CN113740611A - 配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法 - Google Patents

配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法 Download PDF

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    • G01R27/205—Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections

Abstract

本申请涉及一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法。该测量系统包括接线装置和电阻测试仪，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值，用于肘形结构接触状态判断，实现开关柜的安装工艺评估和缺陷诊断。

Description

配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法
技术领域
本申请涉及电网设备检测技术领域，特别是涉及一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法。
背景技术
开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜运行过程中发热缺陷占比较高，重要原因是电缆终端头肘形结构安装工艺控制不佳和运行中松动导致接触电阻增大进而导致异常发热。
由于开关柜电缆终端头端头肘形结构是封装在绝缘护套里，无法直接对头肘形结构进行测量来分析状态。如何对开关柜电缆终端头肘形结构接触状态进行判断，进而实现开关柜安装工艺评估和缺陷诊断，是一个亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可测量开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻的系统和方法。
一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，包括接线装置和电阻测试仪，所述接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，所述电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，构成配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统；所述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统对所述开关柜接地排与所述开关柜电缆终端头肘形结构之间的电阻进行测量，得到总电阻值。
在其中一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接所述电阻测试仪的上位机，所述上位机用于根据所述总电阻值对所述肘形结构进行接触状态分析。
在其中一个实施例中，所述上位机根据所述总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。
在其中一个实施例中，所述上位机根据所述总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。
在其中一个实施例中，所述上位机还根据所述总电阻值以及预设的电阻常量，计算得到肘形结构的接触电阻。
在其中一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接所述上位机的显示装置。
在其中一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接所述上位机的存储装置。
在其中一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接所述上位机的供电装置。
一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量方法，基于上述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统实现，该方法包括：电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加电流和电压，测量获取总电阻值。
在其中一个实施例中，该方法还包括：上位机根据总电阻值对所述肘形结构进行接触状态分析。
上述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统及方法，电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值，用于肘形结构接触状态判断，实现开关柜的安装工艺评估和缺陷诊断。
附图说明
图1为一实施例中配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统的试验接线示意图；
图2为一实施例中配电站和开关柜的主接线图；
图3为一实施例中配电开配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量的等效电路图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在一个实施例中，提供了一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，适用于10-20kV开关柜不拆解条件下的电缆终端头肘形结构接触电阻测量和接触状态判断，实现开关柜的安装工艺评估和缺陷诊断。
如图1所示，测量系统包括接线装置和电阻测试仪，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，如此则构成配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值。
进一步地，在一个实施例中，测量系统还可包括连接电阻测试仪的上位机，上位机用于根据总电阻值对肘形结构进行接触状态分析，上位机可以是选择计算机、单片机等。通过电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加电流和电压，测量获取总电阻R总后，将总电阻R总发送至上位机，上位机根据总电阻R总和历史数据库中存储的正常开关柜总电阻测量值和故障开关柜总电阻测量值，分析肘形结构的接触状态。此外，上位机还可以是将测量得到的总电阻R总通过显示装置显示，由测试人员分析肘形结构的接触状态。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及预设的电阻常量，计算得到肘形结构的接触电阻。其中，电阻常量可包括R地刀+连接导体和R接地排，R总＝R接触+R地刀+连接导体+R接地排。在测量得到总电阻值R总后，结合预设的电阻常量可直接计算得到接触电阻R接触。上位机可以是将接触电阻R接触发送至显示装置进行显示，以便测试人员查看，还可以是将接触电阻R接触发送至存储装置存储，方便进行数据记录与统计。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。具体地，若肘形结构接触良好，通常接触电阻R接触为10-20μΩ；若接触不良，则接触电阻R接触会明显大于20μΩ。在电阻常量不变的情况下，总电阻值R总随接触电阻R接触的变化而变化，因此，上位机可通过横向对比开关柜三相之间和同型号开关柜之间的总电阻值，判断试品开关柜电缆终端头肘形结构是否接触良好。例如，分析试品开关柜计算得到的三相总电阻值，以及与其他同型号开关柜之间的总电阻值的差异，如果试品开关柜中测得的某一总电阻值明显大于其他总电阻值，则可认为该总电阻值所对应的肘形结构接触不良。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。其中，历史总电阻数据库存储有正常开关柜总电阻值和故障开关柜总电阻值。上位机纵向对比测量得到的总电阻值以及历史测量值，例如可以是分析测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻、故障开关柜总电阻的相似度，如果测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻相似度更高，则肘形结构接触良好；如果测量得到的总电阻值与故障开关柜总电阻的相似度更高，则肘形结构接触不良。
在一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的显示装置。显示装置可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示屏或LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏，上位机可通过显示装置显示计算得到的总电阻R总和接触电阻R接触以供测试人员查看，或者由测试人员根据测得的总电阻R总分析肘形结构的接触状态。上位机还可以是根据总电阻R总分析肘形结构的接触状态之后，将分析结果发送至显示装置进行显示，以便测试人员查看分析结果。进一步地，显示装置还可以是触控显示屏，测试人员还可通过触控显示屏输入指令进行参数设置或信息查询。
在一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的存储装置。上位机可将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果发送至存储装置进行保存。此外，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还可包括连接上位机的通信装置，上位机还可以将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果通过通信装置以有线或无线的方式进行传输，方便数据交互。
在一个实施例中，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的供电装置。供电装置具体可外部电源，给上位机供电。此外，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还可包括连接上位机的储能元件，储能元件可以是储能电容、充电电池等。上位机还可以是通过储能元件进行供能，并在接入外部电源时给储能元件充电。
上述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值，用于肘形结构接触状态判断，实现开关柜的安装工艺评估和缺陷诊断。
在一个实施例中，还提供了一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量方法，适用于10-20kV开关柜不拆解条件下的电缆终端头肘形结构接触电阻测量和肘形结构接触状态判断，实现开关柜安装工艺评估和缺陷诊断，该方法基于上述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统实现，包括：接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加电流和电压，测量获取总电阻值。
具体地，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值R总。进一步地，电阻测试仪还可总电阻值R总将发送至上位机，上位机根据总电阻值R总对肘形结构进行接触状态分析。其中，上位机可以是选择计算机、单片机等，通过电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加电流和电压，测量获取总电阻R总后，上位机可以根据总电阻R总和历史数据库中存储的正常开关柜总电阻测量值和故障开关柜总电阻测量值，分析肘形结构的接触状态。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及预设的电阻常量，计算得到肘形结构的接触电阻。其中，电阻常量可包括R地刀+连接导体和R接地排，R总＝R接触+R地刀+连接导体+R接地排。在测量得到总电阻值R总后，结合预设的电阻常量可直接计算得到接触电阻R接触。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。具体地，若肘形结构接触良好，通常接触电阻R接触为10-20μΩ；若接触不良，则接触电阻R接触会明显大于20μΩ。上位机横向对比开关柜三相之间和同型号开关柜之间的总电阻值，判断试品开关柜电缆终端头肘形结构接触状态。例如，分析试品开关柜计算得到的三相总电阻值，以及与其他同型号开关柜之间的总电阻值的差异，如果试品开关柜中测得的某一总电阻值明显大于其他总电阻值，则可认为该总电阻值所对应的肘形结构接触不良。
在一个实施例中，上位机根据总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。其中，历史总电阻数据库存储有正常开关柜总电阻值和故障开关柜总电阻值。上位机纵向对比测量得到的总电阻值以及历史测量值，例如可以是分析测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻、故障开关柜总电阻的相似度，如果测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻相似度更高，则肘形结构接触良好；如果测量得到的总电阻值与故障开关柜总电阻的相似度更高，则肘形结构接触不良。
在一个实施例中，上位机通过显示装置显示计算得到的总电阻R总和接触电阻R接触以供测试人员查看，或者由测试人员根据测得的总电阻R总分析肘形结构的接触状态。上位机还可以根据总电阻R总分析肘形结构的接触状态之后，将分析结果发送至显示装置进行显示，以便测试人员查看分析结果。进一步地，显示装置还可以是触控显示屏，测试人员通过触控显示屏输入指令进行参数设置或信息查询。
在一个实施例中，上位机可将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果发送至存储装置进行保存。此外，上位机还可以将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果通过通信装置以有线或无线的方式进行传输，方便数据交互。
上述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量方法，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入仪器测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值，用于肘形结构接触状态判断，实现开关柜的安装工艺评估和缺陷诊断。
为便于更好的理解上述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
如图2所示为配电站和开关柜主接线图，开关柜运行过程中发热缺陷占比较高，重要原因是电缆终端头肘形结构安装工艺控制不佳和运行中松动导致接触电阻增大进而导致异常发热，对电缆终端头肘形结构接触电阻进行测量可判断接触状态，对于安装工艺评估和设备缺陷诊断具有重要价值。由于电缆终端头肘形结构封装在绝缘护套里，用传统方法无法测量，而且开关柜一旦安装成型和投入运行，不可拆解测量。
基于此，本申请提出通过测量开关柜接地排与电缆终端头压紧垫片之间的电阻然后分析判断电缆终端头肘形结构接触电阻是否异常的解决方案，本方案适用于10-20kV开关柜不拆解条件下的电缆终端头肘形结构接触电阻测量和肘形结构接触状态判断，实现开关柜安装工艺评估和缺陷诊断。
具体地，试验接线如图1所示，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统包括接线装置和电阻测试仪，接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，施加合适的电流和电压，测量获取总电阻值。具体地，通过电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加电流和电压，测量获取总电阻R总。如图3所示为肘形结构检测的等效电路图，R总＝R接触+R地刀+连接导体+R接地排；以现有的开关柜型式和安装规范，R地刀+连接导体和R接地排可视为常量；若肘形结构接触良好，通常R接触＝10-20μΩ，若接触不良，则R接触会明显大于20μΩ。综上，参考海量的正常开关柜总电阻测量值和故障开关柜总电阻测量值，横向对比开关柜三相之间和同型号开关柜之间的总电阻测量值，纵向对比总电阻历史测量值，能够判断试品开关柜电缆终端头肘形结构是否接触良好。
配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括上位机，上位机根据总电阻值对肘形结构进行接触状态分析。具体地，上位机根据总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。上位机还根据总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。进一步地，上位机根据总电阻值以及预设的电阻常量，计算得到肘形结构的接触电阻。
其中，上位机根据总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。例如，分析试品开关柜计算得到的三相总电阻值，以及与其他同型号开关柜之间的总电阻值的差异，如果试品开关柜中测得的某一总电阻值明显大于其他总电阻值，则可认为该总电阻值所对应的肘形结构接触不良。
进一步地，上位机根据总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。其中，历史总电阻数据库存储有正常开关柜总电阻值和故障开关柜总电阻值。上位机纵向对比测量得到的总电阻值以及历史测量值，例如可以是分析测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻、故障开关柜总电阻的相似度，如果测量得到的总电阻值与正常开关柜总电阻相似度更高，则肘形结构接触良好；如果测量得到的总电阻值与故障开关柜总电阻的相似度更高，则肘形结构接触不良。
配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的显示装置。上位机可通过显示装置显示计算得到的总电阻R总和接触电阻R接触以供测试人员查看，或者由测试人员根据测得的总电阻R总分析肘形结构的接触状态。上位机还可以是根据总电阻R总分析肘形结构的接触状态之后，将分析结果发送至显示装置进行显示，以便测试人员查看分析结果。
配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的存储装置。上位机可将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果发送至存储装置进行保存。此外，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还可包括连接上位机的通信装置，上位机还可以将计算得到的总电阻R总、接触电阻R接触以及分析结果通过通信装置以有线或无线的方式进行传输，方便数据交互。
配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还包括连接上位机的供电装置。供电装置具体可连接外部电源，给上位机供电。此外，配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统还可包括连接上位机的储能元件，储能元件可以是储能电容、充电电池等。上位机还可以是通过储能元件进行供能，并在接入外部电源时给储能元件充电。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，包括接线装置和电阻测试仪，所述接线装置触碰电缆终端头压紧垫片且接入电阻测试仪测量回路，所述电阻测试仪测量回路另一端连接开关柜的接地排，构成配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统；所述配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统对所述开关柜接地排与所述开关柜电缆终端头肘形结构之间的电阻进行测量，得到总电阻值。
2.根据权利要求1所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，还包括连接所述电阻测试仪的上位机，所述上位机用于根据所述总电阻值对所述肘形结构进行接触状态分析。
3.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，所述上位机根据所述总电阻值以及同类型开关柜的总电阻数据进行横向对比，分析肘形结构接触状态。
4.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，所述上位机根据所述总电阻值以及预设的历史总电阻数据库进行纵向对比，分析肘形结构接触状态。
5.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，所述上位机还根据所述总电阻值以及预设的电阻常量，计算得到肘形结构的接触电阻。
6.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，还包括连接所述上位机的显示装置。
7.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，还包括连接所述上位机的存储装置。
8.根据权利要求2所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统，其特征在于，还包括连接所述上位机的供电装置。
9.一种配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量系统实现，该方法包括：电阻测试仪测量回路连接开关柜的接地排与电缆终端头肘形结构压紧垫片，施加电流和电压，测量获取总电阻值。
10.根据权利要求9所述的配电开关柜电缆终端头肘形结构接触电阻测量方法，其特征在于，还包括：上位机根据总电阻值对所述肘形结构进行接触状态分析。
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