Приборы для измерения переходного сопротивления контактов

Приборы для измерения переходного сопротивления контактов

Для измерения переходного сопротивления контактов на рынке КИПиА существует множество различных приборов (как отечественного производства, так и импортных), отличающихся принципом действия, метрологическими характеристиками, степенью автоматизации, массо-габаритными показателями и ценой, среди которых свою нишу занимают известные и хорошо зарекомендовавшие себя микроомметры и миллиомметры группы МИКО производства «СКБ ЭП». Компания не стоит на месте и постоянно модернизирует существующую ассортиментную группу, о чем свидетельствует появление двух новых приборов: МИКО-10 и МИКО-21.

Оба прибора предназначены для измерения переходного сопротивления разборных и не разборных электрических контактных соединений, а также для измерений переходного сопротивления главных контактов высоковольтных выключателей.

В микроомметрах «СКБ ЭП» измерение переходного сопротивления контактов колонковых и баковых выключателей выполняется в раздельных автоматизированных режимах. Для измерения сопротивления главных контактов баковыхвыкпючателей, оборудованных, встроенными трансформаторами тока, в приборах МИКО предусмотрен специальный режим, учитывающий наличие переходного процесса установления измерительного тока, возникающего в момент подачи тока. При измерении сопротивления контактов колонковых выключателей переходный процесс не возникает, в связи с чем измерения выполняются в другом, более быстром режиме.

Немаловажным параметром при выборе микроомметра является величина измерительного тока. Как известно, переходное сопротивление окисленных контактных соединений зависит от силы тока, протекающего через это соединение. В связи с этим сопротивление, измеренное на малом токе, может оказаться завышенным, по сравнению с результатами измерений, полученными при большом токе. В настоящее время все производители, в том числе российские, высоковольтных выключателей нормируют силу тока, при котором должно измеряться переходное сопротивление, в диапазоне 50-200 А.

МИКО-21 — это мобильный и хорошо защищенный (композитный кейс) прецизионный прибор (погрешность не более ±0,05%, восьмичасовая нестабильность менее 0,005%), но по цене общепромышленного микроомметра.

Высокая точность позволяет проводить с ним лабораторные исследования и измерения, как например:

  • измерение температурного коэффициента сопротивления стабильных резисторов, шунтов и любых металлов;
  • измерение удельного сопротивления образцов металлов;
  • определение длины и массы бухты провода, кабеля без ее разматывания и взвешивания;
  • проверка правильности сечения провода, полученного от поставщика. Методика этих измерений может быть получена у производителя микроомметра МИКО-21.

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 750 кВ суммарная длина двух кабелей не превышает 10 м, а масса менее 4 кг при токе 200 А.

В МИКО-21 запрограммировано четыре способа запуска процесса измерения: «Однократный» — запуск происходит по нажатию кнопки Start, расположенной на передней панели прибора; «По замыканию цепи» — запуск на измерение происходит после возникновения электрического контакта между измеряемой цепью и токовыми и потенциальными контактами измерительного кабеля, с выводом информации на дисплей; «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.

Технические характеристики микроомметров МИКО-10 и МИКО-21

Наименование характеристики Тиг СИ
МИКО-10 МИКО-21
Диапазон измерений, мкОм от 1 до 20×103 от 1 до 2×106
Сила измерительного тока, А 1 и 10 от 1 до 200
Наименьшая относительная погрешность, % 0,2 0,05
Масса измерительного блока, кг 0,5 3,1
Габаритные размеры измерительного блока, мм 150x110x55 270x250x130

Прибор содержит 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 встроенного архива паспортных значений электрических сопротивлений позволяет прибору автоматически определять и сигнализировать о выходе результата измерений за допустимые границы.

Читайте также:  Состав пищевой и легкой промышленности

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.

МИКО-10 — это портативный и малогабаритный прибор, одним из основных преимуществ которого является эргономичность. Микроомметр удобно размещается на руке с фиксацией натяжными ремнями, оставляя обе руки свободными, что позволяет избежать применения длинных измерительных кабелей и освобождает руки при подъеме на высоту или при подключении измерительных щупов к измеряемой цепи. Кроме того, прибор легко может быть снят с руки и закреплен на поясе, повешен на шею, а также установлен на любую плоскую поверхность.

Из-за относительно небольшого тока (10 А) микроомметр МИКО-10 в основном предназначен для проверки малоокисленных контактных соединений. И если результат измерения переходного сопротивления не превышает паспортного значения выключателя, значит контакты слабо окисленные, а результат верен. Если же измеренное значение больше паспортного, то не нужно спешить браковать выключатель, а следует выполнить повторное измерение микроомметром на ток не менее 50 А. Для микроомметров на токи 1-2 А эта ситуация возникает гораздо чаще, так как такие токи не способны существенно уменьшить повышенное сопротивление окисной пленки контактов.

В МИКО-10 реализовано три режима процесса запуска измерения: «Однократный» — осуществляется запуск измерения прибора по команде пользователя; «Автоматический» — с автоматическим запуском измерения по замыкания измерительной цепи и «Встроенный ТТ» — для измерения переходного сопротивления высоковольтных выключателей с трансформаторами тока. Осуществляется запуск измерения прибора по команде пользователя.

Комплектация приборов 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.

Оба прибора имеют: связь с ПК через USB, что позволяет систематизировать и сохранять результаты на компьютере, а также формировать отчеты измерений; автоматическое сохранение результатов измерений в энергонезависимой памяти прибора, что позволяет выполнить их анализ и внесение в протокол измерений; встроенное аккумуляторное питание; функцию компенсации внешней термо — э.д.с. для повышения точности измерения.

Если вам интересны приборы производства «СКВ ЭП» и вы хотите получить больше информации о микроомметрах МИКО-10 и МИКО-21, обращайтесь к менеджерам:+7 (3952) 71-91-48
skb@skbpribor.ru
www.skbpribor.ru

Источник: Материал опубликован в журнале «Электротехнический рынок» №2 (68) Март-Апрель

В электротехнике очень часто возникает необходимость коммутации электрических цепей. Каждое электромеханическое коммутирующее устройство имеет, как минимум, одну пару соединительных контактов. Вопреки ожиданиям, нередко можно наблюдать, что контакты нагреваются. Виной тому является переходное сопротивление контактов, от которого невозможно полностью избавиться.

Контактное пятно образуется в результате любого соприкосновения проводников. В точке соединения проводов всегда возникает сопротивление, которое превышает величину удельных сопротивлений материалов проводника. Существует несколько причин такого явления, о которых речь пойдёт в данной статье. А для начала выясним, что подразумевают под термином переходного сопротивления контактов.

Что это такое?

Сопротивление, возникающее в зоне соприкосновения контактных поверхностей, при преодолении током точек касания, носит название переходного сопротивления контактов. Другими словами – это скачкообразное увеличение активного сопротивления в результате прохождения тока через контактное пятно. Математически такое явления можно выразить как отношение падения напряжения на контактах к протекающему через них току: ΔU/I

Читайте также:  Как установить настольную лампу к столу

Как видно из формулы данная величина обратно пропорциональна силе контактного нажатия: Rn = ε/F, где ε – коэффициент, зависящий от физических свойств материала и чистоты обработки поверхности. Эту зависимость можно продемонстрировать на графике (рис. 1).

Рис. 1. График зависимости от приложенной силы нажатия

Нагревание контактных поверхностей – одна из причин быстрого их износа. Поэтому наиболее качественным соединением считается такое, для которого сопротивление контактного перехода является самым низким. В идеале оно должно равняться нулю. Но в силу ряда причин достичь такого значения на практике невозможно.

Причины возникновения

Для сплошного проводника справедлива формула: R = ρ * ( l / S ), где ρ – удельное сопротивление, l длина, S сечение проводника. Казалось бы, решение очень простое – надо увеличить площадь контактных площадок в конструкции электрического аппарата. К сожалению, такое усовершенствование не решает задачи кардинально. И дело даже не в том, что применять закон Ома к плоскостным контактам следует с учётом площади прикосновения поверхностей. Оказывается, что увеличение контактной площадки не сильно увеличивает площадь контактного пятна.

Если посмотреть под микроскопом на поверхность плоской контактной площадки, то можно заметить неровности (рис. 2). Касание контактов происходит лишь в некоторых точках. Даже тщательная шлифовка мало помогает. Дело в том, что в результате замыкания и размыкания контактов образуется искра (электрическая дуга), которая увеличивает неровности контактных поверхностей.

Рис. 2. Структура плоских контактных площадок

Обратите внимание на то, как увеличивается контактное пятно под действием силы нажатия (рисунок справа). Это объясняет причину зависимости сопротивления контактного перехода от нажатия, (график такой зависимости представлен на рисунке 1).

От чего зависит переходное сопротивление контактов?

Мы выяснили, что от площадей соприкасаемых поверхностей мало что зависит. На нагрев участка механического соединения влияют и другие явления. Например, окисление меди приводит к повышению температуры нагрева на скрутках соединительных проводов. Аналогичный процесс происходит также при соединении алюминиевых проводников.

В результате окисления проводников на их поверхностях образуется тонкая оксидная плёнка. С одной стороны, наличия пленок препятствует проникновению кислорода вглубь металла, предотвращая дальнейшее его разрушение, но с другой стороны они являются ещё одной причиной роста переходных сопротивлений.

Когда медь окисляется, то на поверхности контактной площадки образуется устойчивая плёнка. А это всегда приводит к увеличению сопротивляемости перехода. Устранить дефект можно путём протирания контактов спиртом. Регулярная процедура чистки помогает содержать коммутационные устройства в актуальном состоянии.

Алюминиевый контакт лучше поддаётся влиянию контактного нажатия, благодаря пластичности этого металла. С целью увеличения силы нажатия применяются болты, пружинные зажимы и различные клеммники.

Медные соединительные провода часто припаивают. В местах спайки переходное сопротивление минимальное.

Подводя итог, можем констатировать:

  1. Простое соприкосновение контактных поверхностей не обеспечивает надёжного контакта, поскольку соединение происходит не по всей поверхности, а лишь в немногих точках.
  2. на преодоление контактного перехода почти не влияют размеры и формы контактных площадок (см. график на рис. 3).
  3. Контактное нажатие существенно влияет на структуру перехода. Однако, это влияние проявляется только при сравнительно незначительных усилиях. После некоторого значения приложенной силы, вызвавшей смятие, сопротивляемость току стабилизируется.
  4. Со временем на медных и алюминиевых контактах образуется защитная плёнка, увеличивающая сопротивление. Для борьбы с этим явлением используют сплавы, покрывают поверхности серебром. Окисление активизируется при повышении температуры (для меди свыше 70 ºC). Температура в свою очередь зависит от токов нагрузки.
  5. Очень интенсивно на открытом воздухе окисляется алюминий. Оксидная плёнка алюминия обладает довольно большим удельным сопротивлением.
Читайте также:  Производство нефтепродуктов в мире

Рис. 3. Переходное сопротивление стали

Чтобы добиться нужного результата, следует учитывать комплексное влияние всех вышеперечисленных факторов. Правилами устройств электроустановок строго регламентируется сопротивление контактной группы. Нарушение этих требований может привести к авариям.

Нормы по ПУЭ 7

Правилами предусмотрено соблюдение важных параметров, включая допустимые значения для контактных переходов. Измерения сопротивления постоянному току проводятся при испытаниях разъединителей и отделителей. Нормы по ПУЭ 7 требуют, чтобы показания величин для отделителей и разъединителей, предназначенных для работы под напряжением от 110 кВ, соответствовали данным заводов-изготовителей.

По правилам ПУЭ 7 для разъединителей типа РОН3, рассчитанных на номинальное напряжение 400 – 500 кВ (при номинальном токе 2000 А) переходное сопротивление не должно превышать 200 мкОм. Для ЛРН (110 – 220 кВ/ 600 А сопротивление контактов должно составлять 220 мкОм.

Требования для остальных типов отделителей, применяемые в сетях 110 – 500 кВ:

  • Номинальному току 600 А соответствует сопротивление 175 мкОм;
  • 1000 А – 120 мкОм;
  • 1500 – 2000 А – наибольшее допустимое сопротивление 50 мкОм.

Измерения выполняются между точкой «контактный ввод» и на клемме «контактный вывод».

Методика измерения

Можно использовать формулу ΔU/I и провести вычисления с помощью амперметра и вольтметра. Этим методом измеряют переходное параметры контактов мощных силовых выключателей. Для этого амперметр включают последовательно с контактами, а вольтметр параллельно. Перед амперметром добавляют балластный резистор, параметры которого подбирают так, чтобы рабочий ток контактов соответствовал току контактного сопротивления (с учётом требований ПУЭ).

Данная процедура довольно громоздкая. Целесообразно воспользоваться милиомметром.

При выборе омметра следует учитывать следующие обстоятельства:

  1. Границы измерений должны находиться в диапазоне контроля прибора.
  2. Нижний предел диапазона омметра должен начинаться от 10 мкОм.
  3. Погрешность измерений не должна превышать 0,5%.

Существуют специальные приборы, предназначенные для измерений переходного сопротивления контактов. Выше приведённые требования уже учтены в таких приборах. Один из измерителей показан на рисунке 4. Результат измерений отображается непосредственно на цифровом дисплее.

Рис. 4. Измерительный прибор METREL

При измерениях следует учитывать загрязнение контактов и рабочую температуру агрегата. Наличие сторонних включений на площадках контактов, равно как и заниженная температура может исказить показания измерителя в большую сторону. Чтобы получить наиболее реальные параметры, необходимо выбирать токи и напряжения, близкие по значению к номинальным, характерным для конкретного разъединителя. Следует также помнить о том, что контакты обладают первоначальным временным сопротивлением, которое снижается после прогрева.

Существуют профессиональные измерительные приборы, у которые можно регулировать выходную мощность в довольно больших пределах. Они обеспечивают более высокую точность измерения.

Поставка контрольно-измерительного и радиомонтажного оборудования, промышленной мебели, виртуальных приборов и электротехнической продукции.

Микроомметры, Миллиомметры, Омметры

Омметр – прибор для измерения активного, омического сопротивления. С помощью омметров измеряют сопротивление низкоомных цепей, переходное сопротивление выключателей и разъединителей, обмоток силовых трансформаторов и других устройств, а также определяют места повреждения кабеля и электрических соединений. Для измерения прибор подает на измеряемое сопротивление постоянный ток (иногда используют переменный ток).
Для измерения малых сопротивлений используется миллиомметр; очень малые сопротивления (меньше миллиОма) измеряют с помощью микроомметра.
Омметры, микро- и миллиомметры используются в лабораторных исследованиях и при проведении ремонтно-наладочных работ.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector