浅析高压断路器合闸电阻测量方法

周华　闫站正

【摘 要】目前，我国用电量与日俱增，用电安全也成为了一大关注点。而本文便是对高压断路器合闸电阻测量方法的探讨，通过对电阻的精确测量，保证整个系统的高效运行，从而提高用户用电的安全指数。

【关键词】高压断路器;合闸电阻;测量方法

中图分类号： TM561文献标识码： A 文章编号： 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

在與用电相关的领域中，安全问题往往都是最值得人们关注的。而一般的输电系统都会设有一些电阻，利用这些电阻来控制电压以及电流强度，从而防止一些因电流过大而引起的事故的发生。而设计出合理的高压断路器合闸电阻便可以大大提高用电的安全性。同时，高压断路器合闸中的电阻也需要相应的科学的方法进行测量，以保证高压断路器合闸电阻系统正常运行。本文便是对高压断路器合闸电阻测量方法的讨论。

1 高压断路器合闸装置简介

高压断路器合闸装置是很重要的一种能通过限制电流和电压的大小来保证用电安全的方法。这种方法主要通过在高压断路中并联电阻、安装合闸电阻来限制电压以及电流的大小、降低电路中一些因外界因素或线路内部因素导致的电压干扰以及提高一些电路中的开关的灵敏度。而高压断路器合闸装置的工作原理主要是当整个电路处于断路合闸状态时，会使电路与电阻的一部分触头接通，通过这个电阻来将电路中一部分振荡能量吸收，从而控制整个电路的电压以及电流。这种电阻一般都为特殊的材质制成，较为常见的材质为碳质烧结电阻片。这种材质制成的电阻片的电阻率较小，通过其的电流比较大，这也就导致了一些故障在合闸于反相或合闸于出口的地方频发。在电流多次经过这个电阻后，电阻会遭到一定程度的破坏，它的特性也可能会因此受到影响。例如，它的电阻大小会发生改变从而影响通过它的电流大小，这就会使其功能受到很大的影响。因此，在合闸电阻受损的情况下仍继续使用，则会导致很严重的后果，甚至有可能使整个高压断路都发生爆炸。这就要求我们不得不定时地对合闸电阻进行检查和维修，一般来说，至少一年对于合闸电阻检修一次。但对于合闸电阻的检修也会比较复杂，会受到一些自然因素以及设备自身问题的干扰，这些都使得对于合闸电阻的检测难以正常进行。合闸电阻一般都位于整个高压断路器的内部，不会裸露于外层，一般只有在大修时才能直接触碰到。并且，无论整个断路器处于休息状态还是工作状态，合闸电阻都在整个断路器的断开位置，对于这种情况，需要采用用万用表测量其处于测量点外的断路器的方法。这种方法看似较为简单，但其缺点却很多也很致命。首先，在使用这种方法对电阻进行测量时，相关的工作人员需要用高空车将测量人员送到其测量的位置上去，这种高空作业增加了测量的难度并且安全系数较低，容易发生危险。其次，利用该种方法测量的测量时间会比较长，测量一个断口就需要二十分钟至半个小时，并且，在测量前还需要利用高空作业车将测量人员送至相应位置。因此，整个测量过程会持续很长时间。最后，在测量过程中会遇到需要一些需要拆除其上的螺丝才能对其进行测量的断路，这也会大大增大测量人员的工作难度。并且，由于在断路附近会有很强的感应电，测量人员还需要对于感应电进行防范，危险性大并且利用这种方法效率较低。对于它的检测相对来说比较困难，且目前我国所掌握的测量方法都存在着一定的缺陷。因此，发明出一种合理、安全、有效的测量方法是许多用电企业的目标。

2 高压断路器合闸电阻测量方法

2.1 测量原理

在对于合闸电阻进行测量时，无论什么样的方法，其原理大同小异。

例如，一般来说，普通的合闸电阻的电阻值为200Ω。在测量时要在所需测量的电路中的断路器断口处串联一个标准无感电阻，并且使其电阻值与合闸电阻的阻值一致。等断路器动作至合闸电阻合上后将断口也合上。在这之后，将整个合闸电阻短接，使整个电路的总电阻值发生改变，这样便会使串联的标准电阻上的电流以及电压发生相应的变化。这时，只要将这个标准电阻上的电流变化情况或电压变化情况获取清楚，接入示波器，便可以通过这些信号来分析合闸电阻的有效接入时间以及阻值大小。

2.2 电压比值法

在合闸电阻的测量方法中，电压比值法是较为常见的一种。这种方法主要是将连有开关的合闸电阻与另一个开关并联再将这部分与接示波器和直流电源串联形成一个电路。举例来说，我们选用府河电气集团公司生产的PR2200便携式波形来作为接示波器。以此来对于整个电路的电流以及电压进行分析，形成相应的图像。选用电源时，由于无专用直流电源，用电源电势为24V的直流电源代替进行试验，得到一个以时间为自变量，电压为因变量的图像。此图像大致为：在前5S，电压在18V上下波动;在5-20S内，电压在14V上下波动;在20S后，电压在10V上下波动。据此分析，可以看出合闸电阻的有效接入时间。但由于电压的波动频率较大，无法较为准确地获取该合闸电阻的具体阻值，也存在该电路内部存在一定缺陷而引起波动的可能。而在多次实验后，不难发现，实验得到的图像都类似于这种振幅较大的波形。究其原因，可能是实验所选用的直流电源的电源电动势较低、幅值太低，因此无法抗外部干扰波及电池内部干扰波的入侵。或由于其负载能力较小，在灵敏度较高的接示波器下，得到的实验效果并不够明显。而在经过多次尝试后发现，提高所选用的电源的电压值可以在一定程度上加强整个电路的抗干扰能力。电压较高可以降低干扰波的幅值，以此來抑制干扰波的产生。第二组实验，选用的电源为电压可调范围为0～250V的可调电源，并将电压调至200V进行实验。这次得到的图像则很为清晰：前5S内，电压稳定在90V;5-20S内，电压稳定在150V;20S后，电压稳定在200V。在这组实验中，便可以较为直观地计算出合闸电阻的阻值并清楚地读出其有效接入时间。具体计算方法为：合闸电阻R合=U总×R标/U标-R标。而合闸电阻的有效接入时间则为第二段电压的持续时间。并且，由于此种方法适用于电源电压较高的电路，因此同理使用于500kV断路器合闸过渡电阻。

2.3 电流比值法

除了电压比值法外，电流比值法也是合闸电阻测量方法中较为常见的一种。这种方法与电压比值法的电路图相近，唯一不同之处在于在干路上多串联了一个定值电阻。且在测量的原理上电流比值法与电压比值法也基本一致，所不同的是电压比值法是测量标准电阻上的电压变化，而电流比值法则是测量整个回路的电流变化。得到的图像为一条折线：在0-5S内，电流大小持续在0.1A左右;在5S时，均匀增加到0.5A后保持不变;而在20S时，电流开始均匀增加至1A后维持不变。与电压比值法相比，电流比值法所得到的图像更为直观，并且得到的数据也更为准确。这也证明了电流比值法的电路整体抗干扰能力比电压比值法电路整体抗干扰能力强，更有利于测量。具体计算方法为：R合=I标×R标-I总×R标/I总。而其合闸电阻的接入时间与电压比值法不同，为第一段电压的持续时间。但与电压比值法相比，电流比值法也存在着很明显的缺点：电流比值法测量的是整个电路的总电流，若在对于多个合闸电阻进行测量时，就会产生电阻分流的情况，这会严重影响实验结果。因此电流比值法只能对于一个合闸电阻进行测量，不能同时进行多个合闸电阻的测量。

3 结语

在目前我国对于合闸电阻的测量中，这两种方法是目前最为常见且应用广泛的。相关单位也应该加强对于这两种方法的进一步完善。使这些方法，及时地随着时代科技的更新而更新，更好地应用于实际生活中的测量当中。

【参考文献】

[1]罗加沛，杨德望，赵陆军.高压断路器合闸电阻测量方法[J].电工技术，2018（23）：140-141.

[2]李劲彬，陈隽.断路器合闸电阻投入过程中辅助断口触头的弹跳检测与诊断[J].高压电器，2016，52（01）：180-183.