Переходное сопротивление контактов автоматического выключателя: Переходное сопротивление модульных автоматов | Заметки электрика

Переходное сопротивление модульных автоматов | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Эксперименты с нашими автоматами продолжаются и сегодня на очереди измерение их переходного сопротивления, с дальнейшим расчетом падения напряжения и мощности рассеивания на полюсе.

Напомню, что в прошлый раз я проверял автоматы током 1,13 от номинального с измерением температуры их нагрева (часть 1 и часть 2). А в этот раз решил измерить переходное сопротивление постоянному току всех участников эксперимента и сравнить их значения между собой.

В принципе, уже по температуре нагрева автоматов из предыдущих экспериментов становится понятно, что разница между ними есть, и причем, по сравнению с некоторыми экземплярами, существенная.

Помимо сравнения переходного сопротивления автоматов между собой, измеренные данные, я надеюсь, что пригодятся и проектировщикам для более точного расчета токов короткого замыкания и определения полного сопротивления петли фаза-ноль в электроустановках до 1000 (В), ведь в расчетах необходимо учитывать величину переходного сопротивления коммутационных аппаратов и прочих соединений, а в справочниках и ГОСТах такой информации практически нет.

Вот например, в ГОСТе 28249-93 имеется Таблица 21, где указаны усредненные значения активного и реактивного сопротивлений автоматов серий ВА, А3700 (рекомендую ознакомиться с моей статьей про испытания автомата А3712, при котором обнаружился заводской брак) и «Электрон». Как видите, в таблице указаны значения для автоматов только с номинальным током 50 (А) и выше.

В последнее время производители все же размещают информацию по внутреннему сопротивлению модульных автоматов, а также мощности их рассеивания, но к сожалению, далеко не все.

Но я постараюсь восполнить этот пробел. Итак, поехали.

Сразу хотелось бы уточнить, что в измеренное значение сопротивления автомата будет входить:

• сопротивление контактов между клеммами и соединительными проводами прибора
• сопротивление верхней и нижней клемм автомата
• сопротивление силового контакта автомата (подвижный с неподвижным)
• сопротивление катушки электромагнитного расцепителя
• сопротивление биметаллической пластины теплового расцепителя
• сопротивление гибких проводников
• сопротивление прочих токоведущих частей

В итоге, мы получим активное сопротивление постоянному току всех наших модульных автоматов.

Я конечно понимаю, что измерять переходное сопротивление автоматов необходимо при температуре 60°С, 70°С или даже 80°С, т.е. имитируя его нагрев как при номинальном токе, но не всегда ток в цепи может быть номинальным. Некоторые автоматы практически весь свой срок эксплуатации могут работать при токах гораздо меньше номинальных.

Поэтому я решил измерить значения переходного сопротивления автоматов в холодном состоянии, т.е. при температуре окружающего воздуха 25°С, а в дальнейшем эти значения можно в любое время привести непосредственно к другим температурам нагрева.

Производить замеры я буду с помощью микроомметра MMR-600 (про него я неоднократно рассказывал в своих статьях, например, в статье про испытание силовых трансформаторов).

Вот весь перечень испытуемых автоматов:

• Sh301L (ABB, Германия)
• iC60N (Schneider Electric, Франция)
• iK60N (Schneider Electric, Таиланд)
• Easy9 (Schneider Electric, Индия)
• ВА47-29 (IEK, Россия-Китай)
• ВА47-63 (EKF, Россия-Китай)
• ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ, Россия-Китай)
• ВА47-29 (TDM, Россия-Китай)
• Z406 (Elvert, Россия-Китай)
• S201 (ABB, Германия)
• S201M (ABB, Германия)
• Тх3 (Legrand, Польша)
• МУ116 (Hager, Франция)
• PL4 (Eaton, Сербия)
• DZ47-60 (CHINT, Китай)
• ВА-101 (DEKraft, Китай)

1. Sh301L (ABB)

Чтобы подключить щупы прибора MMR-600 к автоматам, необходимо сделать от них небольшие короткие выводы. В итоге я подключил к автомату с обоих сторон одинаковой длины соединительные провода, к которым уже подключил щупы от прибора. Если у щупов сила зажима постоянно-одинаковая, то у подключаемых проводов к автоматам усилие будет зависеть от силы затяжки их винтового зажима. Скажу сразу, что я буду стараться затягивать провода в автоматах с одинаковым усилием, практически до упора.

Всего я буду производить два измерения по следующему алгоритму: включаю автомат — произвожу измерение переходного сопротивления — отключаю автомат — включаю автомат — произвожу второе измерение.

Как видите, переходное сопротивление модульного автомата Sh301L (ABB) составляет 9,37 (мОм).

При втором измерении переходное сопротивление этого же автомата составило 9,52 (мОм).

В итоге я получил два значения переходного сопротивления, максимальное из которых я занесу в общую результирующую таблицу.

У остальных автоматов я буду размещать фотографию только с максимальным измеренным значением.

2. iC60N (Schneider Electric)

Переходное сопротивление автомата iC60N составило 7,01 (мОм).

3. iK60N (Schneider Electric)

Переходное сопротивление автомата iK60N составило 8,24 (мОм).

Кстати, у меня на сайте имеется статья, где я производил сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK) по времени срабатывания при разных токах, в том числе производил измерение их переходного сопротивления до и после испытаний. Так вот у автомата iK60N сопротивление до испытаний составляло 8,44 (мОм), а после — 10,04 (мОм).

Наш автомат проверку теплового и электромагнитного расцепителей еще не проходил, и как видите, его значение 8,24 (мОм) соизмеримо со значением 8,44 (мОм), что говорит о постоянстве характеристик данной серии автоматов и правильности проведенных измерений.

4. Easy9 (Schneider Electric)

 

5. ВА47-29 (IEK)

Опять же вернусь к той статье про сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK), о которой говорил чуть выше. Как видите, наше измеренное значение 6,69 (мОм) соизмеримо со значением 6,28 (мОм), что опять таки подтверждает стабильность измеренных параметров данной серии автоматов и применяемого прибора MMR-600.

6. ВА47-63 (EKF)

У данного автомата я заметил некоторый разбег измеренных значений. Вот смотрите, при первом замере сопротивление составило 8,7 (мОм), при втором — 6,58 (мОм), при третьем — 7,48 (мОм), при четвертом — 6,08 (мОм) и т.д. Каждый раз значение изменялось в пределах 1-2 (мОм).

7. ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ)

Напомню, что данный автомат был в «лидерах» по нагреву в первой части экспериментов, не считая TDM, и нагрелся аж до 84°С.

Переходное сопротивление автомата ВМ63-1 составило 10,9 (мОм).

8. ВА47-29 (TDM)

А вот к этому автомату нужно присмотреться получше, т.к. среди двух экспериментов он был признан явным «лидером» и нагрелся до температуры 88°C (местами до 90°С).

При первом измерении переходное сопротивление у автомата ВА47-29 (TDM) составило 49,7 (мОм), при втором — 110,9 (мОм), при третьем — 47,4 (мОм), при четвертом 135,1 (мОм), при пятом — 118,2 (мОм) и т.д. Каждый раз в значительных пределах изменялось измеряемое значение. В итоге можно смело зафиксировать его максимальное значение 135,1 (мОм).

9. Z406 (Elvert)

10. S201 (ABB)

11. S201M (ABB)

Кстати, в паспорте для автоматов S201 и S201М указано, что их переходное сопротивление находится в пределах 7-8 (мОм), что вполне подтверждается нашими измерениями.

12. Тх3 (Legrand)

13. МУ116 (Hager)

По аналогии с автоматом ВА47-63 (EKF), у данного автомата имеется разбег измеренных значений в пределах 1-2 (мОм). При первом измерении сопротивление составило 8,62 (мОм), при втором — 9,17 (мОм), при третьем — 9,63 (мОм), при четвертом — 11,02 (мОм), при пятом — 10,77 (мОм) и т.д.

14. PL4 (Eaton)

15. DZ47-60 (CHINT)

Напомню, что этот автомат тоже был в «лидерах» по нагреву, но только уже во второй части экспериментов, и нагрелся до температуры 85,1°С.

Но при всем при этом его переходное сопротивление составило не более 6,96 (мОм).

16. ВА-101 (DEKraft)

Под итожим.

Измеренное сопротивление у всех автоматов имеет практически одинаковое значение и находится в пределах от 6 до 10 (мОм), за исключением автомата ВА47-29 (TDM), у которого оно составило больше 100 (мОм).

У автоматов ВА47-63 (EKF) и МУ116 (Hager) наблюдался некоторый разбег измеренных значений в пределах от 1 до 2 (мОм).

 

Падение напряжения и мощность рассеивания автоматов

Зная переходное сопротивление автомата, можно примерно рассчитать падение напряжения и мощность рассеивания на его полюсе при конкретном токе.

Рассмотрим для примера расчет падения напряжения и мощности рассеивания для автомата Sh301L (ABB) при токе 18,6 (А).

Напомню, что падение напряжения рассчитывается по всем известной формуле Закона Ома:

U = I·R

В первую очередь нам необходимо определить переходное сопротивление автомата (медных проводников) с учетом его нагрева до температуры 72,7°С (73°С) при прохождении через него тока 18,6 (А).

Из справочников я принял, что сопротивление медных проводников увеличивается на 0,4% при нагреве их на 1°С. Сопротивление автомата Sh301L (ABB) при температуре 25°С составило 0,00952 (Ом), а значит при увеличении температуры до 73°С (разница в 48°С) переходное сопротивление автомата увеличится на 19,2%, т.е. при 73°С составит 0,0113 (Ом).

Соответственно, падение напряжения на полюсе автомата Sh301L (ABB) при токе 18,6 (А) составит:

U = I·R = 18,6 · 0,0113 = 0,21 (В)

А теперь определим и мощность рассеивания на полюсе рассматриваемого автомата Sh301L (ABB) по известной формуле:

Р = I² · R = 18,6 · 18,6 · 0,0113 = 3,9 (Вт)

Произведу аналогичные расчеты и для других автоматов, а полученные значения занесу в результирующую таблицу.

Получившиеся значения падения напряжения и мощности рассеивания у рассматриваемых автоматов практически одинаковые и находятся в пределах от 0,15 до 0,25 (В) и от 2,77 до 4,66 (Вт), что соответствует данным каталогов некоторых производителей. Исключение составляет лишь автомат ВА47-29 (TDM), у которого падение напряжения составило 3,15 (В) и мощность рассеивания 58,55 (Вт).

Весь процесс измерений Вы также можете посмотреть в моем видеоролике:

В следующих статьях я проверю все эти автоматы:

• условным током расцепления (1,45·In)
• на срабатывание теплового расцепителя при токе (2,55·In)
• на срабатывание электромагнитного расцепителя при токах (5·In и 10·In)
• краш-тесты большими токами, вплоть до 1000 (А)

P.S. Если у Вас имеются какие-то вопросы по проведенным измерениям, то смело задавайте их в комментариях. Всем спасибо за внимание. До новых встреч!

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Переходное сопротивление электрических контактов | Электрические аппараты автоматического управления | Архивы

• 0,4кВ
• выключатель
• предохранитель
• РЗиА

Содержание материала

• Электрические аппараты автоматического управления
• Общие сведения о дуге
• Дуга постоянного тока и гашение
• Дуга переменного тока и гашение
• Переходное сопротивление электрических контактов
• Работа контактов в нормальном режиме и при кз
• Материалы, износ и вибрация контактов
• Типы контактов и их разрывная способность
• Магнитоуправляемые контакты
• Неавтоматические ручные выключатели
• Предохранители до 1000 В
• Конструкции предохранителей до 1000 В
• Автоматические выключатели
• Устройство и типы воздушных автоматов
• Контакторы
• Тяговые статические характеристики
• Магнитные пускатели
• Электромагниты
• Электрогидравлические толкатели
• Электромагнитные муфты управления
• Электрические командо-аппараты
• Сопротивления
• Реостаты
• Контроллеры
• Реле
• Реле защиты
• Слаботочные реле постоянного тока
• Датчики
• Датчики с промежуточным преобразованием
• Бесконтактные аппараты автоматического управления, диоды
• Триоды
• Тиристор, варисторы
• Магнитные усилители
• Разновидности магнитных усилителей
• Коэффициент усиления магнитного усилителя
• Конструкции магнитных усилителей
• Однотактные и двухтактные блоки магнитных усилителей
• Быстродействующие магнитные усилители
• Магнитные усилители, расчет
• Бесконтактные реле
• Бесконтактное магнитное реле
• Бесконтактные феррорезонансные реле, управляемые трансформаторы
• Магнитные гистерезисные реле, трансфлюксор, параметрон
• Электронные реле
• Бесконтактные путевые выключатели
• Элементы логического действия
• Конструкции ЭЛД
• Бесконтактные элементы математических моделей и цифровых машин
• Преобразователи тока и напряжения
• Комплектные устройства с магнитными усилителями

Страница 5 из 50

ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ § 5.1. ПЕРЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНТАКТОВ
Электрическим контактом называется место перехода тока из одного токоведущего элемента в другой. Имеется большое разнообразие форм и конструкций контактов, однако для всех них общим является параметр — переходное сопротивление контакта. Контакт — нежелательный элемент аппарата или установки, но без него обойтись нельзя. Чем меньше контактов в схеме, тем она лучше.

Рис. 5.1                                                  Рис. 5.2
Переходное сопротивление представляет собой электрическое сопротивление, имеющее место в переходном слое между поверхностями, образующими контакт. Переходный слой представляет собой сложное образование, которое возникает при смятии выступов, когда сжимаются две контактные поверхности. Если посмотреть через микроскоп даже на хорошо обработанную поверхность, то можно видеть, что эта поверхность будет иметь выступы и впадины (рис. 5.1). При наложении поверхности I и II одна на другую они соприкасаются не всей площадью, а лишь вершинами выступов. Для того чтобы контактные поверхности касались друг друга не вершинами выступов, а контактными площадками, для этого необходимо с помощью силы нажатия F смять бугорки, образовав из них контактные площадки а, б, в (рис. 5.2).
Таким образом, электрический контакт есть результат смятия бугорков поверхностей, образующих контакт, и превращения этих бугорков в контактные площадки. Поэтому контактная площадь контакта и площадь контакта это не одно и то же. Контактная площадь S равна сумме площадок, полученных в результате смятия бугорков. Площадь контакта S’ равна площади, которой одна контактная поверхность налагается на другую. Общая контактная площадь может быть определена из выражения

(5.1)

где F — сила нажатия, кГ;
σ — временное сопротивление смятию материала контактов, кГ/см2;
S — контактная площадь, см2.
В основу количественного определения переходного сопротивления контактов положено переходное сопротивление контактной точки. Если взять конус (рис. 5.3) и поставить его вершиной на плоскость, а затем подействовать на него силой F, то произойдет

Рис. 5.3
смятие вершины, в результате чего образуется площадка а. Эту площадку а называют контактной точкой. Переходное сопротивление контактной точки считают равным
(5.2)
где С — постоянная, зависящая от материала и конструкции контакта.
Если контакт имеет п контактных точек, то сила, приходящаяся на одну точку, будет равнаи переходное сопротивление одной контактной точки в этом случае будет
(5.3)
Общее переходное сопротивление такого многоточечного контакта выразится так:

(5.4)

Многоточечным контактом, имеющим п контактных точек, считается щеточный контакт. В этом случае имеют в виду, что каждая пружина щеточного контакта имеет хотя бы одну контактную точку, а так как пружин в контакте л, то и контактных точек как минимум /г. В плоских контактах число контактных точек пропорционально силе нажатия n = aF, где а — постоянная величина. Тогда уравнение (5.4) будет записано в виде


Исследования показали, что общим выражением переходного* сопротивления для различных контактов будет
(5.5)
(5.6)
Табл. 5.1. Значение постоянной С

Табл. 5.2. Значение постоянной т

Представление о значении С дает табл. 5.1, а об т — табл. 5.2.

Зависимость переходного сопротивления от силы нажатия на контакт будет такой, как это представлено на рис. 5.4. Кривая здесь в общем виде представляет гиперболу вида

(5.7)
Из этой кривой следует, что вначале при небольшом изменении силы нажатия переходное сопротивление резко падает, а затем
это изменение становится небольшим. Написанные выше соотношения справедливы в том случае, когда контакты не окислены. В случае, если контакты окислены, то значение С сильно возрастет, и переходное сопротивление не поддается аналитическому определению.

Рис. 3.4
Окислению контакта в сильной мере способствует нагревание контакта. С ростом температуры и особенно при температурах выше 75° С кислород воздуха повышает свою активность и усиленно способствует окислению контактов. Зависимость переходного сопротивления контакта от температуры в пределах до 200°С будет такой:
(5.8)
где RnB — переходное сопротивление контакта при температуре 0°С, ом;
Rno — переходное сопротивление при 0°С, ом\ а — температурный коэффициент сопротивления материала контакта, 1/°С;
0 — температура контакта, ° С.

• Назад
• Вперед

• Назад
• Вперед

• Вы здесь:  
• Главная
• Книги
• Архивы
• org/ListItem”> Испытание мощных трансформаторов и реакторов

Читать также:

• Каталог АСКО-УКРЕМ
• Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
• Технические характеристики тепловых реле типа РТЛ магистральных пускателей МПА
• АВМ-15
• Переключатели универсальные

Испытание автоматических выключателей постоянным током

Итак, на вашем объекте есть силовые автоматические выключатели, и они, похоже, в порядке, тихо сидят и выполняют свою работу. Чего вы можете не осознавать, так это того, что даже если ваши автоматические выключатели работают нормально, за кулисами эти важные устройства могут оказаться на грани отказа.

Автоматические выключатели, как правило, собирают грязь, влагу и загрязняющие вещества во время эксплуатации. Их изоляционные системы также могут ослабевать из-за тепла, выделяемого при отключении дуги, особенно если они не обслуживаются на регулярной основе. Автоматические выключатели, используемые в агрессивных средах, могут подвергаться воздействию различных агрессивных загрязнителей, таких как сероводород (h3S в оборудовании нефтяных и газовых скважин) или хлор (водоочистные сооружения). Эти агрессивные химические вещества разъедают и повреждают не только изоляцию выключателя, но и его металлические компоненты. В этой статье рассматриваются распространенные тесты постоянного тока, которые вы можете выполнять на автоматических выключателях, чтобы убедиться, что они остаются безопасными и надежными.

Фото 1. Поврежденное в результате ненадлежащего обслуживания распределительное устройство необходимо заменить.

Как вы гарантируете, что дорогостоящие автоматические выключатели ваших клиентов будут готовы к срабатыванию в случае неисправности их электрической системы ( Фото 1 выше)? Единственный способ узнать наверняка — выполнить необходимое техническое обслуживание, включающее электрические испытания автоматических выключателей.

ANSI/NETA MTS-2011, «Стандарт технических требований к испытаниям при техническом обслуживании для оборудования и систем распределения электроэнергии», содержит рекомендации о том, какие испытания и техническое обслуживание необходимы, а также о том, какие значения следует записывать после завершения испытаний. Международная ассоциация электрических испытаний (NETA) рекомендует три электрических испытания постоянным током:

1. Испытание на перенапряжение постоянным током изоляционных систем автоматического выключателя.
   
2. Проверка сопротивления изоляции управляющей проводки выключателя.
   
3. Проверка сопротивления контакта для измерения сопротивления тока на пути автоматического выключателя.

Системы изоляции

Система изоляции автоматического выключателя является важной областью, требующей тестирования и оценки. Слабая изоляция может привести к катастрофическому отказу, особенно во время отключения дуги. Также важна проводка управления автоматическим выключателем. Один короткозамкнутый провод внутри автоматического выключателя может помешать его правильной работе, включая выход из строя двигателя взвода пружины или устройства защиты от перегрузки по току. В автоматических выключателях, находящихся в эксплуатации в течение нескольких лет, заводская смазка может высыхать, что приводит к ее заклиниванию или заклиниванию. Все эти проблемы характерны для автоматических выключателей, которые находятся в эксплуатации, но ими пренебрегают. Системы изоляции автоматических выключателей состоят из двух основных компонентов:

1. Дугогасительные камеры или вакуумные баллоны (гасители или прерыватели).
   
2. Щитовые панели и/или стойки (первичная изоляция).

Фото 2. Типовая дугогасительная камера среднего напряжения в открытом положении.

Дугогасительные камеры (, фото 2, справа) являются одним из наиболее важных элементов, необходимых для гашения дуги. Дугогасительные камеры должны растягиваться, охлаждаться и сдерживать дугу даже во время коротких замыканий. Любой дефект в дугогасительной камере может вызвать повторное возгорание — состояние, при котором дуга восстанавливается. В случае повторного пробоя автоматический выключатель не может устранить неисправность, и должно сработать следующее вышестоящее устройство.

На фото 3 показана дугогасительная камера, поврежденная чрезмерным искрением во время прерывания дуги. На фото 4 показан контактный узел одной фазы автоматического выключателя, который подвергся повторному срабатыванию. Автоматический выключатель был настолько сильно поврежден, что его пришлось утилизировать.

Узел задней панели (используемый на низковольтных выключателях и показанный на фото 5 ) и блоки полюсов (используемые на автоматических выключателях среднего напряжения и показанные на фото 6 ) используются для поддержки токонесущих компонентов и дугогасительные камеры. Первичная изоляция этих компонентов имеет тенденцию со временем разрушаться или страдать от нагара, вызванного прерыванием дуги. Условия окружающей среды также могут вызвать ухудшение, особенно органической изоляции.

На фотографиях 7a и 7b показаны распространенные типы повреждений, обнаруживаемые при обслуживании автоматических выключателей. Разрушение, показанное на Фото 7а , позволит влаге проникнуть в изоляцию, тем самым ослабив ее. Механические повреждения в Фото 7b были обнаружены при осмотре.

Методы испытаний постоянным током

Давайте рассмотрим три наиболее распространенных теста постоянного тока, используемых для проверки целостности изолирующих компонентов выключателя.

1) Испытание на перенапряжение постоянного тока — Испытание на перенапряжение постоянного тока является одним из стандартных испытаний, рекомендованных ANSI/NETA MTS-2011. Подача высокого постоянного напряжения на систему изоляции автоматического выключателя приводит к ее напряжению, что позволяет обнаружить влагу, грязь, следы и слабую изоляцию. Для низковольтных силовых автоматических выключателей для этой проверки можно использовать мегомметр на 2500 В. Автоматические выключатели среднего напряжения требуют использования испытательного комплекта с высоким потенциалом. В таблице 100.2 стандарта ANSI/NETA MTS-2011 приведены рекомендации по испытанию на перенапряжение низковольтных автоматических выключателей и распределительных устройств, а в таблице 100.19могут использоваться для автоматических выключателей среднего напряжения и распределительных устройств.

Как правило, при проведении испытания на перенапряжение для оценки изоляции не используется указанное значение. Если изоляция не имеет признаков повреждения, она считается исправной. Это часто называют «проверочным тестом» или тестом «годен, не годен», потому что в ANSI/NETA MTS-2011 нет конкретных значений.

Таблица 1. Тестовые соединения для проверки перенапряжения постоянного тока.

Тестовые соединения для проверки перенапряжения постоянного тока приведены в 9. 0007 Таблица 1 (справа), которая обеспечит проверку всех возможных путей утечки в выключателе. В таблице 100.19 из ANSI/NETA MTS-2011 приведены рекомендуемые испытательные напряжения для контрольных и полевых испытаний силовых автоматических выключателей и распределительных устройств среднего напряжения ( Таблица 2 ).

В вакуумных выключателях вакуумные баллоны заменяют дугогасительные камеры воздушных выключателей. Вакуумные баллоны используют частичный вакуум для прерывания дуги. В идеальном вакууме дуги быть не может. Однако, поскольку физически невозможно достичь настоящего вакуума, внутри бутылки все же возникает небольшая дуга. Нарисованная дуга небольшая и быстро прерывается до тех пор, пока сохраняется целостность бутылки.

Фото 8. Разрез вакуумного баллона с гибким металлическим сильфоном.

Если в гибком металлическом сильфоне (показанном желтым овалом на фото , фото 8 выше) появляется утечка, в бутылку впускают воздух, и вакуум сбрасывается. Сильфон имеет тенденцию трескаться из-за изгиба металла, когда автоматический выключатель многократно размыкается и замыкается. Вакуумная бутылка должна содержать дефект, но иногда закаленный корпус разрывается. Когда вакуумные бутылки выходят из строя, они часто выходят из строя при закрытии, а не при открытии.

Вакуумные автоматические выключатели могут быть испытаны с помощью гидропота постоянного тока так же, как и воздушно-магнитные автоматические выключатели. Здесь есть хорошие и плохие новости. Хорошей новостью является то, что для тестирования вакуумных бутылок можно использовать DC hipot. Что плохого? Используйте неправильный набор для проверки постоянного тока и тост из бутылки!

Когда впервые появились вакуумные прерыватели, многие компании использовали метод DC Hipot для тестирования своих бутылок, но вскоре стало очевидно (после первой или двух бутылок), что что-то не так. Вакуумные баллоны выходили из строя, хотя рекомендуемое испытательное напряжение не превышалось. Этим «что-то» был всплеск напряжения, создаваемый схемой однополупериодного выпрямителя, используемой в большинстве тестеров высокого напряжения постоянного тока. Этот всплеск может составлять до 800% напряжения, указанного на измерителе.

Из-за этой проблемы с испытаниями постоянного тока большинство производителей в настоящее время рекомендуют использовать устройство для испытаний Hipot переменного тока для проверки целостности вакуумного баллона, даже если оно обычно не используется для проверки изоляции полюсного блока (первичной). При выполнении теста на герметичность вакуумного баллона указанное напряжение (переменного или постоянного тока) прикладывают к вакуумному баллону в течение определенного периода времени, и ток не регистрируется. Если не провалится, то хорошо. Если да, то должно быть плохо. Это известно как тест «Давай, не ходи». Если бутылка выйдет из строя во время теста, автоматический выключатель в тестовом наборе сработает.

Тестовые наборы Hipot, в которых используется мостовой выпрямитель, не вносят всплеск в выходной сигнал набора. Этот тип схемы генерирует плавный выход постоянного тока, который не будет перенапрягать бутылки. Выполните этот тест с разомкнутым автоматическим выключателем и подайте тестовое напряжение на баллоны, как показано на рис. 1, выполняя тест для каждого баллона. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации конкретного вакуумного выключателя, который вы собираетесь тестировать, чтобы применить правильное напряжение. Один производитель рекомендует 36 кВ переменного тока и до 50 кВ постоянного тока — оба в течение 10 секунд.

Предупреждение о безопасности: Вакуумные бутылки могут излучать рентгеновское излучение, если они выходят из строя при приложении высокого напряжения. При использовании значений, рекомендованных производителем, выбросы должны быть незначительными. Ни в коем случае нельзя использовать напряжение выше рекомендуемого. При проведении этих испытаний встаньте как можно дальше от автоматического выключателя, поместив его между собой и бутылкой.

2) Испытание на сопротивление изоляции — Испытание на сопротивление изоляции первичной изоляции низковольтного и среднего автоматического выключателя выявит серьезные дефекты, но для обнаружения следов, износа и влаги рекомендуется испытание на перенапряжение постоянного тока или испытание коэффициента мощности изоляции переменным током. рекомендуемые. Это не означает, что измерение сопротивления изоляции вообще не следует проводить. Его можно использовать для проверки безопасности перед вводом выключателя в эксплуатацию, а также для проверки управляющей проводки,
трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. ANSI/NETA MTS-2011, таблица 100.1, содержит рекомендации по испытанию сопротивления изоляции неиндуктивного электрического оборудования, включая контрольную проводку.

Внимание : При проведении испытаний сопротивления изоляции управляющей проводки на автоматических выключателях нельзя подавать высокое напряжение на двигатель взведения пружины или полупроводниковые устройства максимального тока, которые могут быть подключены к нему. Убедитесь, что тестируемое устройство или цепь должным образом изолированы.

Для всех проводов управления необходимо проверить сопротивление изоляции. Даже слегка смещенная проводка может быть повреждена из-за износа или порезов об острые кромки. Электропроводка класса 250 В испытывается при 500 В постоянного тока и должна иметь минимальное сопротивление изоляции 25 МОм. Изоляция класса 600 В испытывается при напряжении 1000 В и должна иметь минимальное сопротивление изоляции 100 МОм. Измерьте сопротивление изоляции между проводкой и землей. Для автоматического выключателя это будет рама или шасси.

3) Испытание микроомметром (сопротивление контакта) — Изготовители проектируют контакты и их поддерживающие конструкции, чтобы они непрерывно выдерживали номинальный ток нагрузки и, при необходимости, прерывали номинальный ток короткого замыкания автоматического выключателя. Чтобы это происходило надежно, контакты, штыри и вся токоведущая конструкция должны иметь низкое сопротивление. По мере увеличения сопротивления проводника увеличивается количество потерь I2R — потерь из-за тепла, создаваемого током, проходящим через сопротивление. Плохое состояние контакта (точечная коррозия или смещение) или устаревшая смазка в стержне контакта (окружность) могут увеличить сопротивление пути тока. Обратите внимание, что в конструкции контакта может быть несколько токоведущих поверхностей, требующих смазки, в зависимости от конкретной конструкции контакта.

Фото 9. Этот шарнир смазывается при изготовлении автоматических выключателей на заводе токопроводящей смазкой.

Одной из основных причин проведения теста на контактное сопротивление является определение состояния точки поворота между подвижными и неподвижными контактами. Этот шарнир, показанный на Фото 9 (слева), смазывается проводящей смазкой, когда автоматические выключатели изготавливаются на заводе. По мере того, как выключатель пропускает ток, эта смазка начинает высыхать, становясь липкой и густой. В то же время внутреннее сопротивление шкворня увеличивается, вызывая повышенные I2R (тепловые) потери, что, в свою очередь, еще больше сушит смазку. Этот цикл продолжается до тех пор, пока смазка в шарнире не перестанет работать. Без смазки шарнир начинает изнашиваться металл к металлу, удлиняет отверстие, изнашивает штифт и в конечном итоге приводит к заклиниванию автоматического выключателя.

Микроомметры, которые используются для проверки контактного сопротивления, пропускают постоянный ток через весь путь тока замкнутого автоматического выключателя, включая контакты, точку поворота и штыревые соединения автоматического выключателя. Показания испытательного комплекта отображают контактное сопротивление непосредственно в микроомах.

Тестовые соединения для проверки микроомметром показаны на рис. 2 (ниже). Подсоедините провода с маркировкой C1 и C2 к внешней стороне точек подключения, а P1 и P2 к внутренней части C1/C2. Это предотвращает считывание сопротивления самого соединения. Если вы используете подпружиненные датчики, красный P1/P2 должен быть снаружи соединения.

Производители иногда публикуют допустимые значения, или они могут быть получены из полевого опыта. Согласно ANSI/NETA MTS-2011, контактное сопротивление не должно отличаться более чем на 50 % между самым высоким и самым низким значением для всех трех фаз. После выполнения технического обслуживания контактное сопротивление должно быть как можно меньше и равномернее на всех трех фазах автоматического выключателя. Фактическое сопротивление будет варьироваться в зависимости от номинального тока автоматического выключателя. Меньшие значения тока будут иметь более высокое контактное сопротивление. Как правило, низковольтные автоматические выключатели должны иметь контактное сопротивление 100 мкОм или меньше, а показания выше 300 мкОм являются признаком неисправности. Воздушно-магнитные автоматические выключатели среднего напряжения будут иметь более низкие показания из-за их более крупных токонесущих конструкций.

Хотя ANSI/NETA MTS-2011 не рекомендует проверку безопасности мегаомметром, моя компания рекомендует ее. Всякий раз, когда автоматический выключатель извлекается из его ячейки/шкафа и остается без присмотра, или после завершения работ по техническому обслуживанию, необходимо выполнить проверку безопасности с помощью мегомметра на 500 В. При напряжении 500 В качество изоляции измеряться не будет, но будет замерено потерянное оборудование, неуместные инструменты или любое другое потенциальное короткое замыкание. Это испытание выполняется между фазами при включенном выключателе и между линией и нагрузкой при разомкнутом выключателе. На счетчике должна быть индикация «бесконечность».

Профилактическое обслуживание окупается

В этой статье были рассмотрены некоторые основные понятия, касающиеся тестирования автоматических выключателей постоянным током. Автоматические выключатели более высокого напряжения (2,4 кВ и выше) обычно полагаются на тесты коэффициента мощности изоляции для определения качества изоляции вместо теста на перенапряжение постоянного тока, хотя в ANSI/NETA MTS-2011 он показан как дополнительный тест. Суть в том, что вы должны проверить автоматические выключатели, чтобы найти их дефекты, потому что альтернатива слишком рискованна. Отказ в системе изоляции может привести к катастрофическим последствиям, включая пожар, взрыв и травму/смертельный исход.

Уайт — директор по обучению в Shermco Industries в Ирвинге, штат Техас. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Что такое испытание на контактное сопротивление и зачем проводится испытание на контактное сопротивление

Что такое контактное сопротивление

Контактное сопротивление — это сопротивление протеканию тока из-за состояния поверхности и других причин, когда контакты соприкасаются друг с другом (в закрытое состояние устройства). Это может произойти между контактами: 

• Выключатели
• Контакторы 
• Реле
• Переключатели
• Соединители
• Прочие коммутационные устройства 

Испытание контактного сопротивления, также известное как испытание воздуховодом, измеряет сопротивление электрических соединений — заделок, соединений, соединителей, секций шин или кабельных соединений и т. д. Это могут быть соединения между любыми двумя проводниками, например, кабельные соединения или секции сборных шин. Прибор, который используется для проверки воздуховода, называется омметром, и, поскольку его функция заключается в выполнении проверки воздуховода, омметр также известен как тестер воздуховода.

Тестер воздуховодов можно найти во многих вариантах, таких как микро-, мега- и миллиомметры, тестер статического сопротивления или DLRO, что означает цифровой омметр с низким сопротивлением. Используется для измерения сопротивления в различных приложениях электрических испытаний. Этот тестер состоит из амперметра постоянного тока и нескольких других компонентов. Тест измеряет сопротивление на уровне микро- или миллиом и используется в основном для проверки правильности электрических соединений и может выявить следующие проблемы: 

• Ослабленные соединения
• Надлежащее натяжение болтовых соединений
• Эрозия контактных поверхностей
• Загрязненные или корродированные контакты

Термин контактное сопротивление относится к вкладу в общее сопротивление системы, которое может быть отнесено к контактным интерфейсам электрических проводов и соединений, в отличие от собственного сопротивления, которое является неотъемлемым свойством, не зависящим от метода измерения. Этот эффект часто описывается термином сопротивление электрического контакта или ECR и может меняться со временем, чаще всего уменьшаясь в процессе, известном как ползучести сопротивления. Идея падения потенциала на инжекционном электроде была введена Уильямом Шокли для объяснения разницы между экспериментальными результатами и моделью аппроксимации постепенного канала. В дополнение к термину ECR также используются «сопротивление интерфейса», «переходное сопротивление» или просто «поправочный термин». Термин «паразитное сопротивление» используется как более общий термин, в котором обычно все еще предполагается, что контактное сопротивление вносит основной вклад.

Зачем нужен тест на контактное сопротивление?  

Контакты автоматического выключателя необходимо периодически проверять, чтобы убедиться, что он исправен и функционирует. Плохо обслуживаемые или поврежденные контакты могут стать причиной дугового разряда, обрыва фазы и даже возгорания.

Это испытание особенно важно для контактов, через которые проходит большой ток (например, сборные шины распределительного устройства), поскольку более высокое контактное сопротивление может привести к снижению допустимой нагрузки по току и увеличению потерь. Тестирование воздуховодов обычно выполняется с помощью микро-/миллиомметра или низкоомного омметра.

Измерение контактного сопротивления помогает выявить фреттинг-коррозию контактов и позволяет диагностировать и предотвратить контактную коррозию. Увеличение контактного сопротивления может привести к падению высокого напряжения в системе, и это необходимо контролировать.

Что делается во время проверки контактного сопротивления?  

Двумя распространенными проверками контактов автоматического выключателя являются визуальный осмотр и проверка контактного сопротивления.

1. Визуальный осмотр включает в себя осмотр контактов автоматического выключателя на наличие следов точечной коррозии, вызванных дуговым разрядом, а также изношенных или деформированных контактов.
2. Вторая проверка – измерение контактного сопротивления. Это включает в себя подачу фиксированного тока, обычно около 100 А, 200 А и 300 А через контакты и измерение падения напряжения на них. Этот тест проводится с помощью специального прибора для измерения контактного сопротивления. Затем по закону Ома рассчитывается значение сопротивления. Значение сопротивления необходимо сравнить со значением, указанным производителем. Это значение также следует сравнить с предыдущими записями.

Оба этих теста необходимо выполнять вместе. Так как бывают случаи, когда контакты имеют хорошее контактное сопротивление, но находятся в поврежденном состоянии. Таким образом, чтобы контакт был сертифицирован как исправный, он должен иметь хорошее контактное сопротивление и пройти тест визуального осмотра.

Тестер воздуховодов  

В целом существует два типа тестеров воздуховодов:

1. Серийный тип Омметр имеет 4 резистора, напряжение внутренней батареи – E и выходные клеммы, A и B. При подключении A и B клеммы с резисторами R1 и R2, батарея образует простую последовательную цепь.
2. Омметр шунтового типа, используемый для измерения малых значений сопротивления тока. Когда клеммы А и В замкнуты, стрелка показывает ноль, потому что ток протекает только через резистор RX. Когда эти две клеммы разомкнуты, через RX-резистор не протекает ток, поэтому показания тестера воздуховодов помечаются как бесконечные.

Как мы проводим тест на контактное сопротивление?  

Критерии испытаний

Критерии оценки контактного сопротивления электрических соединений во многом зависят от типа соединения (например, болтовое, паяное, зажимное, сварное и т. д.), площади металлической контактной поверхности, контактного давления, и т. д. Они будут различаться в зависимости от оборудования и производителя, и не существует кода или стандарта, который предписывает минимальное контактное сопротивление. Поэтому необходимо учитывать рекомендации производителя. Например, производители иногда указывают максимальное контактное сопротивление 10 мкОм для больших болтовых соединений шин.

Измерение контактного сопротивления и область его применения довольно обширны.

Электрические соединения  

Электрические соединения цепей имеют различные способы и средства, такие как соединение сваркой, запрессовкой, вилкой и промакиванием и так далее. Если вы хотите узнать качество разъема и его характеристики проводимости, вам просто нужно измерить его контактное сопротивление. Контактное сопротивление часто применялось при проверке качества переключателей, реле и контактных площадок для печатных плат.

Что касается узла машинного оборудования, контактное сопротивление контактной поверхности металлов можно использовать для оценки надежности и герметичности узла машинного оборудования. Контактное сопротивление связано с характеристикой проводимости контактной поверхности. Чем больше площадь и меньше загрязненность поверхности парных металлов, тем лучше проводимость и меньше сопротивление, и наоборот.

Путем измерения контактного сопротивления можно качественно проанализировать надежность и герметичность узла механизма. Этот метод уже применялся при проверке качества сборки экрана на электромагнитную совместимость. Методы измерения для различных приложений не одинаковы. Например, в случае измерения контактного сопротивления мощных выключателей и реле, следует использовать большой ток, пару контактов, вещи как раз в том состоянии, что реально происходит в рабочем состоянии. В случае соединителя с сухой цепью испытательный ток должен быть низким, чтобы предотвратить расплавление соединения под действием тепла (ток менее 100 мА).

Машинное оборудование в сборе  

В случае проверки качества машинного оборудования следует выбирать различные испытательные схемы в соответствии с различными структурами. Существует два типа структуры: замкнутая структура петли и открытая структура без петли. Их методы измерения совершенно разные.

Как измерить контактное сопротивление, которое включается в контурную цепь, но не изменяет цепь?

Новый метод решит эту проблему. Этот метод очень полезен для измерения контактного сопротивления в сложных узлах машин. Контактное сопротивление определяется как отношение напряжения на контакте к току, протекающему через замкнутую пару контактов. Это соответствовало закону Ома. Между металлом 1 и металлом 2 имеется интерфейс. Ток I, который исходит от источника тока, протекает через этот интерфейс, может быть считан с амперметра. И тогда падение напряжения на интерфейсе может быть считано с вольтметра как U. Затем можно рассчитать значение контактного сопротивления Rx.

Rx=U/I 

Поскольку контактное сопротивление изменяется в зависимости от окружающей среды и прохождения тока, условия измерения должны быть близки к условиям эксплуатации. Для точного измерения необходимо использовать четырехполюсный метод измерения и метод устранения термоЭДС. Этот косвенный метод измерения можно применять для измерения контактного сопротивления или сопротивления контура. Для этого нужны три контрольные точки, три шага и три формулы. Этот метод признан правильным, и его также можно использовать для калибровки эталона петлевого резистора.

Типовой метод измерения контактного сопротивления

Четырехпроводное (Кельвин) падение напряжения постоянного тока является типичным методом, используемым микроомметрами для измерения контактного сопротивления, который обеспечивает более точные измерения за счет исключения собственного контактного сопротивления и сопротивления. тестовых проводов.

• Проверка контактного сопротивления выполняется с использованием двух токоподводов для инжекции и двух потенциалов для измерения падения напряжения; кабели напряжения должны быть подключены как можно ближе к тестируемому соединению и всегда внутри цепи, образованной подключенными токопроводами.
• На основе измерения падения напряжения управляемые микропроцессором микроомметры рассчитывают контактное сопротивление, устраняя при этом возможные ошибки из-за эффектов термоЭДС в соединениях (термоЭДС — это небольшие напряжения термопары, которые генерируются при соединении двух разных металлов). ) они будут добавлены к общему измеренному падению напряжения и внесут погрешности в тест сопротивления контакта, если их не вычесть из измерения другими методами (переполюсовкой и усреднением, прямым измерением величины термоЭДС и т. д.) 
• Если при проверке сопротивления контактов выключателя на малом токе получаются низкие показания сопротивления, то рекомендуется провести повторную проверку контактов на более высоком токе. Почему мы выиграем, используя более высокий ток? Более высокий ток позволит преодолеть проблемы с подключением и окисление на клеммах, где более низкий ток может привести к ложным (более высоким) показаниям в этих условиях.

При проведении испытаний на контактное сопротивление очень важно поддерживать согласованные условия измерения, чтобы иметь возможность сравнивать предыдущие и будущие результаты для анализа тенденций. Поэтому при проведении периодических измерений испытание на контактное сопротивление должно выполняться в одном и том же положении с одними и теми же измерительными проводами (всегда с калиброванными кабелями, поставляемыми производителем) и в одних и тех же условиях, чтобы можно было узнать, когда соединение , соединение, сварка или устройство станут небезопасными.