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什么是接触电阻测试以及为什么要进行接触电阻测试

时间:2022-02-02 阅读:

特高压电力旗下的回路电阻测试仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。

什么是接触电阻测试以及为什么要进行接触电阻测试(图1)

什么是接触电阻

接触电阻是由于表面条件和其他原因,当触点相互接触时(在设备的闭合条件下)对电流流动的阻力。这可能发生在以下联系人之间: 

断路器 

接触器 

继电器 

开关 

连接器 

其他开关设备 

接触电阻测试也称为导管测试,测量电气连接的电阻——终端、接头、连接器、母线部分或电缆连接等。这些可以是任意两个导体之间的连接,例如电缆连接或母线段。用于进行风管测试的仪器称为欧姆表,由于其功能是进行风管测试,所以欧姆表也称为风管测试仪。  

风管测试仪有多种型号,例如微型、兆欧和毫欧表、静态电阻测试仪或代表数字低电阻欧姆表的 DLRO。用于测量不同应用电气测试中的电阻。该测试仪由一个直流电流表和一些其他组件组成。该测试测量微欧或毫欧级别的电阻,主要用于验证电气连接是否正确,并可检测以下问题: 

松散的连接 

螺栓连接处有足够的张力 

腐蚀接触面 

受污染或腐蚀的触点 

术语接触电阻是指对系统总电阻的贡献,可归因于电引线和连接的接触界面,而不是固有电阻,固有电阻是固有属性,与测量方法无关。这种效应通常用术语电气接触电阻或 ECR 来描述,并且可能会随着时间而变化,通常会在称为电阻蠕变的过程中下降。William Shockley 介绍了注入电极上的电位降的概念,以解释实验结果与渐进通道逼近模型之间的差异。除了术语 ECR,还使用了“界面阻力”、“过渡阻力”或简称为“校正项”。术语“寄生电阻”已被用作更通用的术语, 

为什么需要接触电阻测试? 

需要定期检查断路器中的触点,以确保断路器正常运行。维护不善或损坏的触点会导致电弧、缺相甚至火灾。 

该测试对于承载大量电流的触点(例如开关柜母线)尤其重要,因为较高的触点电阻会导致较低的电流承载能力和较高的损耗。导管测试通常使用微/毫欧表或低欧姆表进行。 

接触电阻的测量有助于识别触点的微动腐蚀,并允许诊断和预防触点腐蚀。接触电阻的增加会导致系统中的高压降,这需要加以控制。 

在接触电阻测试期间做了什么? 

对断路器触点进行的两种常见检查是目视检查和接触电阻检查。  

目视检查包括检查断路器的触点是否有因电弧和触点磨损或变形而引起的任何凹痕。 

第二项检查是接触电阻测量。这涉及通过触点注入固定电流,通常约为 100A、200A 和 300A,并测量其上的电压降。该测试是使用特殊的接触电阻测量仪器完成的。然后,使用欧姆定律,计算电阻值。电阻值需要与制造商给出的值进行比较。该值还应与以前的记录进行比较。 

这两个测试需要一起完成。由于存在具有良好接触电阻但处于损坏状态的触点的情况。因此,要使触点被证明是健康的,它需要具有良好的接触电阻并应通过目视检查测试。 

导管测试仪 

通常有两种类型的风管测试仪:  

串联型欧姆表有 4 个电阻、内部电池电压 - E 和输出端子 A 和 B。当将 A 和 B 端子与 R1 和 R2 电阻连接时,电池形成一个简单的串联电路。 

分流型欧姆表,用于测量小电流电阻值。当 A 和 B 端子闭合时,指针读数为零,因为电流仅流过电阻器 RX。当这两个端子打开时,没有电流流过 RX 电阻,因此风管测试仪上的读数被标记为无穷大。 

我们如何进行接触电阻测试? 

测试标准

评估电气连接接触电阻的标准很大程度上取决于连接类型(例如螺栓连接、焊接、夹紧、焊接等)、金属接触表面积、接触压力等。这些会因设备和制造商,并且没有规定最小接触电阻的代码或标准。因此,需要咨询制造商的建议。例如,制造商有时会引用大型螺栓母线接头的最大接触电阻为 10 微欧。 

接触电阻测量及其应用领域相当广泛。  

电气连接 

电路的电气连接有多种方式和手段,如焊接连接、压接连接、插接紧密连接等。如果你想知道一个连接器的质量和它的传导特性,你只需要测量它的接触电阻。接触电阻常用于开关、继电器和PCB焊盘的质量测试。  

在机械装配方面,金属接触面的接触电阻可用于评估机械装配的可靠性和密封性。接触电阻与接触面的导电特性有关。对金属表面的面积越大,杂质越少,导电性越好,电阻越低,反之亦然。  

通过测量接触电阻的方式,我们可以定性地分析机械装配的可靠性和密封性。该技术已应用于EMC屏蔽组件的质量测试。不同应用的测量方法不一样。例如,在测量大功率开关和继电器的接触电阻的情况下,应该使用大电流,一对触点,就像工作状态下实际发生的情况一样。在干电路连接器的情况下,测试电流应低,以防止接头受热熔化,(电流小于100mA)。  

机械装配 

在测试机械装配质量的情况下,应根据不同的结构选择不同的测试电路。有两种结构,循环结构是封闭的,非循环结构是开放的。他们的测量方法完全不同。  

如何测量包含在回路中但不改变电路的接触电阻?  

一种新方法将解决它。这种方法对于测量复杂机械装配中的接触电阻非常有用。接触电阻定义为触点两端的电压与流过一对闭合触点的电流之比。它符合欧姆定律。金属 1 和金属 2 之间有一个接口。来自电流源的电流 I 流过这个接口,可以从电流表中读取。然后可以从电压表中读取界面上的电压降为 U。然后可以计算出接触电阻值 Rx。 

Rx=U/I 

由于接触电阻随环境和电流通过而变化,因此测量条件应与使用条件接近。精确测量必须使用四端测量技术和消除热电动势技术。这种间接测量方法可用于测量接触电阻或回路电阻。它需要三个测试点、三个步骤和三个公式。该方法已被证实是正确的,也可用于校准环路电阻标准。 

接触电阻测试的典型方法

四线(开尔文)直流电压降是微欧表进行接触电阻测试的典型方法,通过消除自身的接触电阻和测试引线的电阻来确保更准确的测量。  

接触电阻测试使用两个电流连接进行注入,使用两个电位引线进行电压降测量;电压电缆必须尽可能靠近要测试的连接,并且始终位于连接的电流引线形成的电路内。 

根据电压降的测量,微处理器控制的微欧表计算接触电阻,同时消除连接中的热 EMF 效应可能产生的误差(热 EMF 是两种不同金属连接在一起时产生的小热电偶电压)它们将被添加到测量的总电压降中,如果不通过不同的方法(极性反转和平均、直接测量热 EMF 幅度等)从测量中减去它们,则会在接触电阻测试中引入误差。 

如果在使用低电流测试断路器接触电阻时获得低电阻读数,则建议在更高电流下重新测试触点。为什么我们会受益于使用更高的电流?较高的电流将能够克服端子上的连接问题和氧化,在这些条件下,较低的电流可能会产生错误的(较高的)读数。 

在接触电阻测试中保持一致的测量条件非常重要,以便能够与之前和未来的结果进行比较以进行趋势分析。因此,在进行定期测量时,必须在相同的位置、使用相同的测试引线(始终使用制造商提供的校准电缆)和相同的条件下进行接触电阻测试,以便能够知道何时连接、连接、焊接或设备将变得不安全。  

结论 

热导率的测量也受到接触电阻的影响,这在通过粒状介质的热传输中具有特别重要的意义。类似地,当流体从一个通道过渡到另一个通道时,静水压力(类似于电压)会下降。 

接触电阻测试提供有关接触的健康程度及其处理额定电流的能力的信息。  

最大接触电阻应根据制造商的规格进行验证。不应超过额定电流,建议在额定电流的 10% 下进行测试。

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