Меню

Переходное сопротивление контактов вакуумного выключателя нормы

Что такое переходное сопротивление контактов и как его измерять?

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

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:  Автоматические выключатели серии а3163

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.

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Вакуумные выключатели 6-10 кВ (Страница 2 из 2)

Страницы Назад 1 2

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 21 по 29 из 29

21 Ответ от Novik 2015-01-14 08:52:31

  • Novik
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-02-14
  • Сообщений: 410
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Вакуумные выключатели 6-10 кВ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ BB / TEL – 6 (10
При эксплуатации вакуумного выключателя сопротивление главных контактов, как правило, повышается в результате воздействия электрической дуги на поверхность контактов. Измерение необходимо производить поверенным прибором, тем же или того же класса, которым производились измерения при вводе данного выключателя в эксплуатацию. В случае получения результатов более чем в 2 раза превышающих нормативное значение необходимо выполнить контрольный замер прибором того же класса, как и на заводе-изготовителе (тест ток пост. 100 А, погрешность до 1%).
Заключение изготовителя о возможности дальнейшей эксплуатации изделия предоставляется после получения протоколов измерений от заказчика.
Если измеренное значение не превышает нормированную или измеренную при вводе в эксплуатацию (если она была выше) величину более чем в два раза, то допускается дальнейшая эксплуатация вакуумного выключателя, при условии, что реальная величина тока в данной ячейке, не превышает допустимую величину, определяемую по приведённым на рис. 6.1 кривым.
При проведении текущих ремонтов необходимо контролировать допустимый износ контактов, который определяется на подвижном контакте камеры по ширине окрашенной полосы (при ее наличии).

Читайте также:  Розетки выключатели накладные шнайдер

22 Ответ от Dnestr 2015-01-14 10:18:17 (2015-01-14 10:20:46 отредактировано Dnestr)

  • Dnestr
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Приднестровье
  • Зарегистрирован: 2011-01-09
  • Сообщений: 1,092
  • Репутация : [ 2 | 0 ]

Re: Вакуумные выключатели 6-10 кВ

Если у вакуумника незначительно завышено переходное сопротивление

А о каких вакуумных выключателях идет речь? Я замерял переходные сопротивления выключателей «таврида электрик» и у меня вместо положенных по норме 40 мком получилось больше на 20-25мком. Измерял по этой схеме
http://rghost.ru/60336779/thumb.png
но по этой схеме к переходному сопротивлению камеры добавляется переходное сопротивление контакта шина-неподвижный контакт (это в верхней части выключателя на картинке, шпилька не токоведущая стальная, играет роль крепления). Сняв шину со шпильки и подключив измерительные концы прибора (Cibano 500) непосредственно к контактной поверхности, минуя шпильку получил сопротивление меньше 40 мком. Это речь идет о новых выключтелях еще не бывших в работе.

Источник



ПУЭ-7 п.1.8.22 Нормы приемо-сдаточных испытаний. Вакуумные выключатели

1. Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Измерение производится согласно указаниям раздела 1.8.37.

2. Испытание изоляции повышенным напряжением частоты 50 Гц.

2.1. Испытание изоляции выключателя.

Значение испытательного напряжения принимается согласно табл.1.8.16.

2.2. Испытание изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Испытания производятся согласно указаниям раздела 1.8.37.

3. Проверка минимального напряжения срабатывания выключателя.

Электромагниты управления вакуумных выключателей должны срабатывать:

— электромагниты включения при напряжении не более 0,85·;

— электромагниты отключения при напряжении не более 0,7·.

4. Испытание выключателей многократными опробованиями.

Число операций и сложных циклов, подлежащих выполнению выключателем при номинальном напряжении на выводах электромагнитов, должно составлять:

— 3-5 операций включения и отключения;

— 2-3 цикла ВО без выдержки времени между операциями.

5. Измерение сопротивления постоянному току, измерение временных характеристик выключателей, измерение хода подвижных частей и одновременности замыкания контактов.

Производятся, если это требуется инструкцией завода-изготовителя.

Источник

Особенности переходного сопротивления

Время на чтение:

Одним из параметров электрической сети и, в частности коммутационных соединений, является СП — сопротивление перехода. Оно появляется там, где цепь связывается контактами для ее обычного функционирования. В этих местах при неправильном соединении могут возникать проблемы, которые приводят к опасным для здоровья людей и работы техники ситуациям. В этом материале рассмотрено, что такое контактное сопротивление, как его измерить и какими инструментами пользоваться.

Что такое переходное сопротивление

Переходным называют такое сопротивление, которое возникает в местах проводника, где ток проходит с одного провода на другой или с проводника на какой-либо электрический прибор. Случается это в тех случаях, когда имеет место плохое соединение или контакт проводов.

Варианты контактов проводов

Исходя из законов физики, в таких местах при прохождении тока нагрузки выделяется определенное тепло. Его величина равна квадрату проходящего тока, поделенного на сопротивление места контакта. Такие места могут нагреваться до достаточно больших температур и при соприкосновении с материалами, подверженными горению или плавлению, могут вызвать пожар и нестабильную работу оборудования.

Обратите внимание! Именно такие контакты являются основной причиной пожарных ситуаций, взрывов и коротких замыканий. Опасность также возникает из-за того, что такие контакты тяжело обнаружить, а механизмы защиты сетей и приборов, даже если они современные, не всегда могут предотвратить аварийную ситуацию.

Факторы, из-за которых появляется

Сопротивление контакта связывает между собой отдельные участки цепи. В месте соединения образуется взаимное прикосновение провождения тока. Через этот участок ток из одной ветки может попасть в другую. Если просто наложить жилы друг на друга, то надежного соединения не будет. Связано это в первую очередь с тем, что поверхность, какой бы гладкой она не казалась, состоит из неровностей. При многократном увеличении это можно заметить даже на идеально отшлифованных и отполированных материалах.

Важно! На практике станет понятно, что площадь реального контакта намного меньше, чем визуального.

Читайте также:  Измерение переходного сопротивления контактов масляного выключателя

Еще одним фактором возникновения сопротивления перехода является пленка, получающаяся в результате окисления металла проводника. Такие пленки мешают току двигаться и стягивают его направления в точках касания. Избавиться от этого полностью нельзя, так как его величина всегда больше, чем удельное сопротивление металла проводника.

Пятна касания и неровности контактов под микроскопом

От чего зависит переходное сопротивление и какие нормы установлены

Перед тем как разобрать факторы, влияющие на такой вид сопротивления, необходимо определить, что собой представляют контакты. Они делятся на виды исходя из типа контактируемой поверхности:

Обратите внимание! Всю площадь соприкосновения можно посчитать так: Sпр = F/σ, где F — сила сжатия проводников, а σ — временное сопротивление материала, из которого выполнены контакты.

Сопротивление перехода также зависит от метода соединения:

Есть ряд норм, которые приняты документом ГОСТ 24606.3-82. Они определяют нормальные значения для переходного сопротивления различных контактов. Ниже приведена таблица, которая включает в себя нормы по типам выключателей, номинальному напряжению, номинальному току, влияющие на сопротивление контактов фазы выключателя.

Таблица норм для автоматических выключателей

Обратите внимание! Предотвратить окисление металлов можно с помощью протирания контактов растворами на спиртовой основе. Соединения болтового типа или опрессовку допускается смазывать техническим вазелином или солидолом. Это снижает доступ кислорода к металлу и замедляет процесс окисления.

Как правильно измерять переходное сопротивление

Есть определенные правила, описывающие правильное измерение Rn для устройств коммутации. К ним относятся автоматические выключатели, всевозможные разъединители и шины.

Методов измерений насчитывается несколько:

  • метод, когда отсчет производится прямо и непосредственно;
  • с использованием мультиметра (можно также пользоваться амперметром или вольтметром);
  • способ измерения нестабильного статического поведения сопротивления перехода.

Обратите внимание! Первый пункт предполагает использование приборов для непосредственного расчета с погрешностью менее 10 %. Чаще им пользуются для измерения Rn контактного соединения. Перед замером контакты не очищают. Их соединяют с выводами приборов. При этом перемещать приборы и размыкать контакты противопоказано.

При втором способе определяется величина падения напряжения при фиксированном значении тока на переходе, который тестируется. Погрешность любого прибора в измерительной системе подобного рода не более 3 %. Изначально значение сопротивления подбирается в несколько раз больше, чем предполагаемое. Расчет выполняется по формуле: Rп = UPV2/IPA, где UPV2 — цифра, которую показал вольтметр PV2 в В; IPA — ток, измеренный амперметром PA в Ам.

Статическая нестабильность сопротивления перехода определяется исходя из среднеквадратичного изменения Rn, определяемого в ходе многократного измерения. Погрешность таких замеров +/- 10 %.

Список приборов для измерения СП

С какой периодичностью нужно делать замеры

Чаще всего замеры ПС проводят для контактов заземления, представляющего собой соединение оборудования с заземлителем. В полном объеме (с раскапыванием грунта и осмотром состояния заземлителя и его контактов) проверка проводится один раз в 12 лет. После капитального ремонта, если он касается заземляющих устройств, проверка также выполняется. Часто проверки рекомендуют производить во времена когда, когда земля обладает наибольшей степенью промерзания и высыхания (зимой и летом).

К сведению! Значение ПС, которое лежит в норме всех регламентирующих документов, будет обеспечивать стабильность работы всех устройств коммутации, что в свою очередь благоприятно скажется на качественной и стабильной работе электроприборов.

Какие бывают ошибки при замерах

Часто люди получают неправильные результаты в результате тестирования контактов, так как не знают, что они зависят от того, насколько элементы загрязнены и какова их температура. При проведении измерений следует выбирать такой ток и напряжение, которые будут полностью соответствовать работе реле и контактов в их схеме.

Когда устанавливаются большие нагрузки, то стоит помнить, что существует начальное противодействие контактов, и оно достаточно высокое. После соединения их оно значительно уменьшается посредством очистки электричеством. Нормированное СП должно равняться приблизительно 0,05 Ом. Это является максимально допустимым параметров по всем регламентирующим документам.

Микроомметр MMR-610 и измеритель СП

Таким образом, измерение переходного сопротивления контактных соединений может осуществляться несколькими методами с использованием различных приборов. Делать это необходимо по регламентированным правилам, чтобы избежать аварийных и опасных ситуаций.

Источник