接触电阻在电气二次回路中的影响分析

陈有良

大唐七台河发电有限责任公司，黑龙江七台河 154600

摘要：本文首先介绍了接触电阻的概念及其原理，然后又对电气二次回路做了简单的分析，最后根据接触电阻在电气二次回路中的影响提出了相关的解决措施，供相关人员参考。

关键词：接触电阻；影响；措施

中图分类号：TU52文献标识码：A

1 接触电阻

1.1 概念

对导体间呈现的电阻称为接触电阻。一般要求接触电阻在10-20mohm以下。有的开关则要求在100-500uohm以下。有些电路对接触电阻的变化很敏感。应该指出，开关的接触电阻是开关在若干次的接触中的所允许的接触电阻的最大值。在电路板上是专指金手指与连接器之接触点，当电流通过时所呈现的电阻之谓。为了减少金属表面氧化物的生成，通常阳性的金手指部份，及连接器的阴性卡夹子皆需镀以金属，以抑抵其"接载电阻"的发生。其他电器品的插头挤入插座中，或导针与其接座间也都有接触电阻存在。

1.2 原理

在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到5-10微米的凸起部分。会看到插合的一对接触件的接触，并不整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。实际接触面必然小于理论接触面。根据表面光滑程度及接触压力大小，两者差距有的可达几千倍。实际接触面可分为两部分；一是真正金属与金属直接接触部分。即金属间无过渡电阻的接触微点，亦称接触斑点，它是由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的。部分约占实际接触面积的5-10%。二是通过接触界面污染薄膜后相互接触的部分。因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向。实际上，在大气中不存在真正洁净的金属表面，即使很洁净的金属表面，一旦暴露在大气中，便会很快生成几微米的初期氧化膜层。例如铜只要2-3分钟，镍约30分钟，铝仅需2-3秒钟，其表面便可形成厚度约2微米的氧化膜层。即使特别稳定的贵金属金，由于它的表面能较高，其表面也会形成一层有机气体吸附膜。此外，大气中的尘埃等也会在接触件表面形成沉积膜。因而，从微观分析任何接触面都是一个污染面。

2 电气二次回路内涵

在我国的电力系统中，电气二次回路具有重要的作用。电气二次回路在电力生产过程中起到重要的保护作用。这一回路的安全使用，对电力系统中的一次设备安全运行具有重要的意义。它是电力系统正常、稳定运行的基础。针对电气二次回路进行相应故障的检查与维修，是电力系统运行中重要的一项工作，需要从电气二次回路的结构与工作特点上分析其故障产生的原因，并采取积极的处理措施防范故障的发生。

3 接触电阻在电气二次回路的影响分析

3.1 接触电阻在电压二次回路中的影响

以电机机端为例，电机机端电压互感器二次侧引出线也均采用插拔式连接，其它电压互感器二次侧采用保险和空开，都存在接触电阻的问题。某次在机组大修后发电机手动零起升压试验时，发电机刚升压就发现匝间保护回路有电压，且有增大趋势，最后经过多方面检查为插件处插孔内陷，造成回路接触电阻增大，使保护测量到异常电压，排除了一次设备故障的可能。电压回路接触电阻影响对计量回路影响最大，当保险盒或空开处的接触电阻压降为1V时（电压互感器二次侧额定电压为57.7V），P=3×UI×COSφ，1÷57.7=1.73%，将造成1.73%电量计费损失，因此在工作中要求定期开展电压互感器二次压降现场误差测试。尤其220KV、500KV母线电压互感器带负荷多，二次回路的电流要大，保险盒和空开的接触电阻压降更大，直接影响公司的上网电量的计量，造成效益损失。

现场一般要求电压互感器的保护、测量、计量回路分开，保护要求电压的误差可以高些，所以对保护的影响较小。但6kV系统母线电压互感器的计量、测量、保护二次回路不分开，所以6kV母线电压互感器保险和空开的负荷是很大的，接触电阻压降对保护、计量、测量的影响均不能忽略。如果6kV母线电压互感器保险和空开的负荷电流0.5A计算，接触电阻20欧姆计算，那么接触电阻造成的压降就达到10V左右，这并不是最严重的情况。

3.2 接触电阻在直流回路中的影响

接触电阻在直流回路中的影响主要是继电器接点的接触电阻。由于环境条件如温度、湿度、污染等会造成继电器接点氧化生锈，振动等原因造成继电器接点变形，这些都会造成继电器接点接触电阻的急剧变化，有些继电器接点氧化膜太厚会出现接点闭合后不能导通。有些继电器的线圈电阻本身很小，如防跳继电器电流启动线圈和电流保持线圈一般1～2Ω，电流保持线圈与继电器的接点串连，如果接点接触电阻太大会影响继电器的动作性能。继电器接点接触电阻增大，在通过大电流时有可能造成接点烧粘连，继电器线圈失电后接点不返回。大唐洛阳热电有限责任公司曾发生过两条110kV母线电压互感器低压切换中间继电器因流过电流大造成接点烧粘连，在该母线停运时因为两母线电压互感器始终处于并列状态，当断开母线联络开关时造成运行母线经两并列的电压互感器向停电母线反充电，两母线的电压互感器保险均熔断。在电力系统继电保护因继电器接点接触电阻大造成继电器接点稍粘连的事故已多次发生。现在随着微机保护的发展，现在的继电保护人员对电磁型继电器的认识越来越淡化，对电磁型继电器检验不够重视，对微机保护中的重动和出口继电器（属于电磁型）漏检验现象很多，所以继电器的接触电阻变化基本上检验不全面。

3.3 接触电阻在电流回路中的影响

在电力系统电流二次回路中有不少电流回路带插拔连接（即插头插座连接）。这样的电流回路连接严重时会造成电流回路开路的可能性，但连接处的接触电阻会造成电流互感器的10％误差大幅增加，对继电保护正确动作威胁非常大。电流回路电流比加大，严重的接触电阻大还会发生因发热引起设备损坏、火灾等事故。大唐洛阳热电2012年10月份1号机大修中发现1号高厂变高压侧一相电流互感器接头处松动，造成回路电阻最大达到42Ω，但最小时不到2Ω，按最严重的情况下计算电流互感器的10％误差曲线，在主变差动保护最大穿越性短路电流时电流互感器的二次回路电压为4800V，电流互感器的伏安特性曲线在300V左右已饱和。以高厂变二次额定电流2A计算电流互感器的误差，二次回路电压为500V左右，也远超过电流互感器的伏安特性曲线300V。从分析看使用带插拔连接的电流回路根本不能适合现场的要求，必须在停机时改造。即便是在当时活动连接部分后电流互感器的直流电阻合格，因为该连接的引线较长，在室外引线要经受风吹雨打，在变压器上的人随手可及引线，雨水湿气进入连接头内部造成生锈氧化等会加剧接触电阻的增大。在机房发电机机端和中性点电流互感器在该连接处人员随手可及引接线，发电机基础的振动都随时可能造成连接处接触电阻的大幅变化。

3 二次回路接触电阻大的对策和措施

（1）将插拔式的插头插座连接改为用端子排的直接连接。在互感器与外部连接处安装一个防雨防尘的接线盒，内部电流互感器回路与外回路的连接经过接线盒内的端子排连接。在有检修需断开电流互感器连接时在端子排上将相关引线拆开。对于插拔式保护装置，在每次插入装置时均需检查卡件到位，并在端子排上断开连接，测量回路的电阻合格，并在日常点检时用红外测温仪测试端子温度。

(2)定期测量发电机母线电压互感器、高压母线电压互感器计量回路、6kV母线电压互感器保险和空开的保险盒和空开的电压降和负载电流，每次电压互感器回路故障后也要及时保险盒和空开的电压降。

(3)要按检验规程要求对电磁型继电器的接点可靠性检验和继电器内部接点的机械检查，发现接点变形及时调整，调整仍不满足要求要更换继电器，接点氧化要及时用纱布打磨，微机保护内的电磁型继电器要按照电磁型继电器检验规程认真检验。

结束语

根据电气二次回路中接触电阻大存在的普遍性、严重性，因此必须加强电气二次设备检修对回路电阻的测量和检修，从管理人员到试验检修人员要高度重视回路接触电阻大的问题，在现场检修规程和作业指导书中增加测量二次回路电阻的项目，加强回路电阻大的危险点分析。

参考文献：

[1] 马列.一对接触件接触电阻测量结果的不确定度评定[J].电子测试,2018(04):46-48.

[2] 张锐.电气二次回路故障判断与查找浅析[J].机电工程技术,2016,45(09):160-162.

作者简介：

陈有良：(1989-?)，男，工程师 现任大唐七台河发电有限责任公司检修部班组技术员