淺析變壓器直流電阻測試儀的特點(diǎn)和使用方法

直流電阻試驗(yàn)售后保障
      在直流條件下測量的電阻被稱作直流電阻，在發(fā)電廠和電力網(wǎng)中，經(jīng)常都需要測量直流電阻。比如電機(jī)的電樞繞組的直流電阻，變壓器繞組的直流電阻，斷路器導(dǎo)電回路的直流電阻等。所以說，直流電阻測量是電氣設(shè)備交接，維修和預(yù)防性試驗(yàn)中不可缺少的測試項(xiàng)目之一。 
      所需要測量的電阻數(shù)值范圍很寬，約10－6～1017甚至更大范圍。測量電阻的方法很多，都有著各自的測量特點(diǎn)，適用于不同阻值的測量范圍，測量誤差也各不相同。因此，需要根據(jù)被測對象的特點(diǎn)及具體要求，選擇不同的測量方法。測量直流電阻的儀器設(shè)備，一般采用電壓表，電流表就行。如果測量的**度要求比較高，則可以采用電橋，電位差計(jì)或數(shù)字式電阻表。在下圖中，列舉了高壓電氣試驗(yàn)中測量只列電阻的主要方法及測量范圍和測量誤差。

測量支流電阻的常用方法：

電阻表法
電阻表法，顧名思義就是用電阻表直接測量直流電阻。雖然這種方法可以直接讀取電阻的數(shù)值，但是其**度不高，只能測量一個(gè)大致的范圍。使用這種方法的前提是對電阻值的**度要求不高。
電壓-電流表法
電壓-直流表法也叫做直流電流電壓降法。這種方法也不能達(dá)到很高的**度，但是它的測量條件與被測電阻的實(shí)際工作條件基本一致，特別適宜于測量非線性電阻。
直流電位差計(jì)法
直接電位差計(jì)法，適用于測量發(fā)電機(jī)定子繞組的直流電阻。它可以在不影響通過被測繞組的電流數(shù)值的情況下，得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
電橋法
電橋法是測量支流電阻的*常用方法，用到直流電橋，其體積小操作方便，適合攜帶。直流電橋分單臂電橋和雙臂電橋兩種。
測量發(fā)電機(jī)定子繞組直流電阻后分析判斷測量結(jié)果的方法售后保障  
     (1)交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“各相或各分支繞組的直流電阻，在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后，相互間差別不應(yīng)超過其*小值的2％；與產(chǎn)品出廠時(shí)測得的數(shù)值換算至同溫度下的數(shù)值比較，其相對變化也不應(yīng)大于2％”。
在預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程中要求；“汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組相或各分支的直流電阻值，在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后相互間差別以及與初次(出廠或交接時(shí))測量值比較，相差不得大于*小值的1．5％(水輪發(fā)電機(jī)為1％)。超出要求者，應(yīng)查明原因”。其相間差別的相對變化的計(jì)算方法是，如前一次測量結(jié)果A相繞組比B相繞組的直流電阻值大1．5％，而本次測量結(jié)果B相繞組比A相繞組的直流電阻值大1％，則B相繞組與A相繞組的直流電阻值的相對變化為2．5％
(2)各相或分支的直流電阻值相互間的差別及其歷年的相互變化大于1％時(shí)，應(yīng)引起注意，可縮短試驗(yàn)周期，觀察差別變化，以便及時(shí)采取措施。
(3)將本次直流電阻測量結(jié)果與初次測得數(shù)值相比較時(shí)，必須將電阻值換算到同一溫度，通常歷次直流電阻測量值都要換算到20℃時(shí)的數(shù)值。
(4)測量定子繞組的直流電阻值后，經(jīng)分析比較，確認(rèn)為某相或某分支有問題時(shí)，則應(yīng)對該相或分支的各焊接頭作進(jìn)一步檢查。其常用方法有直流電阻分段比較法、焊接頭發(fā)熱試驗(yàn)法、測量焊接頭直流電阻法、渦流探測法及射線透視法，這些專門的方法須另外參閱有關(guān)資料。
 
電纜直流電阻的測試方法
電纜導(dǎo)體包括導(dǎo)體芯線、金屬屏蔽層、金屬護(hù)套，是高壓電纜*主要的組成部分之一。電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程DL/T596-1996中規(guī)定，必須對電纜導(dǎo)體的直流電阻進(jìn)行測試。
在武漢南瑞西高多年電力工程案例中，造成電纜導(dǎo)體直流電阻故障的主要有以下幾個(gè)原因：
1.個(gè)別生產(chǎn)廠家的電纜銅屏蔽層不連續(xù)，甚至嚴(yán)重到某一相或三相爭端無銅屏蔽層；
2.安裝維護(hù)單位在做接頭時(shí)，接頭兩端的銅屏蔽層接觸**或電纜接頭處芯線導(dǎo)體接觸**等。
3.對于鉛封油浸紙介質(zhì)電纜，在電纜的接頭處容易形成芯線導(dǎo)體接觸**，或接頭兩端鉛套接觸**或斷開現(xiàn)象。
上述現(xiàn)象極易造成電纜銅屏蔽層中的某一點(diǎn)的電阻增大，產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，從而形成各種電纜故障。因此，進(jìn)行電纜導(dǎo)體的直流電阻試驗(yàn)是十分必要的。鑒于直流電橋使用比較麻煩，而且效率低下，現(xiàn)在武漢南瑞西高工程師特以速度快、測量范圍廣、操作方便的直流電阻測試儀為例，詳細(xì)為用戶介紹電纜導(dǎo)體直流電阻的測試方法。
 
電纜直流電阻的測試方法
1、將測試線與被測變壓器相連接
將儀器的C1、C2、P1、P2端子與被試品按下圖的接線方法接好。（測量方式為“四線制測量法”，此種方法可消除C1、C2、P1、P2間的接觸電阻，并且可以消除聯(lián)接線的電阻對測試結(jié)果的影響。）
2、將儀器接地端與被試品相連
在環(huán)境電磁場干擾嚴(yán)重或試品為感性試品的情況下，應(yīng)將儀器的地線端子與被試品的地線用導(dǎo)線連接好，以消除外界干擾，使測得的數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。如儀器的讀數(shù)還不夠穩(wěn)定，則需在讀數(shù)結(jié)果出來后短接變壓器的非被測端。即測量低壓側(cè)時(shí)短接高壓側(cè)，測量高壓側(cè)時(shí)短接低壓側(cè)。
3、接上電源線，打開電源開關(guān)
此時(shí)應(yīng)將儀器置于“充電”狀態(tài)，電阻值顯示框內(nèi)顯示“0000”。
4、選擇合適的量程
根據(jù)被試品的大小，估計(jì)被試品的電阻，選擇合適的測量量程。如果不能估計(jì)電阻大小，量程可以由大到小選擇。
5、調(diào)零
儀器在“20mΩ”和“200mΩ”檔時(shí)，在充電狀態(tài)下，調(diào)節(jié)“調(diào)零”旋鈕，使電阻顯示框內(nèi)顯示為“0000”，其他量程均能自動(dòng)歸零。
6、測量
將“充電測量”開關(guān)置于“測量”狀態(tài)，儀器進(jìn)入自動(dòng)測量階段，待電阻值顯示框顯示數(shù)值穩(wěn)定后即可讀數(shù)，并帶上相應(yīng)的量程單位。
7、放電
測量完畢，將“充電測量”開關(guān)置于“充電”狀態(tài)，關(guān)掉電源開關(guān)，“放電指示”燈亮，待“放電指示”燈熄滅后，再拆除變壓器的連線。否則會(huì)產(chǎn)生反向感應(yīng)電動(dòng)勢，危害人身**。
電纜直流電阻的判斷準(zhǔn)則
當(dāng)銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比與投運(yùn)前相比增加時(shí)，表明銅屏蔽層的直流電阻增大，銅屏蔽層有可能被腐蝕；當(dāng)該值與投運(yùn)前相比減少時(shí)，表面附件中的導(dǎo)體連接點(diǎn)的接觸電阻有增大的可能。
需要引起注意的是，由于溫度對導(dǎo)體電阻測量結(jié)果影響較大，因此，測量電流的大小將對導(dǎo)體電阻有一定的影響。當(dāng)測量電流較大時(shí)，被測電纜導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生較大的溫升，使導(dǎo)體電阻增大，如果超差較大，應(yīng)考慮電纜接頭是否接觸良好。在采用四端法測量時(shí)，一定要按照正確的接線方法進(jìn)行測量：兩個(gè)電壓端在內(nèi)測，兩個(gè)電流端在外側(cè)，電纜另一端三相和地一定要用銅質(zhì)粗短先可靠連接。

直流電阻測試儀常見問題及解決方法
直流電阻測試儀是側(cè)向變壓器繞組以及大功率電感設(shè)備直流電阻的理想設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，也有用戶反映設(shè)備在使用過程中會(huì)出現(xiàn)故障。下面為大家詳細(xì)講解直流電阻測試儀廠出現(xiàn)的三個(gè)問題及解決方法。
1.直流電阻測試儀一開機(jī)就燒保險(xiǎn)。
開機(jī)燒保險(xiǎn)情況需要分兩種情況：5A~10A的直阻儀出現(xiàn)這種情況，一般來說是高壓將內(nèi)置變壓器燒壞，致使儀器無法正常使用；電流在20A以上的直阻儀出現(xiàn)這種情況，通常是開關(guān)電源有問題。
出現(xiàn)燒保險(xiǎn)的情況，只需及時(shí)更換變壓器或者開關(guān)電源即可正常使用。在進(jìn)行設(shè)備維修時(shí)，必須有**工程師對設(shè)備進(jìn)行拆卸，如果現(xiàn)場不具備維修條件，則需返廠維修。
2.使用直流電阻測試儀，但是測不出來電阻值。
出現(xiàn)測不出值的現(xiàn)象一般有兩種原因：1.開關(guān)電源壞了，無電流輸出；2.設(shè)定值超出設(shè)備量程，程序無法識(shí)別指令。
如果是電源損壞，更換電源即可。如果是超量程，重新啟動(dòng)儀器，選擇范圍內(nèi)的電阻或電流進(jìn)行測量即可。
3.直流電阻測試儀試驗(yàn)過程中出現(xiàn)花屏。
直阻儀出現(xiàn)花屏極有可能是內(nèi)部排線接觸**。關(guān)機(jī)檢查排線是否松動(dòng)，加固排線即可解決問題。
還有一種可能是由于電磁干擾導(dǎo)致屏幕顯示異常。如果是這個(gè)原因，只需聯(lián)系廠家，增加一個(gè)濾波電容即可。
除了設(shè)備本身的質(zhì)量問題之外，不合理的操作方法和貯存方式也會(huì)造成設(shè)備損壞。在使用過程中，不能用高溫東西接觸LED屏，測試前需檢查輸入接口夾具是否正常。另外，保持設(shè)備干燥清潔也是延長使用壽命的有效法方法。另外，對于檢測設(shè)備精準(zhǔn)測量的特殊要求，*好每年對設(shè)備進(jìn)行校正一次，確保測量值的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
 
如何測量變壓器線圈的直流電阻？
       測量變壓器繞組直流電阻的目的是：檢查繞組接頭的焊接質(zhì)量和繞組有無匝間短路現(xiàn)象；電壓分接開關(guān)的各個(gè)位置接觸是否良好及分接的實(shí)際位置是否相符；引出線有無斷裂，多股導(dǎo)線并繞組是否有斷股等情況。變壓器在大修時(shí)或改變分接頭位置后，或者出口故障短路后，需要測量繞組連同套管一起的直流電阻。測量方法如下。
       （1）電流、電壓表法。又稱電壓降法，其原理是在被測電阻中通以直流電流，測量該電阻上的電壓降，根據(jù)歐姆定律即可算出被測電阻值。由于電流表和電壓表的內(nèi)阻對測量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響，所以它們被接入測量電路的方式應(yīng)慎重考慮。
       （2）平衡電橋法。它是一種采用電橋平衡的原理來測量直流電阻的方法，常用的平衡電橋有單臂和雙臂電橋兩種。測量變壓器的直流電阻時(shí)，應(yīng)在變壓器停電并拆去高壓引線后進(jìn)行。對大型大容量電力變壓器，因RL串聯(lián)電路的充電時(shí)間常數(shù)τ很大，使得每次測量需很長時(shí)間來等候電流、電壓表指示穩(wěn)定，因而工作效率很低，常采用特殊儀器（如恒流電源）來代替試中的電源，這樣可大大縮短測試時(shí)間。測量變壓器線圈直流電阻的標(biāo)準(zhǔn)是：對于1600kVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%，無中性點(diǎn)引出線的繞組，線間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%，對于1600kVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%，與以前相同部位測得值比較，其變化不應(yīng)大于2%。

如何檢定直流電阻測試儀以及誤差的分析
       過去一般檢定直流電阻測試儀，是采用大功率模直流電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器，對其進(jìn)行檢定。檢定接線復(fù)雜，而且檢定過程中直流電阻測試儀輸出的直流電流通過調(diào)制轉(zhuǎn)換成小電流，再由固定阻值的直流標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生不同的電壓輸出，模擬不同阻值的大功率電阻，但始終無法消除波紋給檢測結(jié)果帶來的影響。經(jīng)過幾年的探索研究，研制了有源大功率直流電阻器，用其做為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行檢定直流電阻，接線簡便，同時(shí)能夠消除大電流引起的發(fā)熱和波紋影響，使檢測結(jié)果更**，而且也大大縮短檢定時(shí)間，提高了工作效率。
       1 大功率電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器
       大功率電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器大體上可分為三大類：大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器、大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器、有源大功率標(biāo)準(zhǔn)直流電阻器。
       1．1大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器
       大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器，由多個(gè)電阻串聯(lián)構(gòu)成，見圖l。作為標(biāo)準(zhǔn)直流電阻檢定直流電阻時(shí)?輸出的大電流在電阻器各端形成不同的分壓，由此測得不同阻值的直流電阻。盡管此標(biāo)準(zhǔn)電阻為實(shí)物電阻，能夠反映直流電阻測量儀測量的真實(shí)情況。但由于其為充油電阻，體積大，發(fā)熱高，穩(wěn)定性很難保證。因此，逐步被大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器所取代。
       1．2大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器
       大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器，是將直流電阻測試儀輸出的直流電流通過調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成小電流，由固定電阻值產(chǎn)生壓降，作為電壓輸出，以此模擬不同阻值的大功率直流電阻，見圖2。該標(biāo)準(zhǔn)電阻器工作范圍較寬，準(zhǔn)確度較高，穩(wěn)定性也很好；但接線端子過多，接線比較復(fù)雜，試驗(yàn)中始終存在波紋對檢測的影響。
       1．3有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器
       有源大功率標(biāo)準(zhǔn)直流電阻器它的組成是采用1個(gè)固定阻值的大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器和l臺(tái)精密電子變壓箱共同構(gòu)成。實(shí)際上精密電子變壓箱與大功率直流電阻構(gòu)成1個(gè)四端電阻。C1、C：為電流端，P。、P2為電壓端。從C卜C：端輸人大功率直流電流f，通過高穩(wěn)定的大功率直流定值標(biāo)準(zhǔn)電阻rl產(chǎn)生壓降毗。即先將大電流變換為小電壓，避免了大電流給測量帶來的發(fā)熱現(xiàn)象。而且，高精密電子變壓箱通過低通濾波又抵消了波紋的影響，確保了檢定的準(zhǔn)確。因此，有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器，是目前用于校準(zhǔn)直流電阻測試儀比較理想的儀器。
       2 有源大功率電阻器檢定系統(tǒng)及誤差分析
       2．1 有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)
       有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器中的高精度電子變壓箱的電路主要是由模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、DSP、數(shù)／模轉(zhuǎn)換器DAC、放大、濾波電路和外部接口等組成，。從式，．=11．0rs／u；=／o-．中看出，在檢定中需要等效電阻值精準(zhǔn)的關(guān)鍵是電子變壓箱的變壓系數(shù)后精準(zhǔn)。電子變壓箱通過其系統(tǒng)的一系列濾波采樣能夠讀取精準(zhǔn)Ⅱ；，相對于UO、n；的誤差可以忽略不計(jì)。采用高分辨率的DAC和溫度系數(shù)不低于I肛V／"C的電壓參考源共同保障‰的準(zhǔn)確度。所以，理論上后的準(zhǔn)確度可以達(dá)到0．05%。
       2．2誤差分析
       有源大功率直流電阻器的直流標(biāo)準(zhǔn)電阻等級(jí)一般在0．01%，而高精度電子變壓箱的誤差主要來源于其中的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器DAC，轉(zhuǎn)換帶來約lO斗V的誤差。因此，理論誤差應(yīng)不低于0．05%砍可面兩‘可而再矛一o．05%檢定直流電阻測試儀使用的有源大功率電阻器，在不同測量范圍的實(shí)際準(zhǔn)確度
       3 結(jié)束語
       3.1實(shí)驗(yàn)表明：采用固定電阻值的大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻與精密電子變壓箱構(gòu)成的有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器可有效避免校驗(yàn)時(shí)大電流、大功率帶行堆焊處理(管子與鰭片同時(shí)堆焊)，堆焊區(qū)域?yàn)樵缚p上下各約50 mill。堆焊后打磨，使管子與堆焊層之間平滑過渡，過渡區(qū)域長度約20一25衄。
       目前部分電廠在該部位采用噴涂防磨涂層處理，但一般防磨涂層與基材結(jié)合達(dá)不到冶金結(jié)合的強(qiáng)度，加上涂層與管材膨脹系數(shù)的差異及熱阻的存在，防磨涂層容易形成分層鼓包脫落，在脫落處形成磨損。另外，防磨涂層給該區(qū)域磨損后焊接修補(bǔ)處理帶來極大不便。
       3.2根據(jù)爐膛四角**根水冷壁管子容易磨損的特點(diǎn)，在夾角**根水冷壁管兩側(cè)鰭片焊上Y型抓釘，再防磨澆注料將夾角兩側(cè)**根水冷壁管包縛處理。當(dāng)然，此種方**使?fàn)t內(nèi)容積稍微減小，受熱面對流、輻射傳熱量減小，鍋爐熱效率會(huì)受到一定的影響，但總之是利多弊少。
       3.3防磨澆注料應(yīng)選擇既耐磨又具有較強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度的材料，澆注應(yīng)請有資質(zhì)的**施工隊(duì)伍進(jìn)行，嚴(yán)格按照要求保養(yǎng)，避免快速升溫升壓而降低其性能。檢查發(fā)現(xiàn)有局部澆注料脫落時(shí)，應(yīng)將原來澆注料盡量打掉，使之露出抓釘，對缺少抓釘?shù)牟课?*行補(bǔ)焊抓釘后再進(jìn)行澆注料修補(bǔ)。
       3.4運(yùn)行人員應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，合理配風(fēng)，保持適當(dāng)床壓，減少超負(fù)荷超煤量運(yùn)行，使各項(xiàng)參數(shù)處于合理的范圍內(nèi)。
       3.5檢修維護(hù)人員要增強(qiáng)責(zé)任心，加強(qiáng)停爐檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)按工藝要求進(jìn)行處理，盡可能將事故消除在萌芽階段。
       3.6由于3臺(tái)鍋爐配2臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，可以定期輪流停1臺(tái)鍋爐進(jìn)行檢查，這樣既可以平均利用3臺(tái)鍋爐，又可以及時(shí)檢查水冷壁磨損情況。
       3.7循環(huán)流化床鍋爐是高效環(huán)保型鍋爐，雖然存在受熱面磨損的缺點(diǎn)，但只要綜合考慮各方面的影響因素，并積極采取應(yīng)對措施，就一定能夠較大程度的減少磨損停爐事故，提高循環(huán)流化床鍋爐的可靠性、**性、經(jīng)濟(jì)性。