直流電阻和回路電阻的測(cè)量都是電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)判斷電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)電回路的連接和接觸狀況起到重要作用。當(dāng)內(nèi)部導(dǎo)電回路的電阻值增大時(shí)，輕則引起設(shè)備運(yùn)行時(shí)損耗增加及載荷能力下降，重則導(dǎo)致設(shè)備故障停運(yùn)。因此，準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)電回路的電阻值變得尤為重要。

發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等帶線圈繞組的電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)可通過(guò)測(cè)量直流電阻反映導(dǎo)電回路連接情況，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備（gas insulated switchgear, GIS）、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備（hybrid gas insulated switchgear, HGIS）等開(kāi)關(guān)和載流設(shè)備的觸頭、觸指、導(dǎo)電桿接頭可通過(guò)測(cè)量回路電阻反映導(dǎo)電回路連接情況。

無(wú)論是直流電阻還是回路電阻，都是在直流恒流源下用直流壓降法進(jìn)行測(cè)量的，但在實(shí)際中有時(shí)受電氣設(shè)備或被試品測(cè)試條件及環(huán)境限制，測(cè)試結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映被測(cè)量的真實(shí)值。本文提出一種擴(kuò)大回路接線法，能在測(cè)試條件或環(huán)境受限的條件下反映被測(cè)量的真實(shí)值，并通過(guò)理論計(jì)算及實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證了該方法的有效性。

1 常規(guī)測(cè)試方法的局限性

常規(guī)測(cè)試方法：在被試?yán)@組、開(kāi)關(guān)觸頭、接頭或接觸部位回路二側(cè)尋找最近金屬接觸測(cè)量點(diǎn)，將測(cè)試儀的試驗(yàn)線分別接入到二側(cè)該金屬接觸測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

在測(cè)量（例如變壓器直流電阻、真空斷路器回路電阻等）首尾端易拆卸被試品時(shí)，該方法能準(zhǔn)確測(cè)出被試品本體電阻阻值，但當(dāng)遇到變壓器高壓側(cè)首端為油氣套管變壓器直流電阻測(cè)量、GIS內(nèi)部斷路器回路電阻測(cè)量、接地網(wǎng)主設(shè)備與相距較遠(yuǎn)處其他設(shè)備之間導(dǎo)通性電阻測(cè)量等被試品首尾端不易拆卸或測(cè)量需要額外引進(jìn)測(cè)試試驗(yàn)線時(shí)，利用上述測(cè)量法不能直接測(cè)試出被試品本體的電阻值。

例如，在測(cè)量GIS內(nèi)部斷路器回路電阻值時(shí)，將斷路器二側(cè)接地刀尾與接地外殼連接排拆開(kāi)，然后從拆開(kāi)點(diǎn)靠接地刀尾側(cè)部位對(duì)“一側(cè)接地刀+斷路器本體+另一側(cè)接地刀”回路進(jìn)行回路電阻測(cè)量，該測(cè)量結(jié)果實(shí)為二側(cè)接地刀刀口回路電阻加上斷路器本體斷口回路電阻之和，并不是斷路器斷口本體的回路電阻，因此，從測(cè)試結(jié)果很難判斷斷路器斷口是否接觸良好。

又如，在測(cè)量接地網(wǎng)主設(shè)備與其他設(shè)備之間地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻時(shí)，由于主設(shè)備接地引下線與其他設(shè)備接地引下線距離較遠(yuǎn)需再串接試驗(yàn)線來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而串接一根試驗(yàn)線又會(huì)給測(cè)試數(shù)據(jù)引入試驗(yàn)線自帶線阻，因此很難判斷導(dǎo)通性電阻是否符合規(guī)程要求。

2 擴(kuò)大回路接線法

2.1 擴(kuò)大回路接線法的本質(zhì)

直流電阻和回路電阻測(cè)試都是測(cè)試儀為被試品提供恒流源來(lái)產(chǎn)生電流回路，然后用直流壓降法測(cè)量在電壓回路上被試品產(chǎn)生的壓降，最后用歐姆定律計(jì)算被試品電阻。

在GIS測(cè)試過(guò)程中，可以通過(guò)擴(kuò)大電壓回路或電流回路來(lái)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量出的結(jié)果既不是電壓回路的接入部分，也不是電流回路的接入部分，而是電壓回路和電流回路的公共部分，這樣在GIS測(cè)試過(guò)程中雖然通過(guò)接地刀尾來(lái)接入電壓或電流回路，但通過(guò)不同的電壓和電流回路接線方式可以實(shí)現(xiàn)公共部分僅為斷路器本體，測(cè)試結(jié)果也為斷口回路電阻的真實(shí)值。

在接地網(wǎng)主設(shè)備與其他設(shè)備之間電氣導(dǎo)通性電阻測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)引入一根試驗(yàn)線時(shí)，公共部分為被試品本體與該試驗(yàn)線之和，當(dāng)再引入另外一根與之平行的試驗(yàn)線（第一根接電流夾，第二根接電壓夾）時(shí)，擴(kuò)大電壓和電流回路后公共部分僅為被試品本體，測(cè)試結(jié)果也為主設(shè)備與其他設(shè)備之間的電氣導(dǎo)通性電阻。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

1）案例1

對(duì)某水電廠500kV GIS層5324斷路器進(jìn)行回路電阻測(cè)量，其原理接線圖如圖1所示。測(cè)試過(guò)程中各開(kāi)關(guān)狀態(tài)：5324、53241、532417、532427、532467均為合位狀態(tài)；53242、53232、53246均為分位狀態(tài)。其中532427接地刀靠近帶電Ⅰ母，為防止測(cè)試回路中感應(yīng)電傷害532427地刀保持接地狀態(tài)，脫開(kāi)532417和532467接地刀尾與接地外殼間連接排。

定義532427地刀尾為A點(diǎn)，532417地刀尾為B點(diǎn)，532467地刀尾為C點(diǎn)。方法1為常規(guī)測(cè)試方法，方法2為擴(kuò)大回路接線法。

圖1 案例1原理接線圖

方法1（回路1）：電流和電壓回路均被接于A、B兩點(diǎn)，測(cè)量范圍為532427接地開(kāi)關(guān)、5324斷路器以及532417接地開(kāi)關(guān)。

方法1（回路2）：電流和電壓回路均被接于A、C兩點(diǎn)，測(cè)量范圍為532427接地開(kāi)關(guān)、5324斷路器、53241隔離開(kāi)關(guān)以及532467接地開(kāi)關(guān)。

方法1（回路3）：電流和電壓回路均被接于B、C兩點(diǎn)，測(cè)量范圍為532417接地開(kāi)關(guān)、53241隔離開(kāi)關(guān)以及532467接地開(kāi)關(guān)。

方法2：電流回路被接于A、B兩點(diǎn)，電壓回路接于A、C，根據(jù)上述結(jié)論，兩回路測(cè)量范圍或測(cè)試結(jié)果為公共部分5324斷路器及532427接地開(kāi)關(guān)。

方法1中定義532417地刀回路電阻為a，5324斷路器回路電阻為b，532427地刀回路電阻為c，53241隔刀回路電阻為d，532467地刀回路電阻為e，則方法1中回路1所測(cè)值為a+b+c，方法1中回路2所測(cè)值為c+b+d+e，方法1中回路3所測(cè)值為a+d+e，最后進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算：(回路2◆回路3+回路1)÷2=c+b= 532427+5324。測(cè)試結(jié)果及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，方法1最終的計(jì)算值與方法2的測(cè)試值結(jié)果相一致，這說(shuō)明擴(kuò)大回路接線法的測(cè)量范圍或測(cè)試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論是正確的。

表1 案例1現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

2）案例2

對(duì)某110kV風(fēng)電場(chǎng)主設(shè)備與其他設(shè)備間進(jìn)行地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻測(cè)量，因距離太長(zhǎng)測(cè)試儀自帶試驗(yàn)線距離不夠需額外引入測(cè)試線。方法1為引入一根測(cè)試線，方法2為引入兩根測(cè)試線。測(cè)試接線原理如圖2所示。

圖2 案例2原理接線圖

方法1中A點(diǎn)為測(cè)試儀一側(cè)電壓夾和電流夾均接入主設(shè)備接地引下線處，C點(diǎn)為另一側(cè)電壓夾和電流夾均接入第一根測(cè)試線線首端處，B點(diǎn)為第1根測(cè)試線線尾端接入其他設(shè)備接地引下線處。

方法2中A1點(diǎn)為測(cè)試儀一側(cè)電壓夾和電流夾均接入主設(shè)備接地引下線處，C1為另一側(cè)電壓夾接入第一根測(cè)試線線首端處，C2為另一側(cè)電流夾接入第二根測(cè)試線線首端處，B1為第一根測(cè)試線線尾端和第二根測(cè)試線線尾端接入其他設(shè)備接地引下線處。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 案例2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

按照擴(kuò)大回路接線法測(cè)量范圍或測(cè)試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論，方法1測(cè)試結(jié)果為地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻和第一根測(cè)試線線阻之和，方法2測(cè)試結(jié)果為地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻。將方法1測(cè)試結(jié)果減去方法2測(cè)試結(jié)果，可求得第一根測(cè)試線線阻測(cè)試值大小為351.02mΩ。

本次測(cè)試中第1根測(cè)試線是長(zhǎng)度為40m和截面積為2.5mm2的銅線，銅的電阻率為0.0217Ω?mm2/m，第一根測(cè)試線的線阻計(jì)算值為347.2mΩ。計(jì)算值與測(cè)試值結(jié)果相一致，這再次說(shuō)明擴(kuò)大回路接線法的測(cè)量范圍或測(cè)試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論是正確的。

3 結(jié)論

直流電阻測(cè)量和回路電阻測(cè)量的常規(guī)測(cè)量方法有時(shí)受到測(cè)試環(huán)境及條件的限制而無(wú)法準(zhǔn)確反映被試品的真實(shí)值。建議采用擴(kuò)大回路接線法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。