Меню

Измерение переходного сопротивления болтовых соединений



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.

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.

Читайте также:  Учим единицы измерения длины

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

Измерение переходного сопротивления болтовых соединений

Нюансы

Измерение металлосвязи проводится сразу после монтажа, прямо перед пуском и началом эксплуатации, а затем, с периодичностью в 3 года, при проведении плановых испытаний и обслуживания. Вместе с проверкой, а также при смене времени года, когда возможны подтапливания и излишняя влажность, проверяют сопротивление изоляции кабелей и электрических машин.

Проверить качество контакта и измерить его переходное сопротивление с помощью простого бытового мультиметра, типа DT830 и подобных не получится. В области малых сопротивлений они либо не измеряют вообще (до десятых, но не сотых Ома), а одно только сопротивление между щупами у них доходит до 1 Ома, а иногда и превышает. О точности здесь говорить не приходится.

Иногда, чтобы измерить качество контакта, не нужны приборы, так как очевидно его разрушение. В крайних случаях доходит до того, что можно измерить его температуру рукой, если он греется — значит нужна его профилактика и последующие замеры и проверка милиомметром.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показывается, как проверяют наличие металлосвязи прибором:

Проверка металлосвязи очень важна для безопасности жизнедеятельности сотрудников предприятия и жильцов дома. Из-за плохого заземления в розетках или его полного отсутствия есть вероятность появление потенциала на корпусе прибора. А когда человек к нему коснется, произойдет либо электротравма, либо непоправимое. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Рекомендуем также прочитать:

  • Как проверить работоспособность дифавтомата
  • Измерение сопротивления заземления
  • Для чего нужна нулевая шина
  • Как пользоваться мегаомметром

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.

Причины возникновения явления

Соединительные контакты объединяют в электрической цепи два или несколько проводника. На месте соединения образуется токопроводящее соприкосновение, в результате которого ток протекает из одной области цепи в другую.

Если контакты наложить друг на друга, не обеспечится хорошее соединение. Это объясняется тем, что поверхность соединительных элементов неровная и прикосновение не осуществляется по всей их поверхности, а только в некоторых точках. Даже если тщательно отшлифовать поверхность, на ней все равно останутся незначительные впадины и бугорки.

Некоторые книги по электрическим аппаратам предоставляют фото, где под микроскопом видна площадь соприкосновения и она намного меньше общей контактной площади.

Из-за того что контакты имеют небольшую площадь, это дает существенное переходное сопротивление для прохождения электрического тока. Переходное контактное сопротивление – это такая величина, которая возникает в момент перехода тока из одной поверхности на другую.

Для того чтобы соединить контакты используют различные способы надавливания и скрепления проводников. Нажатие – это усилие, с помощью которого поверхности взаимодействуют между собой. Способы крепления бывают:

  1. Механическое соединение. Применяют различные болты и клеммники.
  2. Соприкосновение происходит за счет упругого надавливания пружин.
  3. Спаивание, сваривание и опрессовка.

Фиксирование результатов

По завершении замеров переходных характеристик всей заземляющей системы заказчику работ должен быть вручён протокол измерения и проверки металлосвязи, оформленный по установленному образцу.

В этом документе обязательно должна быть отражена следующая информация:

  • название и геофизические данные исследуемого электротехнического устройства или установки;
  • число входящих в неё контактов, прошедших проверку;
  • значение максимального сопротивления всей измеряемой цепочки.

При наличии каких-либо отклонений в параметрах и состоянии элементов обследуемого оборудования (отсутствие нормального заземления или несоответствие его параметров общепринятым правилам) обнаруженные нарушения также фиксируются в протоколе измерений металлосвязи.

Стоит отметить, что металлосвязь является важнейшим показателем безопасности эксплуатации действующих электроустановок.

В случае если её параметры не соответствует требованиям нормативов, следует принять меры по устранению этого недостатка (организовать протяжку болтовых соединений, разборку и чистку контактов и так далее).

Но если эти действия не приводят к желаемому результату – следует обновить всю рабочую цепочку защитного заземления.

Анализ и оформление результатов испытаний.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

  • дату измерений
  • температуру, влажность и давление
  • наименование, тип, заводской номер оборудования
  • номинальные данные объекта испытаний
  • результаты испытаний
  • результаты внешнего осмотра
  • используемую схему
Читайте также:  Правила измерения ад беременным

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации. По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с СЗУ Ростехнадзора. Данные измерений, произведённых при завышенной (заниженной) температуре окружающего воздуха не требуется приводить к температуре заводских данных или к какой-либо определённой, нормируемой температуре. Исключение в данном случае составляют результаты измерения тангенса угла диэлектрических потерь, так как нормирование величины тангенса в НД ведётся при температуре 20 °С.

Цель измерений

Для количественной оценки рассматриваемого параметра были разработаны специальные методики, предполагающие измерение металлосвязи в зоне контакта элементов заземляющей системы. Проводимые при этом испытания ставят своей целью:

  • проверку исправности проводников, соединяющих отдельные элементы заземления (включая систему выравнивания потенциалов);
  • оценку состояния их изоляционного покрытия;
  • выявление факта наличия или отсутствия потенциала на заземлённых частях электроустановок.

Для измерения параметров металлосвязи к работе должны привлекаться специалисты лабораторий, имеющих право на проведение таких испытаний (владеющие соответствующим сертификатом).

Общий порядок проверки контактов

Проверка на металлосвязь, в первую очередь, предполагает внешний осмотр элементов защитной системы с одновременной оценкой состояния всех имеющихся электрических сочленений.

В ходе такого обследования сварочные соединения сначала слегка простукиваются небольшой кувалдой (с целью проверки их механической прочности).

Затем имеющиеся болтовые или клеммные контакты проверяются на качество их затяжки и отсутствие каких-либо видимых повреждений (сколов, трещин и тому подобное.)

Одним из наиболее простых и надёжных способов определения ослабления или нарушения любого соединения – это его проверка на ощупь. При чётко ощущаемом нагревании места сочленения сомнений в нарушении контакта (ослабления металлосвязи) быть не может, после чего необходимо предпринять меры по его восстановлению.

По завершении визуального и тактильного обследований всех имеющихся контактов измеряется их переходное сопротивление. Причём помимо мест сварки контрольному обследованию подлежит вся открыто монтируемая цепочка болтовых или клеммных сочленений, образующая заземляющий контур.

По окончании визуального обследования приглашённые заказчиком специалисты проводят тестирование всей установки на предмет соответствия её требованиям ПУЭ, (включая проверку условий растекания тока).

Используемая при этом методика предполагает последовательное измерение переходного сопротивления каждого из имеющихся контактов.

Исследуемая на металлосвязь цепочка включает контактные клеммы ГЗШ (главной заземляющей шины), на которой замыкаются PE-проводник и заземляющие шины оборудования, а также точки подсоединения к заземлителю.

Согласно действующим нормативам сопротивление контактов (неважно – сварного, болтового или клеммного) не должно превышать определённого уровня, чтобы металлосвязь была надежной. Для обеспечения заданного стандартами показателя площадь сечения защитных проводников должна соответствовать данным таблицы 1.7.5 ПУЭ

Для обеспечения заданного стандартами показателя площадь сечения защитных проводников должна соответствовать данным таблицы 1.7.5 ПУЭ.

Зачем измерять переходное сопротивление (ПС)

Электрические установки (ЭУ), а также корпуса электродвигателей, генераторов, трансформаторов и других преобразователей необходимо заземлять. Присоединение заземляющего устройства к оборудованию и ЭУ выполняется болтовым соединением, которое так же имеет ПС.

Для надёжности срабатывания защитного отключения при коротком замыкании переменного тока на корпус ПС периодически должно проверяться.

Результаты тестирования ПС дают возможность понять, какова вероятность поражения человека током, есть ли опасность возгорания оборудования при повышении температуры на плохих контактах. Высокое ПС увеличивает время срабатывания защитного оборудования.

Методика проверки

Контакт с главной заземляющей шиной бывает болтовой или с помощью сварки. Проверка металлосвязи требует точного прибора — милиомметра, способного измерять величины в 0,01 Ом и более точные, но не наоборот. Измерение проводится мультиметром, в случае соответствия последнего классу точности и чувствительности. Приборы должны быть поверены. Обычной прозвонкой проверить не получится, наличие контакта она покажет, а вот его качество останется неизвестным.

Начинается проверка и измерение металлосвязи с внешнего осмотра всей установки, основное внимание обращается на:

  1. Наличие разрывов в заземляющих шинах и проводах. Они могут треснуть, порваться, разрушится коррозией и прочее.
  2. Качество болтовых соединений. Все болты должны быть надежно протянуты, а шины и кабельные наконечники неподвижны, т.е. не должны шевелиться ни при каких прикладываемых усилиях.
  3. Качество сварных соединений. Они дополнительно простукиваются хорошими, но не слишком сильными ударами молотка. Это делается с целью обнаружения трещин, главное не повредить исправные узлы.

Как выполняется проверка? Каждый металлический элемент конструкции должен быть заземлен:

  • стойки и металлические каркасы;
  • несущие элементы;
  • маршевые лестницы;
  • грузоподъёмные механизмы;
  • лотки, в которых расположены провода;
  • кабельные галереи;
  • электрощитки;
  • сварочные посты;
  • двери щитков и прочее.

Для того чтобы измерить сопротивление первый щуп ставят на главную заземляющую шину, обычно она помечена зеленой краской с желтыми короткими полосками, а второй на металлический элемент металлосвязи с которым планируют измерять. От конечного узла или механизма до ГЗШ должно быть минимальное количество соединений.

Сопротивление одного переходного контакта должно быть 0,01 Ома, допустимое его превышение — 20%. Если от измеряемого элемента до главной заземляющей шины несколько переходных контактов, то общее их сопротивление должно быть не более 0,05 Ом. Если результаты измерения отличаются от нормированных, следует улучшить контакт.

Для болтовых — либо только протяжка, либо отсоединение, зачистка прилегающих плоскостей и протяжка с доведением до нормы в сопротивлениях, если предыдущее не помогло. Если металлические элементы соединяются не шинами, а гибким проводом, следует проверить и провод на излом, т.к. результирующее сопротивление металлосвязи в таком случае возрастает. Сварочные соединения должны быть восстановлены. После этих процедур нужно проверить сопротивление повторно.

Читайте также:  Что можно измерить спектрометром

Нормативы измерений металлосвязи и их результатов подробно рассмотрены:

  • ПУЭ-7, раздел 1.7;
  • ПТЭЭЭ, п.п. 26, 28;
  • ГОСТ Р 50571.16;
  • ГОСТ 12.2.0-75, п. 3.3.7;

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».

Влияние встроенного трансформатора тока (ТТ) на измерение Rпер баковых выключателей

При подаче измерительного тока через полюс бакового выключателя во вторичной обмотке ТТ возникает переходный процесс, который проявляется в индуцировании в первичную цепь импульса напряжения, постепенно спадающего до нуля. Это изменяющееся напряжение суммируется падением напряжения на Rпер., созданного измерительным током, и воспринимается микроомметром как дополнительное (внесение из вторичной обмотки ТТ) сопротивление, включенное последовательно Rпер. и изменяющееся во времени. Время затухания переходного процесса спада внесенного сопротивления зависит от многих факторов и может меняться от 1,0 до 60 с. Переходный процесс, в цепи содержащей ТТ, возникает не только при включении тока, но и при его выключении.

Измерение — переходное сопротивление

Измерение переходных сопротивлений является вспомогательным и необходимо для контроля состояния контактов при испытаниях на устойчивость к токам короткого замыкания и на механическую износоустойчивость.

Измерение переходных сопротивлений контактных соединений производится микроомметрами или контактомерами, т.е. специальными приборами для измерения малых сопротивлений. Эти приборы имеют специальные контактные наконечники щупов, которые прижимаются к токопроводящим элементам с обеих сторон проверяемого контактного соединения. Со стороны проверяемого сопротивления присоединяются потенциальные наконечники, с внешней стороны — токовые наконечники щупов. Обозначения потенциальных ( П) и токовых ( Т) наконечников нанесены на рукоятки щупов. Оценка качества контактного соединения производится сопоставлением значения сопротивления участка с контактным соединением со значением сопротивления токоведущего элемента на участке, длина которого равна участку с проверяемым контактным соединением.

Измерение переходного сопротивления рельсового пути производится прибором МС-08. Перед началом измерений исследуемый участок рельсового пути электрически изолируют от остальной трассы путем снятия средних шинок путевых дросселей.

Измерение переходного сопротивления рельсового пути выполняется прибором МС-08. Перед началом измерений исследуемый участок пути электрически изолируется от остальной трассы путем снятия средних шинок путевых дросселей. В качестве заземляющего электрода могут быть использованы: в туннеле с чугунной отделкой — любая конструкция, имеющая металлическую связь с тюбингом; в туннеле с железобетонной отделкой — металлическая шина, соединяющая кабельные кронштейны.

Измерение переходных сопротивлений контактов переключающих устройств производится при постоянном токе одним из следующих методов ( см. ГОСТ 8008 — 63, пп.

Внешний вид моста Р316.

Измерение переходных сопротивлений паек якорных обмоток машин постоянного тока и аналогичные ему измерения удобно производить с помощью микроомметров.

Измерением переходного сопротивления контактов выключателя проверяют его надежность, так как повышенное переходное сопротивление может привести к перегреву контактов, их оплавлению и выходу выключателя из строя. Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от типа выключателя.

Измерением переходного сопротивления контактов выключателя проверяют его надежность, так как повышенное переходное сопротивление может привести к перегреву контактов, их оплавлению и выходу выключателя из строя.

Производится измерение переходного сопротивления контактов каждой фазы. Если при текущем ремонте сопротивление контактов превышает норму и возросло против значения, измеренного при капитальном ремонте, более чем в два раза, контакты должны быть улучшены.

Для измерения переходного сопротивления контактов может быть использован определенный искробезопасный омметр М-372 И. На рис. 58 показан омметр, переделка которого осуществлена Северодонецкнм химическим комбинатом по рекомендации института Гппронисэлектрошахт на базе серийно выпускаемого омметра М-372. Он состоит из собственного прибора, в корпусе которого расположен источник питания ( аккумулятор МЦ-4к), и соединительных проводов с зажимами на конце.

Схема измерения сопротивления контактов выключателя ( метод падения напря -, жения.

При измерении переходного сопротивления с помощью моста ( рис. 126) величина переходного сопротивления определяется непосредственным отсчетом по шкале моста.

Согласно Нормам измерение переходного сопротивления контактов сборных и соединительных шин может производиться лишь в установках с номинальным током 1 000 а и больше и выборочно у 5 — 10 % контактов.

Пример определения коэффициента р по результатам измерения переходного сопротивления на действующем трубопроводе.

Как часто замерять ПС заземления

Заземление – это специальное соединение оборудования с заземляющим устройством (ЗУ).

ЗУ представляет собой устройство, состоящее из следующих элементов:

  • заземлителя (контура заземления);
  • шины заземления;
  • заземляющих проводников.

Проверку в полном объёме с вскрытием грунта, осмотром состояния заземлителей и соединяющих их проводников проводят 1 раз в 12 лет. Внеплановые проверки проводят после капитальных ремонтов, связанных с заземляющими элементами. Срок проверки и измерений ПС ЗУ назначается на основании рекомендаций организации, которая выполняла предыдущую проверку.

Значение Rп, лежащее в пределах регламентируемых норм, обеспечивает стабильную работу коммутационных устройств. Это, в свою очередь, способствует бесперебойной и безопасной эксплуатации оборудования.

Источник