如何进行隔离开关触头接触压力的测量
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隔离开关触头接触压力的测量
钟振蛟
【摘要】阐述了测量隔离开关触头接触压力的必要性,介绍了一种“隔离开关触头压力智能检测仪”的结构和测量方法。用它可改变长期以来不测定接触压力或采用普通弹簧秤测定接触压力不方便、不精确的状况。
【关键词】隔离开关触头接触压力测量方法
1前言
国家电网公司[2005]400号文关于电网重大反事故措施中，明确提出要开展隔离开关触头接触压力的检测。但是，由于没有专用测量工具，在实际检修工作中没有得到落实。在隔离开关制造厂生产中，一般采用专用的间接测量工具，但不提供用户。据了解，沈高公司曾研究一种利用天平原理以压缩弹簧代替砝码的触头压力测量仪。原设想出售或随设备提供用户，终因一些原因未能实现。有的制造厂推荐用普通弹簧秤进行测量，在实际工作中倍感操作不便。且在高空用弹簧秤测量，既不安全也不准确。如单柱垂直断口隔离开关就很难进行测量。此外，有不少触头由于外罩遮挡等原因，用弹簧秤也不能测量。
接触电阻的经验计算公式为Rc=Kc/(0.1F)m[μΩ]，式中F—接触压力[N]；m—与接触形式有关的系数，对点、线、面接触，分别取0.5，0.7，1；Kc—与材料、表面情况、接触方式有关的系数，由实验得出，银—银为60，铜—铜为80~140。由上式可见，在系数Kc及m相同的条件下，为了减少接触电阻，必须提高接触压力F。因此，触头的接触压力是影响隔离开关通流能力的重要因素。
避免触头接触不良而引起发热的重要措施，是保证触头具有足够的接触压力。因为只有足够大的力将触头压紧,才能增大接触面，降低接触电阻。同时，由于触头表面受雨水、灰尘及有害气体的侵袭，发生化学反应生成金属氧化物、二氧化硫、氯化银的表面膜。这些表面膜几乎为不导电的绝缘体，而且表面比较坚硬，只有保证触指有足够大的压力，才能在分合过程中，将表面膜压碎，起到自清扫作用，保证接触良好。
⑵根据触头宽度b，调整模拟触头的宽度a，使a=b。
模拟触头在不增加任何附件时的调整范围为40~50㎜（图3）。主要用于触头宽度≤50㎜的隔离开关，如GW6、GW10/11、GW16/17、GW20/21、GW22/23等隔离开关。
按照所配附件上标明的数值进行更换，可使模拟触头的宽度在50~90㎜范围内调节（图4）。主要用于触头宽度在50~90㎜的隔离开关，如GW4、GW5、GW7、GW8、GW12、GW13、GW22B/23B、GW27、GW33等隔离开关。
本文介绍一种YGY-1型隔离开关触头压力智能检测仪，操作方便，计量准确，能显示并锁存测试压力值，抗干扰能力强，便于携带，适宜于在各种场合中对隔离开关触头接触压力进行测量。对目前国内电网中运行的国产和进口的隔离开关大都能适用。
2测量隔离开关触头接触压力的必要性
隔离开关是电力系统中使用量最大的一种高压开关设备，而且户外隔离开关是唯一完全暴露在大气环境中工作、受环境气候条件影响最直接最严重的电气设备，它的运行条件比较恶劣。触指和触头属可动接触,接触部分容易产生接触不良，使接触电阻பைடு நூலகம்大而导致发热。为触指提供压力的弹簧，常因锈蚀和流过电流发热而退火，导致弹力下降或失效，更使接触部分发热加剧。
该仪器若改变模拟触头的形式，也可测量断路器的触头压力。
4.2测量操作
⑴接通检测仪电源，传感器连线插入插座。把调整好的“模拟触头”置于需要测量的触指接触部位，按实际触头接触方式缓慢转动一下“模拟触头”。此时检测仪显示两组数字，一组是随“模拟触头”感受压力大小显示测试压力瞬时值；另一组显示“模拟触头”感受压力的最大值，并自动锁定。此压力值即为实测接触压力值。
在检修时往往只注意更换明显失效和断裂的弹簧，而对那些弹力降低的弹簧，现场无法判断或不更换，这样在继续运行中，每个触指电流的分布会因压力不同而不同，压力差别越大电流分布越不均匀。长期运行就会发生接触不良而发热。触指的发热会恶性循环，一个触指接触不良就会蔓延整个触头，最终打火烧毁酿成事故。特别对钳夹式触头的隔离开关，其触头接触压力是需要调整的。在安装或检修时，如果因没有检测手段会造成压力调整不当。当压力不足甚至出现虚接现象，或者各个触指压力差别过大，将导致触头严重发热局部熔化，且有经受不住短路电流电动力的作用，推开触头产生电弧而烧坏触头的危险，这将存在重大的事故隐患。
⑷预置键：包括“设置”、“增加”、“减少”，制造厂用于检测仪标定参数用，用户不使用此预置键。
⑸“清除”键：测量前传感器在自由状态下，按“清除”键一次，使仪器测试压力归零。
⑹“确认”键:用于测试过程中，清除峰值压力显示值。
⑺电源开关、电源插座：提供检测仪电源。
4测量方法
4.1测量前准备
⑴确定需要测量隔离开关触头的接触面宽度b（用游标卡尺）。
目前，绝大部分检修人员都是用测量回路电阻的方法来判断导电部分接触的好坏，认为只要回路电阻在合格范围内，导电部分的检修工作就圆满结束了。其实不然，在产品说明书中给出的回路电阻值是整个导电回路的数值，它包括接线端、导电管、导电关节、触头等部分的总体电阻及接触电阻，范围较大，一般有20%的裕度，不能直接反映触头接触电阻的变化。实际试验证明，2对触指与4对触指，其回路电阻仅差几个微欧，均在产品说明书给定的合格范围内。同样，若把触指的接触压力由120N降到20N，其总回路电阻值基本没有变化，仍在合格范围内。在很低的接触压力下运行必然会发生过热。因此，回路电阻合格不能说明触头接触良好。
以上分析说明了保证隔离开关触头接触压力的重要性，以及检测触头接触压力的必要性。无论在产品出厂时、产品投运前或定期检修时，都有必要对触头进行接触压力的测量。
3检测仪的结构与原理
YGY-1型隔离开关触头智能检测仪，其外形见图1所示。它由仪器控制箱、电源、模拟触头、传感器连接线等部分组成。其原理是在模拟触头上装设压力传感器，压力传感器所感应的触头压力，通过微电脑控制，在显示器上显示出来并记忆。
检测仪的主要技术参数：
电源电压：AC 220V；电源消耗功率：≤20W；测量压力范围：≤980N；读数分辨率：0.1N；测量误差＜1N。
检测仪面板见图2，说明如下：
⑴测试压力显示器：随传感器感受的压力大小显示瞬时值。
⑵峰值压力显示器：显示测试过程中的最大值，并自动锁定。
⑶传感器插座：插接模拟触头连接线。
钟振蛟
【摘要】阐述了测量隔离开关触头接触压力的必要性,介绍了一种“隔离开关触头压力智能检测仪”的结构和测量方法。用它可改变长期以来不测定接触压力或采用普通弹簧秤测定接触压力不方便、不精确的状况。
【关键词】隔离开关触头接触压力测量方法
1前言
国家电网公司[2005]400号文关于电网重大反事故措施中，明确提出要开展隔离开关触头接触压力的检测。但是，由于没有专用测量工具，在实际检修工作中没有得到落实。在隔离开关制造厂生产中，一般采用专用的间接测量工具，但不提供用户。据了解，沈高公司曾研究一种利用天平原理以压缩弹簧代替砝码的触头压力测量仪。原设想出售或随设备提供用户，终因一些原因未能实现。有的制造厂推荐用普通弹簧秤进行测量，在实际工作中倍感操作不便。且在高空用弹簧秤测量，既不安全也不准确。如单柱垂直断口隔离开关就很难进行测量。此外，有不少触头由于外罩遮挡等原因，用弹簧秤也不能测量。
接触电阻的经验计算公式为Rc=Kc/(0.1F)m[μΩ]，式中F—接触压力[N]；m—与接触形式有关的系数，对点、线、面接触，分别取0.5，0.7，1；Kc—与材料、表面情况、接触方式有关的系数，由实验得出，银—银为60，铜—铜为80~140。由上式可见，在系数Kc及m相同的条件下，为了减少接触电阻，必须提高接触压力F。因此，触头的接触压力是影响隔离开关通流能力的重要因素。
避免触头接触不良而引起发热的重要措施，是保证触头具有足够的接触压力。因为只有足够大的力将触头压紧,才能增大接触面，降低接触电阻。同时，由于触头表面受雨水、灰尘及有害气体的侵袭，发生化学反应生成金属氧化物、二氧化硫、氯化银的表面膜。这些表面膜几乎为不导电的绝缘体，而且表面比较坚硬，只有保证触指有足够大的压力，才能在分合过程中，将表面膜压碎，起到自清扫作用，保证接触良好。
⑵根据触头宽度b，调整模拟触头的宽度a，使a=b。
模拟触头在不增加任何附件时的调整范围为40~50㎜（图3）。主要用于触头宽度≤50㎜的隔离开关，如GW6、GW10/11、GW16/17、GW20/21、GW22/23等隔离开关。
按照所配附件上标明的数值进行更换，可使模拟触头的宽度在50~90㎜范围内调节（图4）。主要用于触头宽度在50~90㎜的隔离开关，如GW4、GW5、GW7、GW8、GW12、GW13、GW22B/23B、GW27、GW33等隔离开关。
本文介绍一种YGY-1型隔离开关触头压力智能检测仪，操作方便，计量准确，能显示并锁存测试压力值，抗干扰能力强，便于携带，适宜于在各种场合中对隔离开关触头接触压力进行测量。对目前国内电网中运行的国产和进口的隔离开关大都能适用。
2测量隔离开关触头接触压力的必要性
隔离开关是电力系统中使用量最大的一种高压开关设备，而且户外隔离开关是唯一完全暴露在大气环境中工作、受环境气候条件影响最直接最严重的电气设备，它的运行条件比较恶劣。触指和触头属可动接触,接触部分容易产生接触不良，使接触电阻பைடு நூலகம்大而导致发热。为触指提供压力的弹簧，常因锈蚀和流过电流发热而退火，导致弹力下降或失效，更使接触部分发热加剧。
该仪器若改变模拟触头的形式，也可测量断路器的触头压力。
4.2测量操作
⑴接通检测仪电源，传感器连线插入插座。把调整好的“模拟触头”置于需要测量的触指接触部位，按实际触头接触方式缓慢转动一下“模拟触头”。此时检测仪显示两组数字，一组是随“模拟触头”感受压力大小显示测试压力瞬时值；另一组显示“模拟触头”感受压力的最大值，并自动锁定。此压力值即为实测接触压力值。
在检修时往往只注意更换明显失效和断裂的弹簧，而对那些弹力降低的弹簧，现场无法判断或不更换，这样在继续运行中，每个触指电流的分布会因压力不同而不同，压力差别越大电流分布越不均匀。长期运行就会发生接触不良而发热。触指的发热会恶性循环，一个触指接触不良就会蔓延整个触头，最终打火烧毁酿成事故。特别对钳夹式触头的隔离开关，其触头接触压力是需要调整的。在安装或检修时，如果因没有检测手段会造成压力调整不当。当压力不足甚至出现虚接现象，或者各个触指压力差别过大，将导致触头严重发热局部熔化，且有经受不住短路电流电动力的作用，推开触头产生电弧而烧坏触头的危险，这将存在重大的事故隐患。
⑷预置键：包括“设置”、“增加”、“减少”，制造厂用于检测仪标定参数用，用户不使用此预置键。
⑸“清除”键：测量前传感器在自由状态下，按“清除”键一次，使仪器测试压力归零。
⑹“确认”键:用于测试过程中，清除峰值压力显示值。
⑺电源开关、电源插座：提供检测仪电源。
4测量方法
4.1测量前准备
⑴确定需要测量隔离开关触头的接触面宽度b（用游标卡尺）。
目前，绝大部分检修人员都是用测量回路电阻的方法来判断导电部分接触的好坏，认为只要回路电阻在合格范围内，导电部分的检修工作就圆满结束了。其实不然，在产品说明书中给出的回路电阻值是整个导电回路的数值，它包括接线端、导电管、导电关节、触头等部分的总体电阻及接触电阻，范围较大，一般有20%的裕度，不能直接反映触头接触电阻的变化。实际试验证明，2对触指与4对触指，其回路电阻仅差几个微欧，均在产品说明书给定的合格范围内。同样，若把触指的接触压力由120N降到20N，其总回路电阻值基本没有变化，仍在合格范围内。在很低的接触压力下运行必然会发生过热。因此，回路电阻合格不能说明触头接触良好。
以上分析说明了保证隔离开关触头接触压力的重要性，以及检测触头接触压力的必要性。无论在产品出厂时、产品投运前或定期检修时，都有必要对触头进行接触压力的测量。
3检测仪的结构与原理
YGY-1型隔离开关触头智能检测仪，其外形见图1所示。它由仪器控制箱、电源、模拟触头、传感器连接线等部分组成。其原理是在模拟触头上装设压力传感器，压力传感器所感应的触头压力，通过微电脑控制，在显示器上显示出来并记忆。
检测仪的主要技术参数：
电源电压：AC 220V；电源消耗功率：≤20W；测量压力范围：≤980N；读数分辨率：0.1N；测量误差＜1N。
检测仪面板见图2，说明如下：
⑴测试压力显示器：随传感器感受的压力大小显示瞬时值。
⑵峰值压力显示器：显示测试过程中的最大值，并自动锁定。
⑶传感器插座：插接模拟触头连接线。