2)то есть падение напряжения на контактах пропорционально величине переходного сопротивления.
В режиме «сухой цепи» при напряжении источника питания 20 мВ и токе 10 мА сопротивление нагрузки Rн—2 Ом, т.е. сравнимо с сопротивлением проводов, переходным сопротивлением колодки подключения и измеряемым сопротивлением контактной цепи. В этом случае можно пользоваться только расчетным выражением (1). Как видно из (1), падение напряжения на контактах в режиме «сухой цепи» оказывается непропорциональным величине переходного сопротивления, так как изменяется ток контактной цепи в зависимости от измеряемого сопротивления, что вызывает определенные трудности при измерении и обработке получаемой информации. Кроме того, на результаты измерения может оказать влияние непостоянство переходного сопротивления колонки подключения и сопротивления подводящих проводов. Существует ряд технических решений, направленных на преодоление этих трудностей.
В устройстве [4], изображенном на рис. 2, используется метод сравнения падения напряжения на испытуемом контакте с образцовым напряжением, сформированным с помощью специального делителя напряжения (R3, R4). Сравнение напряжений производится визуально на экране осциллографа. Питание контактов осуществляется от нижнего плеча делителя напряжения (Rl, R2) через сопротивление нагрузки Rн. Величина сопротивления R2 обычно очень мала, однако она сравнима с величиной сопротивления нагрузки. Поэтому делитель напряжения (R3, R4) рассчитывается таким образом, чтобы учесть изменение падения напряжения на резисторе R2 при замкнутом и разомкнутом состояниях испытуемого контакта. Поочередное подключение испытуемого контакта и образцового делителя производится с помощью электронного ключа или контактов вспомогательного реле.
На рис. 3 показана модификация этого метода контроля. Отличие заключается в том, что схема формирования напряжения сравнения подобна схеме питания контактной цепи, но все резисторы этой схемы на порядок или на два больше резисторов питания контактной цепи. Такая схема позволяет избавиться от расчета делителей образцового напряжения, при этом величина сопротивления резистора, с которого снимается образцовое напряжение, всегда в К раз больше величины сопротивления контролируемого контакта. Если в качестве сопротивления R0 взять магазин сопротивлений, то можно производить не только контроль, но и измерение переходного сопротивления контактов. Значение измеряемого сопротивления отсчитывается непосредственно по магазину в момент сравнения уровней напряжения на экране осциллографа. Эти устройства могут применяться для контроля динамического сопротивления, однако они не позволяют избавиться от погрешности измерения, вызываемой изменением переходного сопротивления колодки подключения и сопротивления проводов.
Рис. 3. Модификация схемы осцилло-графического метода сравнения:
R1, R2, Rн—резисторы цепи питания испытуемого контакта ИК; R1, R2, R0—резисторы цепи формирования образцового напряжения
Рис. 4. Схема контроля с предварительной оценкой падения напряжения на испытуемом контакте:
R1 — R4 — резисторы нагрузки; ИК — испытуемый контакт; S — переключатель; мВ милливольтметр; У — сравнивающее устройство: Uoп—образцовое опорное напряжение; И—индикатор
Известно [5] устройство (рис. 4), в котором после предварительной оценки падения напряжения на контактах при низком уровне питания производится увеличение напряжения питания контактной цепи и сопротивления нагрузки с таким расчетом, чтобы получить режим неизменного тока через контакты и не превзойти напряжения, способного вызвать фриттинг-процесс на контактах. При открытом транзисторе напряжение низкого уровня, снимаемое с коллектора через один из резисторов нагрузки, подается на испытуемый контакт. С помощью сравнивающего устройства У производится оценка падения напряжения на испытуемом контакте, после чего выбирается одно из значений сопротивлений резисторов Rl—R3 переключателем S, а транзистор закрывается. Падение напряжения на контакте, пропорциональное величине переходного сопротивления, измеряется милливольтметром. К сожалению, это устройство нельзя применять для контроля переходных процессов замыкания контактов, например при измерении динамического сопротивления, так как при закрытом транзисторе во время переходного процесса может произойти фриттинг.
Рис. 5. Мостовой метод контроля:
Е — источник напряжения низкого уровня; НО — нуль-орган; Rн—резистор нагрузки; Rk—сопротивление испытуемого контакта; rk—переходное сопротивление колодки подключения и разъемов; R0—сопротивление шунта
Для контроля по альтернативному признаку в автоматизированных устройствах могут применяться мостовые методы. Наименьшую погрешность контроля в этом случае обеспечивает двойной мост (рис. 5). Как известно, для двойного моста условием равновесия, выраженным относительно контролируемой величины, является
(3)где
Равенство (3) будет справедливо при условии, что
Использование двойного моста позволяет уменьшать погрешность, от изменения переходного сопротивления колодки подключения и сопротивления подводящих проводов. Падение напряжения в токовой цепи на переходных сопротивлениях колодки и проводах подключения равносильно в- этом случае уменьшению напряжения источника питания. Это приводит к уменьшению чувствительности метода контроля.На рис. 6 показано устройство, свободное от перечисленных выше недостатков.
Рис. 6. Устройство контроля со специальным генератором тока для питания контактной цепи:
1—стабилизатор; 2—регулирующий элемент; 3—усилитель рассогласования; 4—ограничитель напряжения; 5—делитель напряжения; 6—резистор; 7—усилитель;
В зависимости от величины диапазона измеряемого переходного сопротивления выбирают ток контактной цепи и сопротивление нагрузки контактов 6, таким образом задаются некоторой, значительно меньшей, чем напряжения фриттинга, величиной падения напряжения на нагрузке контактов. Сигнал, снимаемый с нагрузки контактов 6, усиливается с помощью усилителя 7 и поступает на вход усилителя рассогласования 3 стабилизатора 1, где сравнивается с величиной опорного напряжения Uoп. Усиленный разностный сигнал подается на регулирующий элемент 2 стабилизатора, который благодаря отрицательной обратной связи отрабатывает напряжение на делителе 5 таким образом, чтобы обеспечить неизменность заданного падения напряжения на нагрузке контактов 6, несмотря на изменение величины переходного сопротивления контактов. Это позволяет поддерживать постоянный ток, протекающий через контактную цепь и, следовательно, обеспечивать пропорциональность падения напряжения на контактах величине их переходного сопротивления в пределах выбранного диапазона измерения. При увеличении переходного сопротивления контактов и при их разрыве, чтобы обеспечить постоянный ток, протекающий через контактную цепь, напряжение на выходе регулирующего элемента 2 и делителя 5 увеличивается до заданного значения, определяемого ограничителем напряжения 4. Дальнейший рост напряжения на делителе 5 при этом прекращается, а регулирующий элемент 2 входит в насыщение. Напряжение ограничения и отношение резисторов делителя выбираются таким образом, чтобы напряжение на выходе делителя 5 не превышало напряжение фриттинга, например 20 мВ на верхнем значении выбранного диапазона измерения и при разрыве контактов. В простейшем варианте ограничителем напряжения может быть стабилитрон или источник напряжения, включенный последовательно с диодом. В качестве делителя можно использовать омический делитель или трансформатор, в последнем случае последовательно с первичной обмоткой трансформатора необходимо поставить ключ, управляемый от генератора звуковой частоты, а усилитель 5 может быть выполнен как усилитель переменного тока с детектором на выходе. Принцип работы устройства в этом случае не отличается от описанного выше, за исключением того, что пропорциональность будет обеспечиваться между амплитудой импульсов напряжения и переходным сопротивлением контактов. Применение трансформаторного делителя позволяет иметь одну общую шину для источника питания контактной цепи и схемы измерения контактного сопротивления.
Рассмотренные методы свидетельствуют о том, что контроль сопротивления контактной цепн в режиме низких уровней напряжения является более сложной технической задачей по сравнению с контролем в обычно применяемом режиме 6 В и имеет следующие особенности.
- Если сопротивление нагрузки сравнимо с контролируемым переходным сопротивлением и с сопротивлением цепей подключения, то на результаты контроля может оказывать большое влияние нестабильность сопротивления цепей подключения: разъемов, колодок, соединительных проводов. Применяемое при этом подключение измеряемых контактов по четырехпроводной схеме не приводит к желаемым результатам.
- Падение напряжения на контролируемых контактах непропорционально величине переходного сопротивления.
- Указанные выше особенности могут привести к значительной погрешности или даже к совершенно ложным результатам контроля. Радикальным средством уменьшения погрешности контроля в этом случае, как, впрочем, и при контроле на высоких уровнях напряжения, является применение для питания контактной цепи специального генератора тока, имеющего ограничение выходного напряжения на заданном низком уровне.
- При разработке или использовании устройств контроля нужно тщательно следить за тем, чтобы падение напряжения на измеряемых контактах во всех случаях не превосходило заданного низкого уровня, в том числе и при переходных режимах источника питания контактной цепи или на самих контактах, а также при вспомогательных переключениях.
В заключение можно отметить, что в тех случаях, когда контакты предназначены для коммутации низких уровней, все технологические и контрольные операции, в которых на контакты должно подаваться напряжение, целесообразно было бы проводить при низких уровнях напряжения на контактах для того, чтобы избежать маскирующего эффекта электроочистки контактов при коммутации ими высоких уровней напряжения и тока.
Литература
- Копылов В. С. Новый метод и устройство для испытаний на износоустойчивость.— Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПС, 1972, вып. 3, с. 77—84.
- Штремберг Т. К.- Критерии коммутационных возможностей реле при малых нагрузках.— Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПС, 1970, вып. 4, с. 71—81.
- Leo Jedynak, Clinton H., Кopper. Instrumentation for Measuring Dry-Circuit Contact Resistance.—IEEE Transactions on Parts, Hibrids and Packaging, 1975, vol. PHP-11, N2, p. 130—134.
- Тышков И. С. Устройство для контроля и измерения сопротивления контактов реле при низких уровнях нагрузки. Авт. свид. № 437025 — Бюл. изобрет., 1974. № 27.
- Аугустинас Л. Р. Устройство для измерения переходного сопротивления контакта. Авт. свид. № 400855 — Бюл. изобрет., 1973, № 40.
Статья поступила в ноябре 1979 года.
Особенности измерений переходных сопротивлений контактов коммутирующих устройств. Переходное сопротивление контактов нормы
Переходное сопротивление контактов: нормы и методика измерений
Самое хорошее контактное соединение – это то, с помощью которого переходное сопротивление образует небольшое значение на длительное время. Соединительные контакты являются неотъемлемой частью любой электрической цепи, а так как от них зависит стабильная работа электрических приборов и проводки, то необходимо понимать, что собой представляет переходное сопротивление контактов, от чего оно зависит и какие нормы значения существуют на сегодняшний день.
Причины возникновения явления
Соединительные контакты объединяют в электрической цепи два или несколько проводника. На месте соединения образуется токопроводящее соприкосновение, в результате которого ток протекает из одной области цепи в другую.
Если контакты наложить друг на друга, не обеспечится хорошее соединение. Это объясняется тем, что поверхность соединительных элементов неровная и прикосновение не осуществляется по всей их поверхности, а только в некоторых точках. Даже если тщательно отшлифовать поверхность, на ней все равно останутся незначительные впадины и бугорки.
Некоторые книги по электрическим аппаратам предоставляют фото, где под микроскопом видна площадь соприкосновения и она намного меньше общей контактной площади.
Из-за того что контакты имеют небольшую площадь, это дает существенное переходное сопротивление для прохождения электрического тока. Переходное контактное сопротивление – это такая величина, которая возникает в момент перехода тока из одной поверхности на другую.
Для того чтобы соединить контакты используют различные способы надавливания и скрепления проводников. Нажатие – это усилие, с помощью которого поверхности взаимодействуют между собой. Способы крепления бывают:
- Механическое соединение. Применяют различные болты и клеммники.
- Соприкосновение происходит за счет упругого надавливания пружин.
- Спаивание, сваривание и опрессовка.
От чего зависит сопротивление?
При соприкосновении двух проводников, общая площадь и численность площадок зависит как от уровня силы нажатия, так и от прочности самого материала. То есть переходное контактное сопротивление зависит от силы нажатия: чем сила больше, тем оно будет меньше. Только давление следует увеличивать до определенной цифры, так как при больших механических нагрузках переходное сопротивление практически не изменяется. Да и такое сильное давление может привести к деформации, в результате которой контакты могут разрушиться.
Также переходное сопротивление контактов существенно зависит и от температуры. Когда электрическое напряжение проходит по проводникам и их поверхностям, контакты нагреваются и температура повышается, как следствие переходное сопротивление увеличивается. Только это увеличение происходит медленнее, чем повышение удельного сопротивления материала конструкции, так как, нагреваясь, материал теряет свою твердость.
Чем сильнее нагревается устройство, тем интенсивнее идет процесс окисления, которое в свою очередь также влияет на увеличение переходного сопротивления. Так, например, медная проволока активно окисляется при температуре от 70 °С. При обычной комнатной температуре (порядка 20 °С) медь окисляется незначительно и образовывающая окислительная пленка легко разрушается при сжатии.
На картинке указывается зависимость величины от нажатия (А) и температуры (Б):
Алюминий окисляется при комнатной температуре гораздо быстрее и окислительная пленка, которая образовывается, устойчивее и имеет высокое противодействие. Исходя из этого, можно сделать вывод, что нормального соприкосновения со стабильными значениями, в ходе использования устройства, добиться тяжело. Поэтому использование проводников из алюминия в электрике опасно.
Для того чтобы получить устойчивые и долговечные соединительные контакты необходимо качественно зачистить и обработать саму поверхность кабеля. Также создать достаточное давление. Если все сделано правильно (вне зависимости от того каким методом было осуществлено соединение), то измеритель укажет стабильное значение.
Методика измерения
Измерять переходное сопротивление необходимо при установленных значениях тока и напряжения. Как определить эту величину? Обычные приборы в виде омметра или тестера не подойдут, так как они пропускают через электрическую цепь при напряжении до 2 В токи 0,5–1 мА. При таких небольших нагрузках большинство мощных устройств не могут предоставить паспортные данные этого явления. Определение его возможно, если собрать обычную схему измерения. Она предоставлена ниже:
Балластное противодействие (R) приостанавливает ток через контакты, а уменьшение напряжения на них при определенном токе дает возможность определить переходное сопротивление по формуле. Подбирая элементы в схему необходимо вводить при тестировании токи, которые предоставляет таблица ниже (данные указываются с учетом нормы, ПУЭ и ГОСТ):
| Рабочий ток контактов реле, А | Ток проверки контактного сопротивления, мА |
| 0,01 – 0,1 | 10 |
| 0,1 – 1 | 100 |
| >1 | 1000 |
Вместо предоставленной выше схемы измерения можно использовать специальные приборы, например Микроомметр Ф4104-М1 или же импортный аналог C.A.10. О том, как измерить данное значение, показывается на видео