О контроле переходного сопротивления контактов в режиме низких уровней напряжения

Дефекты болтовых контактных соединений

Контактные соединители, выполненные с помощью болтов, чаще всего имеют дефекты из-за отсутствия шайб при соединении медной жилы с плоским выводом из меди или сплава алюминия, отсутствия тарельчатых пружин, из-за непосредственного подсоединения алюминиевого наконечника к медным выводам оборудования в помещениях с агрессивной или влажной средой, в результате недостаточного усилия затяжки болтов и др.

Болтовые контактные соединения алюминиевых шин на большие токи (3000 А и выше) имеют недостаточную стабильность в эксплуатации. Если контактные соединения на токи до 1500 А требуют подтяжки болтов один раз в 1 — 2 года, то аналогичные соединения на токи 3000 А и выше нуждаются в ежегодной переборке, с непременной зачисткой контактных поверхностей. Необходимость в такой операции связана с тем, что в шинопроводах на большие токи (сборные шины электростанций и т.п.), выполненных из алюминия, более интенсивно протекает процесс образования оксидных пленок на поверхности контактных соединений.

Процессу образования оксидных пленок на поверхности болтовых контактных соединений способствуют различные температурные коэффициенты линейного расширения стальных болтов и алюминиевой шины. При прохождении по шинопроводу тока короткого замыкания или переменной токовой нагрузки возникает вибрация, особенно при большой протяженности шинопровода и происходит деформация (уплотнение) контактной поверхности алюминиевой шины. В этом случае усилие, стягивающее две контактные поверхности ошиновки, ослабевает, имевшийся между ними слой смазки испаряется. В результате образования оксидных пленок площадь соприкосновения контактов, т.е. чис-ло и величина контактных площадок (точек), через которые проходит ток, уменьшается, и вместе с тем увеличивается плотность тока в них. Она может достигать тысяч ампер на квадратный сантиметр, вследствие чего сильно растет нагрев этих точек.

Температура последней точки достигает температуры плавления материалов контакта и между контактными поверхностями образуется капля жидкого металла. Температура капли, повышаясь, доходит до кипения, пространство вокруг контактного соединения ионизируется, может образоваться многофазное замыкание в РУ. Под действием магнитных сил дуга может перемещаться вдоль шин РУ со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Опыт эксплуатации показывает, что наряду с шинопроводами на большие токи недостаточной надежностью обладают одноболтовые контактные соединения. Последние, в соответствии с ГОСТ 21242-75, допускаются к применению на номинальный ток до 1000 А, однако повреждаются уже при токах 400 — 630 А. Повышение надежности одноболтовых контактных соединений требует ряда технических мероприятий по стабилизации их электрического сопротивления.

Процесс развития дефекта в болтовом контактном соединении, как правило, протекает достаточно длительно и зависит от ряда факторов: тока нагрузки, режима работы (стабильная нагрузка или переменная), воздействия химических реагентов, ветровых нагрузок, усилий затяжки болтов, наличия стабилизации давления контактов и др.

Постепенное повышение переходного сопротивления контактного соединения происходит до определенного момента времени, после чего происходит резкое ухудшение контактной поверхности с интенсивным тепловыделением, характеризующим аварийное состояние контактного соединения.

Аналогичные результаты были получены специалистами фирмы «Инфраметрикс» (США) при тепловых испытаниях болтовых контактных соединений. Повышение температуры нагрева в процессе испытаний носило постепенный характер в течение года, а затем наступал период резкого повышения тепловыделения.

Переходное электрическое сопротивление

В начале ремонта измеряют переходное электрическое сопротивление каждого полюса и результаты измерений сравнивают с данными предыдущих испытаний.

В начале ремонта измеряют переходное электрическое сопротивление токоведущего контура каждого полюса и результаты измерений сравнивают с данными предыдущих испытаний. При несоответствии полученных результатов данным предыдущих испытаний измеряют переходное сопротивление каждого разрыва камеры и отделителя, а полученные данные сравнивают с нормами.

В многоточечных соединениях величина переходного электрического сопротивления нахлесточного соединения, замеряемая в конечных точках нахлестки, не всегда может с достаточной полнотой отразить все изменения, происходящие в отдельных точках соединения, так как эта величина определяется не только переходным сопротивлением непосредственно в сварных точках, но и сопротивлением материала самой нахлестки, которое превосходит по своей величине сопротивление контакта в сварных точках. Поэтому испытание стойкости электрического контакта в условиях резкого температурного удара, в условиях нагрева и пребывания образцов в атмосфере высокой относительной влажности воздуха, в условиях действия отрицательных температур при предварительном увлажнении, а также испытание на стойкость против гальванической коррозии были дополнительно проведены на двухточечных соединениях.

Схемы управления для наладки воздушных выключателей с воздухонаполненным отделителем.

Во время этих испытаний определяют переходное электрическое сопротивление каждого полюса и его отдельных элементов. Полное сопротивление измеряют от одного аппаратного вывода полюса до другого.

Стандарт регламентирует инерционность срабатывания, переходное электрическое сопротивление замкнутых контактов, электрическую прочность изоляции между токоведу-щими частями извещателя и корпусом, электрическое сопротивление между этими частями, а также устойчивость к механическому воздействию, устойчивость к воздействию окружающей среды и влажности окружающего воздуха.

Эти испытания заключаются в определении переходного электрического сопротивления токоведущего контура каждого полюса и его отдельных элементов. Полное сопротивление токоведущего контура измеряют от одного аппаратного вывода полюса до другого.

В работе С. А. Бобровского , исследовавшего переходное электрическое сопротивление между железнодорожной цистерной и землей при закачке наэлектризованного нефтепродукта, доказано, что безопасность налива обеспечивается без специального заземления рельсов, так как величина потенциала при сливе и наливе цистерны не превышает 300 В. Известно, что потенциал, равный 300 В, создает электрический заряд, значительно меньший минимальной энергии воспламенения. При заполнении железнодорожной цистерны сжиженными углеводородными газами эти выводы также справедливы, так как величина заряда в объеме сжиженных газов определяется их электропроводностью и не зависит от сопротивлений заземления цистерны.

Это увеличивает прочность соединения и снижает его переходное электрическое сопротивление.

Токоподвод к электродам осуществляется в точках; переходное электрическое сопротивление на границе электрод — жидкость не учитывается.

Одним из ценных свойств родиевых покрытий является малое переходное электрическое сопротивление. Сочетание таких свойств позволяет, с одной стороны, использовать родий для изготовления высокоустойчивых зеркал с внешним отражающим слоем, с другой, — обеспечивает широкое применение его для покрытия рабочих поверхностей электрических контактов.

Следует подчеркнуть, что так как собственно переходное электрическое сопротивление сварных точек ( RK) очень мало ( оно измеряется долями мком), а теплопроводность алюминия и меди велика, то никогда не происходит перегрева в месте сварки при прохождении тока даже и в тех случаях, когда суммарное сечение сварных точек значительно меньше рабочего сечения самой шины. Это тщательно проверено длительными лабораторными и эксплуатационными испытаниями.

Большое значение для характеристики состояния изоляционного покрытия имеет его переходное электрическое сопротивление, зависящее от сплошности покрытия.

Рассмотрено математическое моделирование твердости Н ( МПа), коэффициента трения ц и переходного электрического сопротивления Ra ( Ом) в зависимости от следующих параметров: концентрации графита С45 35 кг / м3; плотности тока / к50 30 А / м2; рН 7 5 1 5 и температуры 40 20 С.

Зависимость переходного электросопротивления от контактной нагрузки для.

ИУС-4 — измеритель удельного электрического сопротивления углеграфитовых изделий

Одним из важнейших параметров, характеризующих качество углеродных изделий (графитированных электродов для электропечей, угольных блоков для электролизеров и др.), является удельное электрическое сопротивление (УЭС). Величина УЭС должна контролироваться как на промежуточных технологических операциях, так и в конце производственного цикла для определения марки изделия. Измеритель ИУС-4 предназначен для оперативного определения УЭС углеграфитовых изделий одним оператором. Прибор позволяет проводить измерения с боковым вводом тока в соответствии с разделом 2 ГОСТ 23776-79. Прибор предназначен для применения на предприятиях электродной промышленности, а также цветной и черной металлургии.

Алгоритм функционирования схемы прибора в момент проведения измерения следующий. Установив прибор на исследуемый образец — углеграфитовое изделие, оператор нажимает кнопку «Пуск». МикроЭВМ проводит измерение смещения нуля схемы, запуская АЦП. После получения от АЦП кода смещения нуля, микроЭВМ включает генератор стабильного постоянного тока и, выдержав время для завершения переходного процесса, дает команду на повторный запуск АЦП. По завершению работы АЦП, микроЭВМ получает код, пропорциональный напряжению на потенциальных зондах, и выключает генератор тока. Имея код, пропорциональный сигналу на потенциальных зондах, и код смещения нуля измерительной схемы, микроЭВМ проводит коррекцию, рассчитывает УЭС по диаметру, заданному оператором, и выводит на индикатор номер наблюдения, а вслед за этим примерно через одну секунду результат наблюдения, сохраняя его в памяти. В дальнейшем оператор может провести следующее наблюдение, продолжая серию, или, нажав кнопку «Итог», получить среднее значение по проведенной серии наблюдений с отбрасыванием грубых ошибок. Для этого микроЭВМ производит поиск грубой ошибки среди результатов (в соответствии с ГОСТ 11.002-73) и отбрасывает её, если она есть, находит среднее значение оставшихся результатов и выводит его на индикатор. Грубые ошибки при проведении определения УЭС графитовых изделий в основном определены возможностью попадания в область протекания тока непроводящих посторонних включений (загрязнение поверхности электрода).

Прибор ИУС-4 прошел испытания с целью утверждения типа и внесен в Госреестр СИ РФ под № 49279-12. Межповерочный интервал — 2 года.

Для измерения УЭС графитированных электродов в составе измерительного стенда может быть использован стационарный вариант ИУС-4с. Здесь используется больший измерительный ток, за счет чего достигается большая точность измерений. Этот прибор снабжен интерфейсом RS-232 для связи с компьютером.

Измерительный прибор-датчик представляет собой плоскую прямоугольную коробку из алюминиевого сплава, имеющую ручку для удержания и установленную на измерительной рейке. На рейке расположены потенциальные зонды датчика. Измерительный прибор-датчик выполняет следующие функции:

формирует стабилизированный постоянный ток для измерения;
измеряет величину сигнала датчика — падение напряжения;
предоставляет возможность проведения измерения, состоящего как из одного наблюдения, так и из серии;
обрабатывает результат в соответствии с установленным режимом работы;
индицирует: результат текущего наблюдения, номер наблюдения, усредненный результат измерения по серии наблюдений, диаметр замеряемого изделия.

Комплект поставки ИУС-4

№	Наименование	Количество
1.	Измеритель удельного электрического сопротивления углеграфитовых изделий ИУС-4	1
2.	Аккумуляторная батарея 6 В, 4,5 Ач (установлена внутри прибора)	1
3.	Зарядное устройство	1

Цифровые омметры и другие современные электроизмерительные приборы имеют широкий функционал, что существенно упрощает любые расчеты как в лабораторных, так и в полевых условиях. Плюс большинство из них выполнено в компактном форм-факторе, а это одно из главных условий беспроблемной эксплуатации. ИУС-4 — измеритель удельного электрического сопротивления углеграфитовых изделий — эталон по всем критериям. Удобство использования сочетается с отличными рабочими характеристиками и впечатляющей надежностью. Прибор работает быстро и четко, отвечает отраслевым стандартам и не требует сложного затратного обслуживания.

Переходное сопротивление — контактное соединение

Переходное сопротивление контактного соединения ( контакта) зависит от температуры нагрева контактных деталей и степени его окисления. Повышение переходного сопротивления с повышением температуры контакта объясняется увеличением удельного электрического сопротивления материала контакта.

Переходное сопротивление контактных соединений следует измерять взрывозащищенными приборами в соответствии с требованиями ПУЭ.

Зависимость переходного сопротивления медных контактов от температуры.

Переходное сопротивление контактного соединения в силовой степени зависит от окисления контактной поверхности, которое может привести к увеличению переходного сопротивления в десятки и сотни раз.

Переходное сопротивление контактного соединения при температуре 70 не должно превышать более чем на 20 % сопротивления целого участка шины той же длины. Стабильность соединения достигается установкой под гайку каждого болта пружинящих шайб, которые применяются для медных и стальных шин при резких изменениях температуры или при наличии вибрации, а для алюминиевых шин — во всех случаях.

Переходное сопротивление контактного соединения не должно заметно превышать сопротивления цельного участка шины ( или провода) такой же длины.

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.

Большая стабильность и малое переходное сопротивление контактного соединения, осуществленного посредством оси, подтверждаются длительным опытом эксплуатации.

Соответственно изменению действительной площади соприкосновения контактов изменяется переходное сопротивление контактного соединения.

Объективным и прямым методом контроля качества контактного соединения является измерение величины переходного сопротивления контактного соединения или падения напряжения на нем и сравнение полученных данных с нормативными. Наряду с этим контактное соединение осматривают, используя в необходимых случаях лупы, а также измеряют штриховыми инструментами.

Значения коэффициента.

Из ( 8 — 20) следует, что при неизменной общей площади соприкасающихся поверхностей переходное сопротивление контактного соединения или контакта тем меньше, чем больше контактное давление, так как от него зависит их действительная площадь соприкосновения деталей.

Необходимо также измерять омическое сопротивление обмоток встроенных ( втулочных) трансформаторов тока на всех отпайках, обмоток реле, переходных сопротивлений контактных соединений, недоступных для осмотра, и отдельных контактных соединений, вызывающих сомнение в их качестве

Особое внимание надо уделять штепсельным и скользящим контактным соединениям, например контактам, с помощью которых вторичные элементы тележки ячейки КРУ соединяются со вторичными элементами, расположенными в неподвижных отсеках.

К расчету проводника, проходящего через фарфоровый изолятор.

Количество тепла, выделяющееся в 1 сек в контактном соединении или в контакте, равно I2RK, где / — величина тока, а Кк — переходное сопротивление контактного соединения или контакта. Одновременно с процессом нагрева идет процесс охлаждения путем отдачи тепла в окружающее пространство и прилегающим менее нагретым металлическим частям. Температура контактного соединения или контакта установится после того, как количество тепла, выделяющееся в нем, будет равно количеству отдаваемого тепла.

Переходное сопротивление — контактное соединение

Зависимость переходного сопротивления медных контактов от температуры.

Значения коэффициента.

К расчету проводника, проходящего через фарфоровый изолятор.

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.

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).

Какая периодичность измерений

Перед тем как замерить сопротивление заземления тем или иным способом – важно учесть требования ПУЭ в части периодичности проведения этих испытаний. Согласно основным положениям этого документа они могут проводиться в следующих формах:

плановые обследования;
внеочередные проверки;
пусковые испытания.

Периодичность каждой из этих разновидностей проверок определяется теми целями, которые они перед собой ставят. Периодичность проверок сопротивления изоляции станционного оборудования обычно согласуется с обследованием самого ЗК. Рассмотрим различные их виды более подробно.

Плановые проверки

Сроки проведения плановых мероприятий оговариваются инструкцией РД-34.22.121-87, а также требованиями ПУЭ. Из этих документов можно узнать, какова периодичность визуального осмотра видимых частей устройств заземления, которая согласно им организуется не реже одного раза в полгода. Помимо этого из этих же нормативов следует, что не реже чем раз в 12 лет должны проводиться обследования конструкции со вскрытием грунта вокруг нее. Измерение сопротивления контуров заземления согласно тем же документам должно проводиться не реже раза в 6 лет.

Ответственными за проведение таких проверок являются лица, уполномоченные на это соответствующими органами. Владелец частного дома должен заранее оформить заявку на их проведение с последующей оплатой. По завершении испытаний он обязан предоставить в местную энергетическую службу протокол измерений сопротивлений контактов между элементами ЗК.

Внеочередные

Внеочередные измерения параметров контура должны проводиться в следующих внештатных ситуациях:

После внесения в конструкцию изменений, не предусмотренных проектом, но влияющих на сопротивление растеканию току (измерение заземления в частном доме должно проводиться при переносе его на другое место).
После аварийного разрушения и последующего восстановления ЗК.
По завершении ремонтных работ.

Периодичность их проведения по понятным причинам не регламентируются.

Пусковые или вводные

Пусковые или вводные проверки заземления и измерения сопротивления организуются сразу же по окончании монтажа защитного контура (то есть накануне сдачи его представителю местной энергетической службы). Для этого потребуется пригласить специалиста от электрической лаборатории или другой организации, имеющей лицензию на право проведения таких испытаний.

По итогам проверки оформляется акт приемки, являющийся основанием для последующего пуска устройства в эксплуатацию и подтверждением того, что все питающие линии в частных домах заземлены.

Условия проведения испытаний

При организации мероприятий по проверке заземления важно обратить внимание на те условия, в которых предполагается их проведение. Они должны учитываться еще на стадии подготовки испытаний, а по их окончании вноситься в особый журнал. Согласно требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности) для этого желательно выбирать летнюю пору с солнечной сухой погодой, позволяющей получить наиболее близкие к реальности результаты

Это объясняется тем, что в такое время грунт поддерживается в достаточно сухом состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации защитного сооружения

Согласно требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности) для этого желательно выбирать летнюю пору с солнечной сухой погодой, позволяющей получить наиболее близкие к реальности результаты. Это объясняется тем, что в такое время грунт поддерживается в достаточно сухом состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации защитного сооружения.

При проведении контрольных замеров допустимых сопротивлений в осеннюю сырую погоду, например, полученные результаты будут в значительной степени искажены. Это объясняется тем, что пропитанный влагой грунт существенно увеличивает показатель проводимости почвы. Для того чтобы избежать всех этих сложностей и получить значение близкое к реальной величине – проще всего воспользоваться услугами профессионалов. Для этого необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию, имеющую лицензию на проведение соответствующих работ.

Специалисты по прибытию на место выявят все факторы и организуют испытания защитного оборудования в соответствие с требованиями действующих нормативов. По завершении всего испытательного цикла ими же будет оформлен протокол измерения сопротивления заземления образец которого представлен ниже.

Протокол проверки сопротивлений заземлителей

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

Переходное сопротивление заземления

Схема заземления включает в себя множество элементов, соединенных между собой. В случае обрыва, распайки швов или окисления соединений данный показатель начинает увеличиваться, что приводит к ухудшению эффективности защитной системы. При существовании большой массы потребителей и наличие значимых соединений в заземляющей схеме данная величина возрастает.

Нормы контура заземления

В промежутках соединений элементов заземления определяют переходное сопротивление. Для контактирующего соединения допускается максимальное значение 0,05 Ом. В случаях, когда данный показатель выше 0,05 Ом, это говорит о неработоспособности системы. Такие неисправности необходимо устранять, так как увеличенное сопротивление, делает защитные функции системы ничтожными.

Переходное сопротивление в заземляющем устройстве называется металлосвязью. Она характеризует соединение в цепи между заземляющим устройством и заземляемым электрооборудованием. Дефекты, возникающие в металлосвязи, ведут к короткому замыканию. Цель замеров сопротивления металлосвязи — определение наличия повреждения на отрезке участка электрооборудования и заземляющего устройства.

Основной характеристикой металлосвязи является сопротивление измеряемой части заземляющей системы, которое должно соответствовать 0,05 Ом. В ходе проверки исследуются надежность и правильность соединений посредством визуального осмотра. Качество сварочных швов проверяется ударом тяжелого молотка. В ПУЭ оговаривается, что заземляющие проводники должны быть надежно скреплены, что обеспечивает целостность электрической линии.

Заземляющие проводники, сделанные из стали, требуется соединять при помощи сварки. Данные участки должны быть расположены так чтобы предоставить беспрепятственный доступ для осуществления проверок, измерений, осмотров в дальнейшем времени.

Согласно требованиям ПУЭ соединения проводников и нейтралей присоединяются посредством сварки или болтов. Для присоединения электроприборов, которые постоянно монтируются, употребляются гибкие проводники.