Бесплатная горячая линия 8 800 700 28 15 sales@kocos.ru
Качество электрических соединений: руководство по измерению низких сопротивлений
28 сентября 2017
От генератора к потребителю электроэнергия в системах передачи и распределения проходит через множество электрических контактов, особенно в подстанциях и фидерных подстанциях. Надежность и состояние этих электрических соединений оказывает решающее влияние на доступность, безопасность и экономичность энергосистемы.

При передаче больших токов необходимо обеспечить как можно более низкое переходное сопротивление контактов. На величину переходного сопротивления влияет ряд факторов, и это влияние со временем, в процессе эксплуатации, усиливается. Большое переходное сопротивление ведет к росту потерь электрической энергии в виде нагрева контактов, сказывается на сроке службы распределительного оборудования и может привести к разрушению соединения с последующим аварийным отключением электроустановки. Неисправное соединение можно выявить и устранить проведением испытания на объекте.

Даже если соединение двух контактных поверхностей кажется идеальным, их размеры и площади прохождения тока все же не идентичны. Под микроскопом видно, что контактные поверхности неровные и покрыты изолирующим слоем загрязнения и окислов. При соединении с определенным усилием в контакт вступают только микроучастки контактных поверхностей, через которые и проходит ток. Уменьшение их площади приводит росту сопротивления. В результате увеличения сопротивления растет рассеиваемая мощность в точке контакта, что приводит к повышению температуры. А повышение температуры, в свою очередь, приводит к увеличению удельного сопротивления в точке контакта и ускорению процесса дальнейшей деградации переходного контактного сопротивления.

Значение рассеиваемой мощности в контактной точке имеет такую зависимость от тока и сопротивления: P = I²▪R

Контакт поверхностей на винтовом соединении сборной шины

Контакт поверхностей на винтовом соединении сборной шины представлен фактическими контактными поверхностями
(зеленым показано слой загрязнения/ окислов)

Со временем происходит старение электрического соединения и сопротивление контактной точки возрастает. Причинами этого являются: ослабление усилия сжатия контакта; образование примесных слоев; фреттинг-коррозия. В результате этого наблюдается рост переходного сопротивления контакта и, как следствие, повышение его температуры.

Повышение температуры и влияние внешних воздействий ускоряет образование примесных слоев, приводящее к дальнейшему росту оксидных слоев.

При фреттинг-коррозии, вызванной механическим смещением или расширением, контакты становятся несогласованными, и существующие микроконтакты разрушаются.

Эти факторы влияют на процесс старения, и процесс деградации переходного сопротивления движется в сторону разрушения контактного соединения с нарастающей скоростью.

Количественной мерой электрического соединения является сопротивление. Сопротивление электрического соединения составляет порядка нескольких мкОм. Для измерения такого низкого сопротивления потребуется специальная измерительная методика, например, четырехпроводное измерение сопротивления (метод Кельвина).

Измерители PROMET SE могут определять качество соединения так, чтобы можно было оценить состояние контактного соединения.
Поскольку есть два входа измерения напряжения, качество таких соединений, как винтовые соединения на сборных шинах, можно быстро и легко определить с использованием коэффициента качества. Коэффициент качества определяется отношением сопротивления соединения по длине перекрытия к сопротивлению шины на той же длине.
Прибор PROMET SE: схема измерения коэффициента качества

Прибор PROMET SE: схема измерения коэффициента качества

Коэффициент качества K является отношением сопротивления RCON по длине перекрытия lCON к сопротивлению сборной шины R REF той же длины lREF.

K = RCON / RREF

RCON Сопротивление соединения
RREF Сопротивление сборной шины
Схема соединения и измерение прибором PROMET SE
Схема соединения и измерение прибором PROMET SE

При планировании распределения электроэнергии важно иметь в виду, что потери происходят в результате слабого соединения, и для их компенсации электрогенераторам приходится вырабатывать дополнительную энергию.

Поэтому, при выполнении электрического соединения примите меры минимизации влияния последующего старения, чтобы соединение было надежным и не требовало обслуживания.

Определяя при установке или техобслуживании сопротивление или качество соединения, можно проверить, что соединение выполнено правильно и, таким образом, сократить потери электроэнергии, повысить срок службы и улучшить безопасность системы.


© kocos.ru, 2017
© ООО "Евротест", 2017

Частичное или полное использование материалов статьи возможно только с разрешения правообладателя
все статьи

Сделать заказ!