什么是接觸電阻測試以及為什么要進行接觸電阻測試
特高壓電力旗下的回路電阻測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
什么是接觸電阻
接觸電阻是由于表面條件和其他原因,當觸點相互接觸時(在設備的閉合條件下)對電流流動的阻力。這可能發生在以下聯系人之間:
斷路器
接觸器
繼電器
開關
連接器
其他開關設備
接觸電阻測試也稱為導管測試,測量電氣連接的電阻——終端、接頭、連接器、母線部分或電纜連接等。這些可以是任意兩個導體之間的連接,例如電纜連接或母線段。用于進行風管測試的儀器稱為歐姆表,由于其功能是進行風管測試,所以歐姆表也稱為風管測試儀。
風管測試儀有多種型號,例如微型、兆歐和毫歐表、靜態電阻測試儀或代表數字低電阻歐姆表的 DLRO。用于測量不同應用電氣測試中的電阻。該測試儀由一個直流電流表和一些其他組件組成。該測試測量微歐或毫歐級別的電阻,主要用于驗證電氣連接是否正確,并可檢測以下問題:
松散的連接
螺栓連接處有足夠的張力
腐蝕接觸面
受污染或腐蝕的觸點
術語接觸電阻是指對系統總電阻的貢獻,可歸因于電引線和連接的接觸界面,而不是固有電阻,固有電阻是固有屬性,與測量方法無關。這種效應通常用術語電氣接觸電阻或 ECR 來描述,并且可能會隨著時間而變化,通常會在稱為電阻蠕變的過程中下降。William Shockley 介紹了注入電極上的電位降的概念,以解釋實驗結果與漸進通道逼近模型之間的差異。除了術語 ECR,還使用了“界面阻力”、“過渡阻力”或簡稱為“校正項”。術語“寄生電阻”已被用作更通用的術語,
為什么需要接觸電阻測試?
需要定期檢查斷路器中的觸點,以確保斷路器正常運行。維護不善或損壞的觸點會導致電弧、缺相甚至火災。
該測試對于承載大量電流的觸點(例如開關柜母線)尤其重要,因為較高的觸點電阻會導致較低的電流承載能力和較高的損耗。導管測試通常使用微/毫歐表或低歐姆表進行。
接觸電阻的測量有助于識別觸點的微動腐蝕,并允許診斷和預防觸點腐蝕。接觸電阻的增加會導致系統中的高壓降,這需要加以控制。
在接觸電阻測試期間做了什么?
對斷路器觸點進行的兩種常見檢查是目視檢查和接觸電阻檢查。
目視檢查包括檢查斷路器的觸點是否有因電弧和觸點磨損或變形而引起的任何凹痕。
第二項檢查是接觸電阻測量。這涉及通過觸點注入固定電流,通常約為 100A、200A 和 300A,并測量其上的電壓降。該測試是使用特殊的接觸電阻測量儀器完成的。然后,使用歐姆定律,計算電阻值。電阻值需要與制造商給出的值進行比較。該值還應與以前的記錄進行比較。
這兩個測試需要一起完成。由于存在具有良好接觸電阻但處于損壞狀態的觸點的情況。因此,要使觸點被證明是健康的,它需要具有良好的接觸電阻并應通過目視檢查測試。
導管測試儀
通常有兩種類型的風管測試儀:
串聯型歐姆表有 4 個電阻、內部電池電壓 - E 和輸出端子 A 和 B。當將 A 和 B 端子與 R1 和 R2 電阻連接時,電池形成一個簡單的串聯電路。
分流型歐姆表,用于測量小電流電阻值。當 A 和 B 端子閉合時,指針讀數為零,因為電流僅流過電阻器 RX。當這兩個端子打開時,沒有電流流過 RX 電阻,因此風管測試儀上的讀數被標記為無窮大。
我們如何進行接觸電阻測試?
測試標準
評估電氣連接接觸電阻的標準很大程度上取決于連接類型(例如螺栓連接、焊接、夾緊、焊接等)、金屬接觸表面積、接觸壓力等。這些會因設備和制造商,并且沒有規定最小接觸電阻的代碼或標準。因此,需要咨詢制造商的建議。例如,制造商有時會引用大型螺栓母線接頭的最大接觸電阻為 10 微歐。
接觸電阻測量及其應用領域相當廣泛。
電氣連接
電路的電氣連接有多種方式和手段,如焊接連接、壓接連接、插接緊密連接等。如果你想知道一個連接器的質量和它的傳導特性,你只需要測量它的接觸電阻。接觸電阻常用于開關、繼電器和PCB焊盤的質量測試。
在機械裝配方面,金屬接觸面的接觸電阻可用于評估機械裝配的可靠性和密封性。接觸電阻與接觸面的導電特性有關。對金屬表面的面積越大,雜質越少,導電性越好,電阻越低,反之亦然。
通過測量接觸電阻的方式,我們可以定性地分析機械裝配的可靠性和密封性。該技術已應用于EMC屏蔽組件的質量測試。不同應用的測量方法不一樣。例如,在測量大功率開關和繼電器的接觸電阻的情況下,應該使用大電流,一對觸點,就像工作狀態下實際發生的情況一樣。在干電路連接器的情況下,測試電流應低,以防止接頭受熱熔化,(電流小于100mA)。
機械裝配
在測試機械裝配質量的情況下,應根據不同的結構選擇不同的測試電路。有兩種結構,循環結構是封閉的,非循環結構是開放的。他們的測量方法完全不同。
如何測量包含在回路中但不改變電路的接觸電阻?
一種新方法將解決它。這種方法對于測量復雜機械裝配中的接觸電阻非常有用。接觸電阻定義為觸點兩端的電壓與流過一對閉合觸點的電流之比。它符合歐姆定律。金屬 1 和金屬 2 之間有一個接口。來自電流源的電流 I 流過這個接口,可以從電流表中讀取。然后可以從電壓表中讀取界面上的電壓降為 U。然后可以計算出接觸電阻值 Rx。
Rx=U/I
由于接觸電阻隨環境和電流通過而變化,因此測量條件應與使用條件接近。精確測量必須使用四端測量技術和消除熱電動勢技術。這種間接測量方法可用于測量接觸電阻或回路電阻。它需要三個測試點、三個步驟和三個公式。該方法已被證實是正確的,也可用于校準環路電阻標準。
接觸電阻測試的典型方法
四線(開爾文)直流電壓降是微歐表進行接觸電阻測試的典型方法,通過消除自身的接觸電阻和測試引線的電阻來確保更準確的測量。
接觸電阻測試使用兩個電流連接進行注入,使用兩個電位引線進行電壓降測量;電壓電纜必須盡可能靠近要測試的連接,并且始終位于連接的電流引線形成的電路內。
根據電壓降的測量,微處理器控制的微歐表計算接觸電阻,同時消除連接中的熱 EMF 效應可能產生的誤差(熱 EMF 是兩種不同金屬連接在一起時產生的小熱電偶電壓)它們將被添加到測量的總電壓降中,如果不通過不同的方法(極性反轉和平均、直接測量熱 EMF 幅度等)從測量中減去它們,則會在接觸電阻測試中引入誤差。
如果在使用低電流測試斷路器接觸電阻時獲得低電阻讀數,則建議在更高電流下重新測試觸點。為什么我們會受益于使用更高的電流?較高的電流將能夠克服端子上的連接問題和氧化,在這些條件下,較低的電流可能會產生錯誤的(較高的)讀數。
在接觸電阻測試中保持一致的測量條件非常重要,以便能夠與之前和未來的結果進行比較以進行趨勢分析。因此,在進行定期測量時,必須在相同的位置、使用相同的測試引線(始終使用制造商提供的校準電纜)和相同的條件下進行接觸電阻測試,以便能夠知道何時連接、連接、焊接或設備將變得不安全。
結論
熱導率的測量也受到接觸電阻的影響,這在通過粒狀介質的熱傳輸中具有特別重要的意義。類似地,當流體從一個通道過渡到另一個通道時,靜水壓力(類似于電壓)會下降。
接觸電阻測試提供有關接觸的健康程度及其處理額定電流的能力的信息。
最大接觸電阻應根據制造商的規格進行驗證。不應超過額定電流,建議在額定電流的 10% 下進行測試。