二次伏安法測線圈電阻的方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供二次伏安法測線圈電阻的方法，能快速準確地計算出線圈電阻，并且減少了計量的要求。為達到所述效果，本發(fā)明二次伏安法測線圈電阻的方法，用于消除整流二極管的壓降帶來的誤差，先在電容器組處，先將中性線與屏蔽回流線短接在一起，還包括以不同的電壓兩次計算出電阻值，并通過電阻差值得出線圈電阻。由于采用了所述技術方案，本發(fā)明消除了整流二極管的壓降，通過多次測量和計算能較為精確地計算出線圈的電阻。這樣就不必打開手車面板，避免了測試完以后還必須將面板蓋回去，以及由于打開面板后，因開關機構內部的各元件，安裝得較為緊湊，一時半會還不一定找得到線圈的尷尬。不用調整內部的絕緣部分，提高了檢測的工作效率。
【專利說明】二次伏安法測線圈電阻的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明電力系統(tǒng)自動化領域，尤其涉及一種二次伏安法測線圈電阻的方法。

【背景技術】
[0002]分、合閘線圈是斷路器操作機構內的一種重要元件。它是一個電磁線圈，但它的電感值相比較其電阻值而言，太小，可忽略不計，也就是說，在電路中，基本上可以把它當作一個電阻來看待。分合閘線圈通入電流(通常為直流)后，就產生了磁場，這個磁場的出現(xiàn)就會導致貫穿分合閘線圈其中的可移動鐵芯發(fā)生運動，鐵芯運動到一定程度后會撞擊斷路器操作機構內的脫扣部件(因此，分合閘線圈也被稱為脫扣線圈)，導致斷路器操作機構進行分合閘操作。
[0003]斷路器正常操作時，分、合閘線圈中流過額定電流的時間很短，不會超過0.1秒。因此設計分合閘線圈時，其散熱功率遠小于操作功率。形象地說，分合閘線圈是一個冷的物體，有一定的熱容量，分合閘過程中雖然流入線圈中的電功率很大，但由于時間短，因此產生的熱量不是很多，溫升亦不高，分合閘操作后線圈的最終溫度不會導致線圈中的電磁線絕緣漆燒毀。也就是說，分合閘過程中積聚的這些熱量能被分合閘線圈全部吸收且線圈也不會過熱，并且之后慢慢地排出至環(huán)境中。然而，斷路器拒動時，情況就不同了，通入線圈中的電流長時間不消失，這時，線圈吸收的熱量要遠遠大于排出至環(huán)境中的熱量，導致線圈越來越熱，最終線圈被燒毀。因此，線圈是不能長時間通入額定電流的。不過，一般的線圈，能長期忍受0.15倍的額定電流，也就是說，在此電流下，線圈是不會被燒毀的。
[0004]實測線圈電阻的最簡單的方法是使用萬用表。即，將萬用表的兩支表筆直接搭在分、合閘線圈的兩端，測量其電阻值?？赡艿脑挘部梢栽谄渌胤?，如機構箱的端子排、開關柜的端子排、端子箱的端子排、保護屏內的端子排等處，通過芯線等的引接，用萬用表“遠距離”地測線圈的電阻值。
[0005]用萬用表實測線圈的電阻，直接、簡單、明了。但在有些時候是不可能的。比如，當分、合閘電流是通過整流橋(通常安裝在線圈的附近)，經全波整流后再流經線圈的時候，在整流橋的兩交流端側，用萬用表的話，是無論如何也測不出線圈電阻的。這種情況下，為了測得線圈的電阻，不得不在整流橋的直流端(輸出端)測。整流橋通常安裝在線圈的附近，對于10kV、35kV開關柜，由于線圈隱藏在手車內部，因此測試時，必須打開手車面板，測試完以后還必須將面板蓋回去。很可能測試的時間很短，但開面板、蓋面板的時間相對來說很長，因此試驗工作的效率很低。更有甚者，打開面板后，因開關機構內部的各元件，安裝得較為緊湊，一時半會還不一定找得到線圈。好不容易找到線圈后，由于線圈兩引線端的金屬部分不一定外露，為了測量，還必須將包裹在其上的絕緣部分拉開，測完以后還要恢復?？傊?，有時候，為了測量線圈的電阻值，還真得下一番功夫。甚至在有些情況下，根本無法在整流橋的直流端(輸出端)測線圈的電阻，原因有二。一是由于手車結構實在是太緊湊，這個整流橋根本找不到，看不到，更不用說夠得到；二是這個整流橋直接被灌封在線圈內部。碰到這種情況，用萬用表測線圈電阻是不可能的了。
[0006]之所以在整流橋的兩交流端側，用萬用表測不了線圈電阻，是由于萬用表輸出的測試電流太小，測試電壓太低，正常通過電流時整流橋的壓降可能比萬用表測無窮大電阻時的輸出空載電壓還大，所以萬用表根本輸不出測試電流，即使輸出了測試電流，其值大小也遠小于無整流橋時的輸出電流，因而，實測電阻值是遠遠大于真實值的。如果我們能增大萬用表測試電阻時的輸出電流，一定程度上能減小整流橋帶來的影響，但可惜這種萬用表沒有被發(fā)明出來。更何況，即使發(fā)明出來，整流橋在存在對實測線圈電阻的影響還是或多或少存在的，不能被忽略。也就是說，還是測不準的。
[0007]萬用表測電阻的原理有兩種，一種是恒流法，另一種是比例電阻法，不管哪種方法，都會有電流流過被測電阻，測量被測電阻兩端的電壓，再與萬用表內部的基準電壓相比較，就得到了被測電阻的電阻值。
[0008]伏安法測電阻的原理是很簡單的，初中的物理課程中就有。即同時測量被測電阻兩端的電壓和流過被測電阻的電流，電壓與電流的比值就是電阻值。但伏安法測線圈電阻時，也仍避免不了受到整流橋的影響。考慮到整流橋二極管有飽和壓降(流過二極管的電流在一個寬范圍值內變化時，二極管的壓降變化很小)，減小影響的方法是提高測試電流。因為提高測試電流后，二極管上的壓降與線圈上的壓降相比，其比值會減小，提高得越多，比值會減小得越多。可以這么說，測試電流越大，由整流橋二極管造成的測試誤差會越小。但不能無限制地提高測試電流，這是因為，測試電流過大的話，會燒毀線圈。通常來說，加于被測線圈兩端的電壓不能超過15%的額定電源電壓。而整流橋二極管上的飽和壓降一般為IV?1.5V。所以對于額定電源電壓為直流IlOV的系統(tǒng)，當加在被測線圈兩端的電壓為15%的額定電源電壓時，由整流橋帶來的誤差將達到8%左右。若為了安全起見，加在被測線圈兩端的電壓小于15%的額定電源電壓，則由整流橋帶來的測試誤差將更大。


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供二次伏安法測線圈電阻的方法，能快速準確地計算出線圈電阻，并且減少了計量的要求。
[0010]為達到所述效果，本發(fā)明二次伏安法測線圈電阻的方法，用于消除整流二極管的壓降帶來的誤差，
[0011]先在電容器組處，先將中性線與屏蔽回流線短接在一起，還包括:
[0012]步驟1:一次電纜三相接頭與屏蔽回流線之間加低電壓，在線圈兩側加上電壓后，對電流進行測量，通過公式
[0013]U = UD+iR 進行計算，
[0014]式中變數(shù)U是被測電路的整流二極管和線圈電阻兩端的我們所加的電壓，變數(shù)i是測量到的流經線圈和整流二級管的電流；UD是整流二極管上的壓降；R是線圈電阻；
[0015]步驟2:對該公式微分,得dU = Rdi, R = dU/di ；
[0016]步驟3:調整線圈兩側的電壓，將第二次通過線圈的電壓設置為第一次的2/3 ；
[0017]步驟4:重新測量電流并再次計算。
[0018]步驟5:計算兩次計算出的線圈電阻差值，即為線圈電阻。
[0019]優(yōu)選的，所述第一次測量采用電壓不大于15V。
[0020]優(yōu)選的，將中性線與屏蔽回流線短接在一起的具體方法為:在電容器組處，用試驗線及夾子將電容器組的中性線與一次電纜的屏蔽回流線短接在一起，若電容器組處的一次電纜屏蔽回流線已接地,則也可將中性線接地,這時,接地網(wǎng)作為導體將中性線與一次電纜的屏蔽回流線短接在一起?？傊陔娙萜鹘M處，中性線必須與屏蔽回流線直接短接在一起或通過接地網(wǎng)等良導體連接在一起。
[0021]由于采用了所述技術方案，本發(fā)明消除了整流二極管的壓降，通過多次測量和計算能較為精確地計算出線圈的電阻。這樣就不必打開手車面板，避免了測試完以后還必須將面板蓋回去，以及由于打開面板后，因開關機構內部的各元件，安裝得較為緊湊，一時半會還不一定找得到線圈的尷尬。不用調整內部的絕緣部分，提高了檢測的工作效率。

【具體實施方式】
[0022]以本人實際操作為例，使用這種方法時，應事先安排好測試點，在電容器組處，用試驗線及夾子將電容器組的中性線與一次電纜的屏蔽回流線短接在一起。再安排好測試電壓，兩次測試時試驗儀輸出的測試電壓不能太大，也不能太小，兩次測試時的壓差也不能太小。測試時，我讓繼保測試儀輸出直流電壓，第一次加15V，記下其實測電流值Il ;第二次加10V,記下其實測電流值12。兩個電壓值10V、15V，是刻意安排的。對于操作電源為直流IlOV的斷路器控制電源來說，15V〈15% *110 = 16.5V，因而，在測試過程中線圈不會被燒毀。對于操作電源為直流220V的斷路器控制電源來說，15V?15% *220 = 33V，因而，在測試過程中線圈更加不會被燒毀。目前的斷路器操作回路電流沒有小于0.5A的，也就是說，分合閘線圈的電阻沒有大于220/0.5 = 440歐姆的。所以當加1V電壓時，流過線圈的電流至少為(10-1.5)/440 = 19mA。而大多數(shù)的整流二極管當其正向電流達到5mA時，其壓降就已經為飽和壓降了，因此19mA的電流能保證此時的整流二極管早已進入飽和狀態(tài)了。10V、15V的兩個電壓值，相差也不算太近，因此流過被測線圈的電流也會有明顯的區(qū)別。
[0023]再來談二次測試時整流橋二極管的壓差問題。前已說過，這個壓差很小，幾乎可以被忽略。具體小到什么程度呢，有必要用數(shù)據(jù)來說明。整流二極管當其正向電流達到5mA時，其壓降就已經為飽和壓降了。
[0024]

【權利要求】
1.二次伏安法測線圈電阻的方法，用于消除整流二極管的壓降帶來的誤差，其特征在于: 在電容器組處，先將中性線與屏蔽回流線短接在一起，還包括: 步驟1:一次電纜三相接頭與屏蔽回流線之間加低電壓，在線圈兩側加上電壓后，對電流進行測量，通過公式 U = UD+iR進行計算， 式中變數(shù)U是被測電路的整流二極管和線圈電阻兩端的我們所加的電壓，變數(shù)i是測量到的流經線圈和整流二級管的電流；UD是整流二極管上的壓降；R是線圈電阻； 步驟2:對該公式微分,得dU = Rdi, R = dU/di ； 步驟3:調整線圈兩側的電壓，將第二次通過線圈的電壓設置為第一次的2/3 ； 步驟4:重新測量電流并再次計算。 步驟5:計算兩次計算出的線圈電阻差值，即為線圈電阻。
2.如權利要求1所述的二次伏安法測線圈電阻的方法，其特征在于:所述第一次測量米用電壓不大于15V。
3.如權利要求1所述的二次伏安法測線圈電阻的方法，其特征在于:將中性線與屏蔽回流線短接在一起的具體方法為:在電容器組處，用試驗線及夾子將電容器組的中性線與一次電纜的屏蔽回流線短接在一起，若電容器組處的一次電纜屏蔽回流線已接地，則也可將中性線接地，這時，接地網(wǎng)作為導體將中性線與一次電纜的屏蔽回流線短接在一起。
【文檔編號】G01R27/08GK104076206SQ201410281821
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2014年6月20日
【發(fā)明者】吳康雄, 杜悠然 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司