CN208334501U - 一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路 - Google Patents

Abstract

一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为主通电回路、辅助监测回路及监测装置，辅助监测回路并接在主通电回路上；所述主通电回路包括主通电回路连接点、电流互感器组一，电流互感器组一安装在主通电回路上；所述辅助监测回路包括标准电阻、电流互感器组二，标准电阻串联在辅助监测回路中，电流互感器组二安装在辅助监测回路上；所述电流互感器组一、电流互感器组二的二次回路与监测装置相连接。本实用新型通过电流互感器组一、二分别采集主通电回路的电流和辅助监测回路的电流，结合辅助监测回路上的标准电阻阻值，计算出主通电回路连接点的阻抗。主要应用于大电流导线连接点、断路器动静触头、大功率插座等场合。

Description

一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路

技术领域

本实用新型涉及通电导体连接点接触阻抗测量领域，具体是一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路。

背景技术

通电导体连接点接触阻抗异常引发的故障无论是在高压领域还是低压领域都是一个普遍的问题，轻则消耗电能增加线损，重则过热烧断导体导致停电，尤其是在高压输电线路，甚至还会造成断线倒塔的重大事故。

通电导体连接点接触阻抗异常的原因，就是随着时间的推移，连接点接触阻抗会逐渐增大，发热也会越来越严重，直至过热烧毁。

针对这种情况，目前主要是利用红外热像仪人工对通电导体连接点进行温度监测，然后根据所测温度判断连接点是否发热，会不会烧断导体。这一方法只能测量某一个时间点的温度情况，但线路中电流是变化的，不能判断电流增大后通电导体连接点的发热情况，因此只能增加测温频次。

因此，需要一种能够测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路。

另，专利《用于检测电连接线夹的连接状态的采集系统》（申请号201410347019.3）中测量电连接线夹两端的微电压的方法与本实用新型专利所采用的方法完全不同，且仅适用于电流较小的应用场合。

发明内容

本实用新型提供一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为主通电回路、辅助监测回路及监测装置，辅助监测回路并接在主通电回路上；所述主通电回路包括主通电回路连接点、电流互感器组一，电流互感器组一安装在主通电回路上；所述辅助监测回路包括标准电阻、电流互感器组二，标准电阻串联在辅助监测回路中，电流互感器组二安装在辅助监测回路上；所述电流互感器组一、电流互感器组二的二次回路与监测装置相连接。

通电工作时，标准电阻的阻值R’已知，监测装置采集电流互感器组二中的二次电流，计算出辅助监测回路中的电流I’，根据△U=I’R’可计算出标准电阻两端的压降△U，此压降即为辅助监测回路两端的压降。因为辅助监测回路并接在主通电回路上，所以辅助监测回路的压降就是主通电回路的压降△U。监测装置采集电流互感器组一中的二次电流，计算出主通电回路中的电流I，即可算出主通电回路连接点的接触阻抗R=△U/I。进一步计算连接点上的发热功率P=I²R。

本实用新型的巧妙之处在于：正常情况下，通电导体连接点接触阻抗一般在几十微欧至几百微欧之间，辅助监测回路中的标准电阻的阻值根据主通电回路的电流范围和主通电回路连接点的正常接触阻抗进行选择，一般在零点几欧至几欧之间。因此辅助监测回路中产生的电流只有主通电回路中的几千分之一，这样就大大降低了辅助监测回路的电流，进而辅助监测回路中器件的技术要求大大降低，选择范围更广泛，同时，由于辅助监测回路是并联在主通电回路上的，即使辅助监测回路断开，也不会对主通电回路的正常运行造成影响。

本实用新型适用于任何电压等级的交、直流电路，主要应用于大电流导线连接点、断路器动静触头、大功率插座等场合。通过测量通电导体连接点接触阻抗，可以根据电流的变化趋势得出由于接触阻抗引起的发热功率的变化趋势，运检人员可以判断是否需要提前维护，解决了普通测温方法不能准确预判发热趋势的缺陷，使得运检人员的工作更具有针对性，提高工作效率，从而节省人工。

本实用新型也适用于测量通电导线本体的电阻，即将辅助监测回路并接在通电导线两端。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理示意图：

图中：1.主通电回路、2.主通电回路连接点、3.辅助监测回路、4.标准电阻、5.电流互感器组一、6.电流互感器组二。

具体实施方式

根据图1，本实用新型提供一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为主通电回路、辅助监测回路及监测装置，辅助监测回路并接在主通电回路上；所述主通电回路包括主通电回路连接点、电流互感器组一，电流互感器组一安装在主通电回路上；所述辅助监测回路包括标准电阻、电流互感器组二，标准电阻串联在辅助监测回路中，电流互感器组二安装在辅助监测回路上；所述电流互感器组一、电流互感器组二的二次回路与监测装置相连接。

通电工作时，标准电阻的阻值R’已知，监测装置采集电流互感器组二中的二次电流，计算出辅助监测回路中的电流I’，根据△U=I’R’可计算出此时标准电阻两端的压降△U，即辅助监测回路两端的压降。

进一步，因为辅助监测回路并接在主通电回路上，△U即是主通电回路连接点两端的压降。

进一步，监测装置采集电流互感器组一中的二次电流，计算出主通电回路中的电流I，此时主通电回路连接点的接触阻抗R=△U/I，即可算出主通电回路连接点的接触阻抗。

进一步，甚至可以进而推算连接点上的发热功率P=I²R。

电流互感器组一可以是一个或多个不同测量范围的电流互感器，电流互感器组二也可以是一个或多个不同测量范围的电流互感器。原因是当回路中电流不同时段相差较大时，为了确保测量精度，需要采用多个不同量程的电流互感器的组合，以确保无论电流大小都有一个量程符合的互感器满足要求。

辅助监测回路中的标准电阻可以是一个标准阻值的电阻或多个标准阻值的电阻串、并联的组合。这是为了当单个标准电阻阻值无法满足要求时，可以采用多个标准电阻串、并联的方式满足要求，而不需要特别制作一个满足要求的标准电阻。

监测装置具有数据传输功能，可通过有线或无线的方式传输数据。

本实用新型的巧妙之处在于：正常情况下，通电导体连接点接触阻抗一般在几十微欧至几百微欧之间，辅助监测回路中的标准电阻的阻值根据主通电回路的电流范围和主通电回路连接点的正常接触阻抗进行选择，一般在零点几欧至几欧之间。因此辅助监测回路中产生的电流只有主通电回路中的几千分之一，这样就大大降低了辅助监测回路的电流，进而辅助监测回路中器件的技术要求大大降低，选择范围更广泛。同时，由于辅助监测回路是并联在主通电回路上的，即使辅助监测回路断开，也不会对主通电回路的正常运行造成影响。

为了说明本实用新型的可行性，作如下论证：

例一:设标准电阻的阻值R’为1Ω，主通电回路电流I为100A，主通电回路连接点接 触阻抗R分别为0.0001Ω、0.001Ω、0.01Ω、0.1Ω时，计算出连接点两端压降△U、连接点发 热功率P、辅助监测回路电流I’的值，见表一。

主通电回路连接点接触阻抗R	0.0001Ω	0.001Ω	0.01Ω	0.1Ω
					连接点两端压降△U=IR	0.01V	0.1V	1V	10V
连接点发热功率P=△UI	1W	10W	100W	1000W
					辅助监测回路电流I’=△U/R’	0.01A	0.1A	1A	10A
标准电阻上的发热功率P= I’<sup>2</sup> R’	0.0001W	0.01W	1W	100W

表一

例二:设标准电阻的阻值R’为1Ω，主通电回路电流I为:400A，主通电回路连接点 接触阻抗R分别为0.0001Ω、0.001Ω、0.01Ω、0.1Ω时，计算出连接点两端压降△U、连接点 发热功率P、辅助监测回路电流I’的值，见表二。

主通电回路连接点接触阻抗R	0.0001Ω	0.001Ω	0.01Ω	0.1Ω
					连接点两端压降△U=IR	0.04V	0.4V	4V	40V
连接点发热功率P=△UI	16W	160W	1600W	16kW
					辅助监测回路电流I’=△U/R’	0.04A	0.4A	4A	40A
标准电阻上的发热功率P= I’<sup>2</sup> R’	0.0016W	0.16W	16W	1600W

表二

例三：设标准电阻的阻值R’为1Ω，主通电回路电流I为1000A，主通电回路连接点 接触阻抗R分别为0.0001Ω、0.001Ω、0.01Ω、0.1Ω时，计算出连接点两端压降△U、连接点 发热功率P、辅助监测回路电流I’的值，见表三。

主通电回路连接点接触阻抗R	0.0001Ω	0.001Ω	0.01Ω	0.1Ω
					连接点两端压降△U=IR	0.1V	1V	10V	100V
连接点发热功率P=△UI	100W	1000W	10kW	100kW
					辅助监测回路电流I’=△U/R’	0.1A	1A	10A	100A
标准电阻上的发热功率P= I’<sup>2</sup> R’	0.01W	1W	100W	10000W

表三

注：可根据不同需求选择不同阻值的标准电阻，此处只是为了方便比对统一选取1Ω。

由上述三例数据可知，只要选择适当阻值的标准电阻，辅助监测回路电流远小于主通电回路电流，经过标准电阻上的电流很小。如果标准电阻上的电流超出功率允许的范围，说明此时主通电回路连接点上的发热功率已经大到引发故障的程度。由于有辅助监测回路监测主通电回路连接点阻抗，在主通电回路连接点烧毁之前可以进行处理，因此标准电阻不需要太高的功率。上述数据也说明了若标准电阻选择合适，凭借现有的技术手段完全可以测出，极大地提升了本实用新型的可行性。

有一种情况下，电流互感器组一测得的电流I包括辅助监测回路电流I’，则主通电回路连接点的阻抗R=△U/(I-I’)，故对本实用新型没有影响。

本实用新型的实施方式并不受上述实例的限制，本领域的普通技术人员应当理解，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的修改或者等同替换均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为主通电回路、辅助监测回路及监测装置，辅助监测回路并接在主通电回路上；

所述主通电回路包括主通电回路连接点、电流互感器组一，电流互感器组一安装在主通电回路上；

所述辅助监测回路包括标准电阻、电流互感器组二，标准电阻串联在辅助监测回路中，电流互感器组二安装在辅助监测回路上；

所述电流互感器组一、电流互感器组二的二次回路与监测装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为电流互感器组一可以是一个或多个不同测量范围的电流互感器，电流互感器组二也可以是一个或多个不同测量范围的电流互感器。

3.根据权利要求1所述的一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为辅助监测回路中的标准电阻可以是一个标准阻值的电阻或多个标准阻值的电阻串、并联的组合。

4.根据权利要求1所述的一种测量通电导体连接点接触阻抗的监测电路，其特征为监测装置具有数据传输功能，可通过有线或无线的方式进行数据传输。