直流電阻和回路電阻的測量都是電氣設(shè)備預(yù)防性試驗的常規(guī)試驗項目，對判斷電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)電回路的連接和接觸狀況起到重要作用。當(dāng)內(nèi)部導(dǎo)電回路的電阻值增大時，輕則引起設(shè)備運行時損耗增加及載荷能力下降，重則導(dǎo)致設(shè)備故障停運。因此，準(zhǔn)確測量導(dǎo)電回路的電阻值變得尤為重要。

發(fā)電機、電動機、變壓器等帶線圈繞組的電氣設(shè)備在運行時可通過測量直流電阻反映導(dǎo)電回路連接情況，斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（gas insulated switchgear, GIS）、高壓開關(guān)設(shè)備（hybrid gas insulated switchgear, HGIS）等開關(guān)和載流設(shè)備的觸頭、觸指、導(dǎo)電桿接頭可通過測量回路電阻反映導(dǎo)電回路連接情況。

無論是直流電阻還是回路電阻，都是在直流恒流源下用直流壓降法進(jìn)行測量的，但在實際中有時受電氣設(shè)備或被試品測試條件及環(huán)境限制，測試結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映被測量的真實值。本文提出一種擴大回路接線法，能在測試條件或環(huán)境受限的條件下反映被測量的真實值，并通過理論計算及實際測試驗證了該方法的有效性。

1 常規(guī)測試方法的局限性

常規(guī)測試方法：在被試?yán)@組、開關(guān)觸頭、接頭或接觸部位回路二側(cè)尋找最近金屬接觸測量點，將測試儀的試驗線分別接入到二側(cè)該金屬接觸測量點進(jìn)行測量。

在測量（例如變壓器直流電阻、真空斷路器回路電阻等）首尾端易拆卸被試品時，該方法能準(zhǔn)確測出被試品本體電阻阻值，但當(dāng)遇到變壓器高壓側(cè)首端為油氣套管變壓器直流電阻測量、GIS內(nèi)部斷路器回路電阻測量、接地網(wǎng)主設(shè)備與相距較遠(yuǎn)處其他設(shè)備之間導(dǎo)通性電阻測量等被試品首尾端不易拆卸或測量需要額外引進(jìn)測試試驗線時，利用上述測量法不能直接測試出被試品本體的電阻值。

例如，在測量GIS內(nèi)部斷路器回路電阻值時，將斷路器二側(cè)接地刀尾與接地外殼連接排拆開，然后從拆開點靠接地刀尾側(cè)部位對“一側(cè)接地刀+斷路器本體+另一側(cè)接地刀”回路進(jìn)行回路電阻測量，該測量結(jié)果實為二側(cè)接地刀刀口回路電阻加上斷路器本體斷口回路電阻之和，并不是斷路器斷口本體的回路電阻，因此，從測試結(jié)果很難判斷斷路器斷口是否接觸良好。

又如，在測量接地網(wǎng)主設(shè)備與其他設(shè)備之間地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻時，由于主設(shè)備接地引下線與其他設(shè)備接地引下線距離較遠(yuǎn)需再串接試驗線來進(jìn)行測量，而串接一根試驗線又會給測試數(shù)據(jù)引入試驗線自帶線阻，因此很難判斷導(dǎo)通性電阻是否符合規(guī)程要求。

2 擴大回路接線法

2.1 擴大回路接線法的本質(zhì)

直流電阻和回路電阻測試都是測試儀為被試品提供恒流源來產(chǎn)生電流回路，然后用直流壓降法測量在電壓回路上被試品產(chǎn)生的壓降，最后用歐姆定律計算被試品電阻。

在GIS測試過程中，可以通過擴大電壓回路或電流回路來進(jìn)行測量，測量出的結(jié)果既不是電壓回路的接入部分，也不是電流回路的接入部分，而是電壓回路和電流回路的公共部分，這樣在GIS測試過程中雖然通過接地刀尾來接入電壓或電流回路，但通過不同的電壓和電流回路接線方式可以實現(xiàn)公共部分僅為斷路器本體，測試結(jié)果也為斷口回路電阻的真實值。

在接地網(wǎng)主設(shè)備與其他設(shè)備之間電氣導(dǎo)通性電阻測試過程中，當(dāng)引入一根試驗線時，公共部分為被試品本體與該試驗線之和，當(dāng)再引入另外一根與之平行的試驗線（第一根接電流夾，第二根接電壓夾）時，擴大電壓和電流回路后公共部分僅為被試品本體，測試結(jié)果也為主設(shè)備與其他設(shè)備之間的電氣導(dǎo)通性電阻。

2.2 應(yīng)用實例

1）案例1

對某水電廠500kV GIS層5324斷路器進(jìn)行回路電阻測量，其原理接線圖如圖1所示。測試過程中各開關(guān)狀態(tài)：5324、53241、532417、532427、532467均為合位狀態(tài)；53242、53232、53246均為分位狀態(tài)。其中532427接地刀靠近帶電Ⅰ母，為防止測試回路中感應(yīng)電傷害532427地刀保持接地狀態(tài)，脫開532417和532467接地刀尾與接地外殼間連接排。

定義532427地刀尾為A點，532417地刀尾為B點，532467地刀尾為C點。方法1為常規(guī)測試方法，方法2為擴大回路接線法。

圖1 案例1原理接線圖

方法1（回路1）：電流和電壓回路均被接于A、B兩點，測量范圍為532427接地開關(guān)、5324斷路器以及532417接地開關(guān)。

方法1（回路2）：電流和電壓回路均被接于A、C兩點，測量范圍為532427接地開關(guān)、5324斷路器、53241隔離開關(guān)以及532467接地開關(guān)。

方法1（回路3）：電流和電壓回路均被接于B、C兩點，測量范圍為532417接地開關(guān)、53241隔離開關(guān)以及532467接地開關(guān)。

方法2：電流回路被接于A、B兩點，電壓回路接于A、C，根據(jù)上述結(jié)論，兩回路測量范圍或測試結(jié)果為公共部分5324斷路器及532427接地開關(guān)。

方法1中定義532417地刀回路電阻為a，5324斷路器回路電阻為b，532427地刀回路電阻為c，53241隔刀回路電阻為d，532467地刀回路電阻為e，則方法1中回路1所測值為a+b+c，方法1中回路2所測值為c+b+d+e，方法1中回路3所測值為a+d+e，最后進(jìn)行數(shù)學(xué)計算：(回路2◆回路3+回路1)÷2=c+b= 532427+5324。測試結(jié)果及計算結(jié)果見表1。

由表1可知，方法1最終的計算值與方法2的測試值結(jié)果相一致，這說明擴大回路接線法的測量范圍或測試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論是正確的。

表1 案例1現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)

2）案例2

對某110kV風(fēng)電場主設(shè)備與其他設(shè)備間進(jìn)行地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻測量，因距離太長測試儀自帶試驗線距離不夠需額外引入測試線。方法1為引入一根測試線，方法2為引入兩根測試線。測試接線原理如圖2所示。

圖2 案例2原理接線圖

方法1中A點為測試儀一側(cè)電壓夾和電流夾均接入主設(shè)備接地引下線處，C點為另一側(cè)電壓夾和電流夾均接入第一根測試線線首端處，B點為第1根測試線線尾端接入其他設(shè)備接地引下線處。

方法2中A1點為測試儀一側(cè)電壓夾和電流夾均接入主設(shè)備接地引下線處，C1為另一側(cè)電壓夾接入第一根測試線線首端處，C2為另一側(cè)電流夾接入第二根測試線線首端處，B1為第一根測試線線尾端和第二根測試線線尾端接入其他設(shè)備接地引下線處。測試結(jié)果見表2。

表2 案例2現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)

按照擴大回路接線法測量范圍或測試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論，方法1測試結(jié)果為地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻和第一根測試線線阻之和，方法2測試結(jié)果為地網(wǎng)導(dǎo)通性電阻。將方法1測試結(jié)果減去方法2測試結(jié)果，可求得第一根測試線線阻測試值大小為351.02mΩ。

本次測試中第1根測試線是長度為40m和截面積為2.5mm2的銅線，銅的電阻率為0.0217Ω?mm2/m，第一根測試線的線阻計算值為347.2mΩ。計算值與測試值結(jié)果相一致，這再次說明擴大回路接線法的測量范圍或測試結(jié)果為電壓回路和電流回路的公共部分這一結(jié)論是正確的。

3 結(jié)論

直流電阻測量和回路電阻測量的常規(guī)測量方法有時受到測試環(huán)境及條件的限制而無法準(zhǔn)確反映被試品的真實值。建議采用擴大回路接線法來進(jìn)行測量，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。