一、試驗的目的和意義
直流電阻的測量是電氣設備安裝、大修和預防性試驗中不可缺少的測試項目之一。電氣設備在制造、運輸、安裝或運行中發生振動和受到機械應力,可能造成導線斷裂、接頭開焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。測量直流電阻的目的就是鑒定設備導線連接的質量,以便及時發現和消除隱患,保證電氣設備安全可靠地運行。試驗過程中需要測量直流電阻的有斷路器導電回路、母線連接處、感性負載繞組等。
二、測量方法
1、電阻表法
用電阻表包括萬用表的歐姆檔,測量直流電阻最為方便,可以直接讀取被測電阻的數值,但這種測量方法受電阻表精度及量程的影響,只能測出一個大概的電阻數值。
2、電壓降法
1)電壓降法是指在被測電阻上通以直流電流,測量其兩端的電壓和通過的電流,然后利用歐姆定律計算被測的直流電阻值。測試方法有下面兩種:
圖a適合測量阻值較大的電阻,圖b適合測量阻值較小的電阻。實際測量中,這兩種方法由于儀表本身總有一定的內阻,測得的電壓U和電流I經過歐姆定律計算后的直流電阻值R,并不是真實的被測電阻值Rx。
2)智能型回路電阻測試儀可以理解為上圖b所示的接法。接線時要求電流測試線(粗線)接外側,電壓測試線(細線)接內測。下圖為斷路器導電回路電阻測量圖。
3、電橋法
用電橋平衡的原理測量直流電阻的方法稱為電橋法。測量直流電阻常用的儀器有單臂電橋和雙臂電橋。
1)單臂電橋
當R1上的電壓降等于R3上的電壓降時,A、B兩點間沒有電位差,I1流經R1和R2,I2流經R3和R4,此時檢流計中沒有電流,電橋處于平衡狀態。由Uca=Ucb可推導出R1R4=R3R2。若將R1換成被測繞組電阻Rx,并將R2和R4做成一定比例的可調電阻,R3為平滑的可調電阻,調節R3可使電橋達到平衡。則Rx=R2R3/R4。Rx包括了連接引線上的電阻,被測的實際電阻等于Rx減去引線電阻。被測電阻越小,引線電阻造成的誤差越大。所以單臂電橋常用于測量1Ω以上的電阻。
2)雙臂電橋
(1)如上圖,當檢流計中沒有電流通過時,C、D兩點間的電位相等。可推導出Rx=RNR3/R4。實際上電阻中包含了引線電阻,要使等式成立,引線必須采用四根截面相同、長度相等的相同導線,否則會引起一定的測量誤差。雙臂電橋能夠消除引線和接觸電阻帶來的測量誤差,適用于測量準確度要求較高的小電阻。
(2)測量直流電阻的步驟
a、接通測量儀器電源,首先調節電橋檢流計機械零位旋鈕,使檢流計指針處于零位。
b、接入被測電阻時,雙臂電橋電壓端子P1、P2引出線應比電流端子C1、C2引出線的接線更靠近被測電阻的兩端。
c、測量前首先估計被測電阻的數值,并按估計的電阻值選擇電橋的標準電阻RN和適當的倍率進行測量,充分利用比較臂可調電阻各檔位。測量時先接通電流回路,待電流達到穩定值時接通檢流計。調節讀數臂阻值使檢流計處于零位,被測電阻等于讀數臂指示乘以倍率。
d、測量結束時,先斷開檢流計按鈕再斷開電源,以免測量具有電感的直流電阻時產生的自感電動勢損壞檢流計。
三、測試結果的溫度換算
直流電阻的測試值受溫度影響比較明顯,在比較測得的直流電阻值時,應準確測量被測電阻的溫度,并將不同溫度下測得的直流電阻值換算到同一溫度下。換算公式為:
Rx=Ra(T+tx)/(T+ta)式中
Rx為換算至tx時的直流電阻;
Ra為ta時所測得的直流電阻;
T為溫度換算系數,銅235,鋁225;
tx為需換算Rx的溫度;
ta為測量Ra時的溫度。
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