0 引言

電力系統(tǒng)中斷路器起著切斷故障電流和關(guān)合正常電流的作用，其回路電阻包括導(dǎo)電材料本身的電阻，固定連接電阻以及動(dòng)、靜觸頭間的接觸電阻，其中，接觸電阻占主要部分?；芈冯娮柚苯佑绊憯嗦菲魍ㄝd額定工作電流時(shí)的溫升以及短路狀態(tài)下的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，關(guān)系到斷路器分合閘的可靠性和安全性。通過對(duì)斷路器回路電阻的測(cè)試，可以估計(jì)觸頭的磨損程度和回路的接觸狀況?；芈冯娮璧臏y(cè)試在斷路器的出廠試驗(yàn)、交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)中均屬于必檢項(xiàng)目。1臺(tái)良好的斷路器，其回路電阻非常小，（不同廠家要求其回路電阻值不同，但多數(shù)規(guī)定為幾十μΩ）。如果動(dòng)靜觸頭接觸**，回路電阻會(huì)非常大，當(dāng)開關(guān)運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)荷很大，會(huì)產(chǎn)**熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭燒損甚至斷路器爆炸。為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，準(zhǔn)確測(cè)量斷路器的回路電阻非常重要[1-2]。

烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)管轄變電站80余座，共維護(hù)3600多臺(tái)斷路器，斷路器回路電阻測(cè)量工作量較大[3]，

再者目前各廠商生產(chǎn)的回路電阻測(cè)試儀連接線均粗而笨重，且接線鉗數(shù)量多，嚴(yán)重影響測(cè)試效率，有時(shí)需要多次重復(fù)測(cè)試。本文基于電路分析，利用軟件仿真、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量等方法對(duì)回路電阻測(cè)試儀測(cè)試接線進(jìn)行了改進(jìn)，極大提高了**測(cè)試成功率。

1 回路電阻測(cè)試效率低的原因

1.1 測(cè)試儀接線鉗數(shù)量多

現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)需儀器測(cè)試接線鉗數(shù)量多（4 個(gè)），易造成接線鉗接觸**、誤碰松動(dòng)，首測(cè)成功率很低，需反復(fù)測(cè)試，影響工作效率。

1.2 測(cè)試連接線笨重

現(xiàn)有回路電阻測(cè)試儀連接線平均質(zhì)量為5.3 kg（僅統(tǒng)計(jì)電流連接線），反復(fù)測(cè)試時(shí)，工作強(qiáng)度較大。

2 回路電阻測(cè)試接線改進(jìn)

2.1 減少測(cè)試儀接線鉗數(shù)量

測(cè)量斷路器回路電阻時(shí)，電流和電壓接線鉗為獨(dú)立線鉗，如圖1所示。

采用圖2所示的四端子法測(cè)量回路電阻可以避免電流引線和接觸電阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響[4]。

只要不在點(diǎn) 1 和點(diǎn) 2 位置選取電壓信號(hào)，整個(gè)回路的電流線電阻和接觸電阻就不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。可以僅使用2個(gè)接線鉗進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)接線鉗的兩邊分別接電流線和電壓線，當(dāng)接線鉗張開時(shí)，電流線和電壓線之間絕緣。改進(jìn)后接線鉗連接方式如圖3所示。

2.2 采用輕質(zhì)細(xì)導(dǎo)線

測(cè)量回路電阻電路如圖4所示，由于測(cè)量回路是純電阻回路，回路時(shí)間常數(shù)很小，一般測(cè)量時(shí)間t<5 s，*長(zhǎng)不會(huì)超過10 s，所以可以適當(dāng)減小電流線截面積。在測(cè)試時(shí)間內(nèi)，只要電流線的溫度低于外絕緣皮的耐熱溫度即可[5-6]。

（1） 估算選取電流線的截面積 S，并綜合考慮導(dǎo)線絕緣皮的耐熱等級(jí)（使用A級(jí)絕緣，其耐熱溫度為105 ℃）。

S = I2tγCρΔT ， （1）

式中 I—流過銅線的電流，100 A；

t—通電時(shí)間，30 s；

γ—銅電阻率，0.017 Ωmm2/m；

C—銅的比熱容，0.39×103 J/kg℃；

ρ—銅的密度，8.9×103 kg/m3；

ΔT—銅線溫升，75 ℃。

（2） 根據(jù)估算的銅線截面積 S=4.5 mm2，利用Ansoft Ephysics 軟件建模，對(duì)銅線進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真分析。銅線溫度分布如圖5，銅線中心處溫度*高，越往外，溫度越低，但銅線中心與邊緣溫度相差很小。

圖6為銅線溫度隨時(shí)間變化曲線，在70 s內(nèi)，銅線溫度與時(shí)間呈正比例關(guān)系上升。

（3） 利用紅外測(cè)溫儀對(duì)銅線溫度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果見表1所示。

將銅線實(shí)測(cè)溫度曲線與仿真值曲線進(jìn)行比較（見圖7），可知仿真值與實(shí)測(cè)值相似度較好且變化趨勢(shì)一致，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量斷路器回路電阻時(shí)，測(cè)量時(shí)間一般小于5 s，*長(zhǎng)不超過10 s。由表1可知10 s時(shí)銅線的溫度為16.4 ℃，遠(yuǎn)未達(dá)到線絕緣外皮耐熱溫度105℃，在其承受范圍內(nèi)。

3 應(yīng)用效果

利用JYL回路電阻測(cè)試儀，采用改進(jìn)后的試驗(yàn)線和接線鉗對(duì)220 kV集寧變電站2號(hào)主變壓器高壓側(cè)202斷路器、中壓側(cè)152斷路器，以及220 kV高順變電站高卓Ⅰ回159斷路器進(jìn)行回路電阻測(cè)試，并與改進(jìn)前測(cè)得的回路電阻值進(jìn)行對(duì)比，如表2所示。

回路電阻測(cè)試線改進(jìn)前后，測(cè)得的回路電阻基本無變化，保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

斷路器回路電阻測(cè)試成功率統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 3，明顯看出，采用改進(jìn)后的測(cè)試線，**測(cè)試成功率明顯提高（由43.4%提高到94.8%），大大提升了工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)斷路器回路電阻測(cè)試接線進(jìn)行了改進(jìn)，將傳統(tǒng)的4個(gè)接線鉗改為只需2個(gè)接線鉗即可準(zhǔn)確測(cè)試回路電阻，解決了測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、接線鉗數(shù)量多等問題。采用改進(jìn)后的測(cè)試方法，回路電阻**測(cè)試成功率大幅提升，提高了工作效率，保證了電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。