一种可调节锁紧式大电流测试专用线夹的研究及应用

一种可调节锁紧式大电流测试专用线夹的研究及应用

黄俊澄，史纯清，刘昌宏

贵州电网有限责任公司都匀供电局

摘要：回路电阻测试工作是变电一次设备检修试验的常规项目。目前，大电流测试普遍采用人员登高接线、高空钳接线、高空车接线等作业方式。这些作业方式工作效率低、存在人员登高坠落的风险等问题。本文介绍了一种大电流测试接线工具，工具采用伸缩绝缘杆配套高空钳夹。测试接线工具的使用，避免了人员登高的风险，提高了工作效率。

关键词：大电流；测试；接线；工具

引言

变电站变压器套管发热，往往存在于导电杆和接线端子的联结螺牙上，处理故障时首先须要测量其接触电阻，根据大电流值判断故障位置和最终的处理结果。由于主变套管导电杆锁紧螺母和接线端子比较大，现在工作中使用的大电流测试线夹开口有一定限制，不能很好夹持导电杆锁紧螺母和接线端子，线夹的夹紧是采用中心轴弹簧来实现，夹口张开越大夹紧力就越大，也存在开口越大，夹入深度越小。使用中试验人员打开线夹用力过大有难度，夹持深度浅容易滑脱，这都给试验过程中增加风险。因此，积极研究主变套管大电流测试线夹对变压系统的正常运行具有重要的意义。

1大电流测试常用的方法概述

1.1电桥法

该方法使用双臂电桥进行断路器导电大电流的测量时，由于测量回路通过的是微弱的电流，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻值偏大，而且由于电流小，在其触头接触处难以形成收缩即无法测出收缩电阻，因此目前很少应用。

2.2电压降法

在被测回路中，通以直流电流时，在回路接触电阻上将产生压降、测出通过回路的电流值及被测回路上的电压值，根据欧姆定律计算出接触电阻。其原理图如图1，当在被测设备两端加入电流Ia时，被测设备Rx流过的电阻即为Ia。假设被测设备的大电流为Rx，只要精确测量流过设备Rx两端的电流Ia和Rx两端的电压U，即可得出被测设备大电流Rx=UIa。其中有如下注意事项：回路通入的支流电流（至少应是单相全波整流）值Ia不小于100A；测量应选用反映平均值（如电磁式）的仪表，测量表计等的精度不低于0.5级；毫安表接在被测回路端内侧，在电源回路接通后再接入，并防止测量中断路器突然分闸或测量回路突然开断损坏毫伏表。该种测试方法测试过程烦琐，对表计要求高，人工计算测量结果，存在一定的误差。

2.3微欧仪（大电流测试仪）法

其原理同电压降法，通常采用交流220V电压经整流后，通过开关电路转换为高频电流，最后再整流为100A的低压直流，用作测量电源。该方法测量、计算等方面全用单片机和整流控制元器件实现，具有自动恒流，并数显测试电流值和大电流值，大大减少了工作量。

电力电子技术大力发展后，获取恒流源变得较为容易，因此测试时普遍采用微欧仪法。目前，使用微欧仪法测量大电流时普遍采用高空车、人员登高，并用配套接线进行打磨夹紧测试的方式，或者使用高空钳配合。这些工作方式都存在测试接线时间较长、人员登高风险的问题。传统高空钳虽然可实现不登高测量的需求，但每次使用都需要拆装，工作效率较低。在被测设备高度较高时，高空钳接好线后，举高时存在较大晃动。如对220kV开关进行测试时，需要4节高空钳，人工扶持举高费劲，且存在倾倒的风险，给人员及设备安全带来隐患。

2主变套管大电流测试的现状

在停电检修开展的过程中，高效有质量的完成作业，对停电时间的有效控制，保证电网设备的安全运行的要求，越来越需要检修人员的精益求精和有的放矢，大电流作为开关类设备的重要状态量，相关规程也指出：断路器在新安装后、试验周期到期和开断短路电流一定次数后，隔离开关在B修后、怀疑接触不良时，都要进行大电流试验，为了在开关检修的过程中严格把控，试验数据准确可靠，本文提出在现有的测试设备基础改进接线夹钳，可有效增加隔离开关各连接部件接触面的分段试验数据正确性，确定部件间接触不良的薄弱点的具体部位，能更有针对性的找出隔离开关发热部位做出相应的检查处理，做到精准检修，可节约检修时间，也是业务水平优良的体现。

（1）断路器动静触头接触电阻最重要，也是最容易出故障的部位之一。由于动静触头经常在分合的状态中转换，接触面经常发生变化，触头表面氧化、触指压力不够导致接触电阻发生变化。动静触头接触不良时，将使触头在运行电流持续作用下发热异常，长期累积导致触头表面磨损，开断故障电流时可能出现动静触头烧熔，影响断路器正常合闸甚至拒动。另外，断路器连接面由螺母螺栓连接在一起，有些连接面之间涂有导电膏或密封材料，在长年的运行过程中，由于地基下沉、金属热胀冷缩、开关分合时震动、自然侵蚀等原因，导致连接电阻发生变化。同理，隔离开关也存在类似问题，触头接触面氧化、损伤、软通带连接处锈蚀老化、铜铝过度对接处老化等情况，都会引起隔离开关发热，增大设备运行风险，从而影响电网系统运行稳定性。

（2）隔离开关、断路器本体表面油垢、锈蚀、灰尘等隔离杂质。自然污秽、设计、施工失误也导致隔离开关、断路器连接面受径向应力影响，造成接触电阻增加

^[1]。

（3）目前所使用的测试线线夹头主要有鳄鱼嘴式和剪刀头式，采用四线独立方式，即两个测试（电压）夹、两个测试（电流）钳，测试（电压）夹在测试（电流）钳内侧。但不管是鳄鱼嘴式还是剪刀头式线夹测试头，在对接触面的测试中，由于多种型号设备开度、表面积、间隙不一致，可夹可测数据几乎只能设备线夹与接线端板的接触电阻计入总大电流。分段测量，测试线夹体积过大、过小，与被试品不能完全接触或夹紧能力不足，存在较大测量偏差，且测试数据重复性较差，还经常出现测试设备故障问题^[2]。

3改进

由于传统式夹钳对夹紧力度及夹紧部位有一定的要求，不适用于设备导电部位各个关键节点的测量，现以其夹紧能力特性及适用于各个夹紧部位为主要目标，同时考虑了几何、强度、刚度、体积、导电能力等约束条件，建立了优化设计的夹钳：万向开度、蝴蝶螺帽夹紧式夹钳；改进后夹钳采用全铜全身一体式结构，在增强了过流能力，减小了测量电阻，同时一体式设计便于携带，夹钳采取万向设计，适用性更广阔，即使在35kV及以下开关柜式隔离开关、断路器也可以利用其灵巧的设计，准确的测出导电大电流值，同时夹嘴也采用万向设计，不仅可以测试出设备导电部位各个关键节点的大电流，也可使夹嘴其在进行大电流测试中让被测试一次设备与测试设备完全接触，准确的测试出最真实的大电流值^[3]。

4应用

断路器、隔离开关导电大电流试验数据比对：

传统试验线夹，见表1。

表1

改进后试验线夹，见表2。

表2

隔离开关试验夹钳位置对比：Ra为设备线夹与隔离开关连接的大电流，R导电罩（软通带）大电流，Rc为动静触头之间的接触电阻。

表3

5总结

通过研究一种新结构的测试线夹，可以有效提高线夹夹的稳定性通过对综上所述，此夹钳具有“未带电、先预防”优势，分段测量，数据准确、可靠，能使检修工作人员在开展检修工作时，更加快捷的找到故障点，精确处理，对停电时间可有效控制，保证电网设备的安全运行。同时，测试线夹与测试线的连接可以适应插接，螺接两种，方便不同试验线接入方式，使用方便，结构合理，具有良好的推广应用价值。

参考文献

[1]杨超, 章义军, 谷剑锋, et al. 一种适用于高压开关的大电流测试线夹:, 2020.

[2]吴志民, 张朝川. 一种新型大电流测试仪的研究与设计[J]. 电子测试, 2020(9).

[3]张云朋, 胡海燕, 王世强,等. 一种新型大电流测量设备:, 2019.