Испытание электрических контактов

Внешний осмотр контактов. При внешнем осмотре проверяют качество монтажа контакта (чистоту обработки контактных поверхностей, наличие антикоррозионных покрытий, плотность прилегания контактирующих поверхностей и др.).

Непосредственное присоединение алюминиевых шин и наконечников к медным стержневым выводам аппаратов на токи до 400 А допускается только в закрытых помещениях с относительной влажностью не более 80 %. В остальных случаях алюминиевые шины подсоединяют к стержневым медным зажимам через медно-алюминиевые переходы. Соединение в медно-алюминиевых переходах должно быть сварным, например выполненным методом холодной сварки.

Для плоских зажимов медных выводов допускается непосредственное присоединение алюминиевых шин при условии предварительного покрытия контактных поверхностей кадмием, оловянно-цинковым сплавом или другим металлом с аналогичными электрическими и антикоррозионными свойствами при толщине покрытия не менее 18 мкм.

Болтовые соединения и стержневые контактные соединения на алюминиевых шинах выполняют, используя тарельчатые пружины и специальные шайбы и гайки. Наружный диаметр тарельчатой пружины должен быть меньше подкладываемой под нее шайбы.

Подсоединение алюминиевых шин и наконечников к стержневым зажимам на токи до 30 А допускается обычными кадмированными или никелированными гайками. При использовании медно-алюминиевых переходов при присоединении медных шин или подсоединении медных шин к медным выводам аппаратов на токи более 400 А рекомендуется брать увеличенные гайки из меди или медных сплавов.

Чтобы обеспечить переход с меди на алюминий, разрешается армирование алюминиевых шин и наконечников медными накладками с одной стороны или двух и применение плакированного алюминия. Накладки для армирования изготавливают из листовой холоднокатаной меди М-1 или М-2 толщиной 1 мм (для армируемых элементов до 3 мм) и 1,5 мм (при большей толщине армируемых элементов). Количество вдавливаний при холодной сварке должно быть не более одного на каждые 4 см2.

Наиболее надежными контактными соединениями, получающими все большее распространение в монтажной практике, считаются сварные соединения алюминиевых шин электроили аргонодуговой сваркой, а для проводов, жил кабелей и кабельных наконечников — термитными патронами и методом взрыва.

При положительных результатах осмотра контактных соединений приступают к измерениям для получения соответствующих объективных показателей, характеризующих качество контактных соединений.

При хорошо выполненных контактных соединениях участок цепи, содержащий контакт, должен иметь сопротивление, превышающее сопротивление участка цепи такой же длины и не содержащего контактного соединения не более чем на 20 %. Повышение сопротивления контактного соединения говорит об ухудшении качества контакта, поэтому отношение сопротивления rk участка, включающего контакт, к сопротивлению r такого же целого участка является одним из основных показателей, получивших название коэффициента дефектности контакта по сопротивлению:

Учитывая, что повышение сопротивления вызывает увеличение падения напряжения на данном участке, о качестве контактного соединения можно судить также по величине падения напряжения при определенной силе тока или сравнивая падение напряжения на участке с контролируемым контактным соединением и на таком же целом участке, поэтому отношение падения напряжения Uk на первом участке к падению напряжения U на втором может служить вторым показателем качества контакта, который называют коэффициентом дефектности контакта по падению напряжения:

Известно, что при плохом контакте, когда через него протекает электрический ток, выделяется значительное количество тепла и контакт сильно нагревается. Следовательно, отношение температуры t°k контакта к температуре tє целого проводника является третьим показателем качества контакта, называемым коэффициентом дефектности по температуре:

Многочисленные исследования показали, что для одного и того же контактного соединения K_r > K_U> K_t°, поэтому сопротивление контакта постоянному току является наилучшим показателем качества контактного соединения. Однако это не исключает использование и других рассмотренных ранее критериев в качестве дополнительных и даже основных, если по каким-либо причинам затруднительно воспользоваться первым.

О качестве контактных соединений ошиновки открытых распределительных устройств ОРУ можно судить, сравнивая их сопротивления с предельно допустимыми значениями на участке 35 см, приведенными в табл. 6.

Таблица 6. Предельно допустимые сопротивления контактов шин ОРУ

Предельно допустимые температуры различных контактов приведены в табл. 7.

Таблица 7. Предельно допустимые температуры нагрева и перегрева (выше 35 °С) контактов

Сопротивления контактов можно определить методами измерения малых сопротивлений. Кроме того, разработано множество специальных приборов для проверки качества контактных соединений по сопротивлению, падению напряжения и температуре, некоторые из которых будут рассмотрены далее.

Многопредельный микроомметр М246, представляющий собой логометрический прибор с оптическим указателем, предназначен для измерения на постоянном токе сопротивлений от 2 мкОм до 1 Ом. Питание прибора осуществляется от аккумулятора напряжением 2,5 В или полупроводникового выпрямителя от сети 220–127 В.

Принципиальная схема включения прибора микроомметра М246 для измерения малых сопротивлений изображена на рис. 9.

При подключении токовых щупов 1 и 4 и подаче питания через измеряемое сопротивление R_xбудет протекать ток, причем падение напряжения на эталонном сопротивлении R, включенном в токовую цепь, подводится к рамке 5 логометра, создающей противодействующий момент. При подключении потенциальных щупов 2 и 3 к измеряемому сопротивлению Rx падение напряжения на нем будет подводиться к рамке 6 логометра, создающей основной вращающий момент. Прибор содержит поляризованное реле, обмотка которого включена параллельно рамке 6, предназначенное для защиты от перегрузки при неправильно выбранном пределе измерения.

Рис. 9. Микроомметр М246: 1–4 — щупы; 5, 6 — рамки; R_x— измеряемое сопротивление; R — эталонное сопротивление

Подключается микроомметр к измеряемому сопротивлению самозачищающими щупами (две пары) для работы на всех пределах. Щупы снабжены подпружиненными заостренными наконечниками, промаркированными соответственно маркировке зажимов прибора.

Прибор для испытания контактов методом падения напряжения содержит повышающий трансформатор (Тр), первичная обмотка которого подключается к испытываемому контакту, а вторичная через выпрямитель (В) и переключатель пределов измерения (П) — к милливольтметру (mV). Все детали смонтированы в небольшом корпусе (1) (рис. 10, б). Прибор с помощью скоб (2) крепится на штанге (7), причем зажимы (3) прибора соединяют с проводами (6), пропущенными внутри бакелитовых трубок (5) и припаянными к ножевым наконечникам (4).

Этим прибором можно измерять падение напряжения на контактах проводов линии электропередачи (ЛЭП) и ошиновке (ОРУ) при напряжении до 220 кВ. Пределы измерений: 5–25–125 мВ для устройств напряжением до 110 кВ и 10–25–62,5 мВ для устройств напряжением 220 кВ и выше. При пусконаладочных работах прибором удобно пользоваться в процессе пусковых испытаний (испытаний под рабочим напряжением при токе нагрузки).

Температуру контактов можно измерять обычными средствами, применяемыми при испытании электрооборудования: термопарами и термометрами сопротивления (реже жидкостными термометрами).

На рис. 11, а изображена схема электротермометра, предназначенного для измерения температуры контактов. Это неравновесный мост, одним плечом которого служит малогабаритный медный термометр-сопротивление. К одной диагонали моста подключен источник постоянного тока (1) (например, батарейка ФБС-0,25 напряжением 1,6 В). В другую диагональ включен микроамперметр (2).

Чтобы можно было измерять температуру контактов и токоведущих частей, находящихся в работе, прибор (4) (см. рис. 11, б) и измерительную головку (5), содержащую термометр-сопротивление (3) (см. рис. 11, а), устанавливают на изолирующей части штанги (6).

Рис. 10. Прибор для проверки контакта методом падения напряжения: а — принципиальная схема; б — внешний вид; в — установленный на изолирующей штанге; 1 — корпус; 2 — скоба; 3 — зажимы; 4 — ножевой наконечник; 5 — бакелитовая трубка; 6 — провод; 7 — штанга; В — выпрямитель; П — переключатель; Тр — трансформатор

Рис. 11. Электротермометр для измерения температуры контактов: а — схема; б — электротермометр, установленный на изолирующей штанге; 1 — источник постоянного тока; 2 — микроамперметр; 3 — термометр сопротивления; 4 — прибор; 5 — измерительная головка; 6 — штанга

Электротермометр градуируют на температуры от 0 до 150 °С. Показания прибора снимают через некоторое время после прижатия измерительной головки к контролируемому контакту и ее прогрева, когда стрелка прибора перестанет перемещаться и установится у соответствующего деления шкалы. Измерения выполняют, соблюдая требования техники безопасности при работе в действующих электроустановках.

Механические испытания. При выполнении контактных соединений возможны дефекты, которые трудно определить при внешнем осмотре и измерении сопротивления (например, недостаточная затяжка винтовых и болтовых контактных соединений, скрытые изъяны сварных и паяных соединений и др.).

Качество подготовки плоских поверхностей в контактах, например, при соединении шин проверяют щупом ((0,02–0,03) × 10 мм). В местах соединения плоскостей щуп не должен проходить более чем на 5 мм от края.

Давление болтовых контактов проверяют контрольным поджимом обычным ключом с динамометром или ключом с регулируемым крутящим моментом со сменными головками, подпираемыми под гайки разных размеров.

Контрольный поджим гаек и винтов зажимов вторичных цепей выполняют, пользуясь обычными ключами и отвертками. При этом возможно заедание из-за несоответствия резьб винта и гайки и неисправности резьбы. Чтобы убедиться, что достаточно большое усилие при поджиме объясняется давлением со стороны зажимаемого проводника, во время контрольного поджима его следует пошевеливать, держа свободной рукой около зажима.