木森電氣帶你漲姿勢:開關回路接觸電阻的影響

木森 文章 保險 環境汙染 木森電氣 木森電氣 2017-08-31

國標GB/T 15078-1994中定義接觸電阻就是電流通過觸點時在接觸處產生的電阻。從狹義上來講就是連接導體之間接觸面上的電阻值,其廣義是反映了電荷從一種物體移動到另一種或同一種物質時要消耗一定的能量,這種能量的消耗好似一種阻力,而這種阻力與同種導線不同種導體的材料幾何形狀、接觸界面狀況、接觸的鬆緊距離等有關,可用電阻定律簡要描述為RJ=ρL/S。RJ為接觸電阻;ρ為導體的電阻率,由導體的材質決定,同時與溫度有關可表示為ρt=ρo(1+αt);S為導體的橫截面積;L是導體的長度。兩個導體接觸面變小、接觸表層氧化等會造成接觸電阻的急劇增長,電阻的發熱量與流過的電流平方成正比,與電阻的大小成正比,電阻又與溫度相關,溫度上升,電阻增大,結果會使接觸電阻與溫度相互循環上升。

在電流回路接觸電阻引起電流互感器二次迴路電阻增大,電流互感器測量誤差增大,電壓回路接觸電阻壓降增大。務必要引起繼電保護專業技術人員和管理人員的高度重視,不然後果難於預料。

  1、接觸電阻對電流回路的影響 :

  在我公司有不少電流回路採用插拔連接(即通過插頭、插座連接),如發電機中性點電流互感器在中性點櫃內的連接,機組MPN系列電動機保護裝置,所有電磁型電流繼電器都是帶底座插拔的等。帶底座插拔式外迴路引線通過底座與繼電器連接,這樣的電流回路連接優點是迴路操作簡單,缺點是造成電流回路開路的可能性增加,並且連接處的接觸電阻會造成電流互感器的10%誤差大幅增加,從而影響繼電保護裝置的可靠性和靈敏性。還有一些端子採用活動連片螺絲固定式,若連接片未固定牢固或接觸面積小就會發生端子排燒壞情況。某電廠6KV保護裝置櫃曾發生燒損情況,最後檢查就是連接片接觸太少,運行中發熱造成端子排高溫燒熔,二次迴路接線損壞,設備停運處理。以某電廠檢修中發現的電流互感器迴路問題為例來說明接觸電阻在電流回路中的影響。在1號機大修中發現1號高廠變高壓側A相電流互感器在高廠變端子箱處斷開電流互感器端子連接,測量電流互感器的直流電阻大約為10歐姆左右,懷疑為1號高廠變高壓側套管處電流互感器與外部連接的插頭接觸不好,在活動該插頭後電流互感器的直流電阻最大達到40多歐姆,但最小時不到2歐姆,可見電流互感器插頭連接處的接觸電阻變化很大。按最嚴重的情況下計算電流互感器的10%誤差曲線,在最大穿越性短路電流時該電流互感器的二次迴路電壓達到4800V,電流互感器的伏安特性曲線在300V左右已飽和。以高廠變二次額定電流2A計算電流互感器的誤差,二次迴路電壓為500V左右,也遠超過電流互感器的伏安特性曲線300V。從分析看使用帶插拔連接的電流回路根本不能適合現場的要求,必須進行端子接線改造。即便臨時處理活動連接部分後電流互感器的直流電阻合格,但因為該連接的引線較長,在室外引線要經受風吹雨打,在變壓器上的人隨手可碰觸引線,雨水溼氣進入連接頭內部造成生鏽氧化等各種因素都仍然會加劇接觸電阻的增大。

 2 、接觸電阻對電壓二次迴路的影響

  我公司發電機機端電壓互感器二次側引出線也均採用插拔式連接,其它電壓互感器二次側採用保險和空開,都存在接觸電阻的問題。某次在機組大修後發電機手動零起升壓試驗時,發電機剛升壓就發現匝間保護迴路有電壓,且有增大趨勢,最後經過多方面檢查為插件處插孔內陷,造成迴路接觸電阻增大,使保護測量到異常電壓,排除了一次設備故障的可能。電壓回路接觸電阻影響對計量回路影響最大,當保險盒或空開處的接觸電阻壓降為1V時(電壓互感器二次側額定電壓為57.7V),P=3×UI×COSφ,1÷57.7=1.73%,將造成1.73%電量計費損失,因此在工作中要求定期開展電壓互感器二次壓降現場誤差測試。尤其220KV、500KV母線電壓互感器帶負荷多,二次迴路的電流要大,保險盒和空開的接觸電阻壓降更大,直接影響公司的上網電量的計量,造成效益損失。

  現場一般要求電壓互感器的保護、測量、計量回路分開,保護要求電壓的誤差可以高些,所以對保護的影響較小。但6kV系統母線電壓互感器的計量、測量、保護二次迴路不分開,所以6kV母線電壓互感器保險和空開的負荷是很大的,接觸電阻壓降對保護、計量、測量的影響均不能忽略。如果6kV母線電壓互感器保險和空開的負荷電流0.5A計算,接觸電阻20歐姆計算,那麼接觸電阻造成的壓降就達到10V左右,這並不是最嚴重的情況。

  3、接觸電阻對直流回路及聯鎖的影響:

  接觸電阻在直流回路中的影響主要是繼電器接點的接觸電阻。由於環境條件如溫度、溼度、汙染等會造成繼電器接點氧化生鏽,振動等原因造成繼電器接點變形,這些都會造成繼電器接點接觸電阻的急劇變化,有些繼電器接點氧化膜太厚會出現接點閉合後不能導通。有些繼電器的線圈電阻本身很小,如防跳繼電器電流啟動線圈和電流保持線圈一般1~2歐姆,電流保持線圈與繼電器的接點串連,如果接點接觸電阻太大會影響繼電器的動作性能。繼電器接點接觸電阻增大,在通過大電流時有可能造成接點燒粘連,繼電器線圈失電後接點不返回。曾發生過有個變電站兩條110KV母線電壓互感器低壓切換中間繼電器因流過電流大造成接點燒粘連,在該母線停運時因為兩母線電壓互感器始終處於並列狀態,當斷開母線聯絡開關時造成運行母線經兩並列的電壓互感器向停電母線反充電,兩母線的電壓互感器保險均熔斷。某電廠曾發生發電機同期併網後主斷路器立即跳開的情況,現場無任何報警信號,經過繼電保護人員的仔細檢查,確認為線路保護裝置出口插件板上的跳閘繼電器接點粘連造成的。在電力系統繼電保護因繼電器接點接觸電阻大造成繼電器接點稍粘連的事故已多次發生,現在隨著微機保護的發展,繼電保護人員對電磁型繼電器的認識越來越淡化,對電磁型繼電器檢驗不夠重視,對微機保護中的重動和出口繼電器(屬於電磁型)漏檢現象很多,應該引起繼電保護人員的注意。

  接觸電阻在直流回路中的影響還表現在直流系統電源開關刀閘和各支路電源開關和電源保險處。當直流系統各支路電源開關和電源保險接觸電阻較大時,該支路出現多臺設備同時合閘和跳閘時,直接影響者設備跳閘合閘線圈處的直流電壓。假如支路電源開關和電源保險接觸電阻為5歐姆,發生6KV母線低電壓保護動作,假設有10臺電動機開關要跳閘,每臺開關跳閘電流1A,此時接觸電阻的壓降將達50V,此時很可能影響聯鎖跳閘迴路的拒動。

 4 、工作中應採取的措施 :

  4.1 將插拔式的插頭插座連接改為用端子排的直接連接。在互感器與外部連接處安裝一個防雨防塵的接線盒,內部電流互感器迴路與外迴路的連接經過接線盒內的端子排連接。在有檢修需斷開電流互感器連接時在端子排上將相關引線拆開。對於插拔式保護裝置,在每次插入裝置時均需檢查卡件到位,並在端子排上斷開連接,測量回路的電阻合格,並在日常點檢時用紅外測溫儀測試端子溫度。

  電磁型電流繼電器在每次插入時也要在電流繼電器底座端子上測量拔插前後繼電器交流回路的電阻不應有太大的變化。堅持每次停機電流回路的所有接線端子必須緊線。堅持定期測量電流回路的連接電阻和紅外溫度監測。

  4.2 定期測量電壓互感器計量回路、保險和空開處的電壓降和負載電流,每次電壓互感器迴路故障後也要及時保險盒和空開的電壓降。

  4.3 要按檢驗規程要求對電磁型繼電器的接點可靠性檢驗和繼電器內部接點的機械檢查,發現接點變形及時調整,調整仍不滿足要求要更換繼電器,接點氧化時要及時用紗布打磨,微機保護內的電磁型繼電器要按照電磁型繼電器檢驗規程認真檢驗。

  4.4 在每次大小修時要檢查直流系統電源開關刀閘和各支路電源開關和電源保險的接觸電阻,符合檢修規程的要求。根據需要測量直流系統電源開關刀閘和各支路電源開關和電源保險的接觸電阻壓降。

  4.5 養成良好的工作習慣,堅持對控制和聯鎖迴路進行整體傳動,確保迴路的完好。

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