断口电压测量法的基本原理及现场应用

       断口电压测量法的基本原理及现场应用

兰天虹

大唐山西新能源有限公司    山西省太原市    030041

摘要：断口电压测量法可应用于日常巡检及设备缺陷处理中，及时发现运行设备存在的隐患，缩小判断故障范围，及时处理、更换存在问题的设备，避免对电气设备及生产造成更大的损害及扩大事故范围，引发安全事故。本文主要就断口电压测量法的基本原理及其在现场应用进行分析。

关键词：断口电压测量法；电压平衡；整流设备

引言

在电子电路和设备维护中，电压测量是一项至关重要的技术。电压不仅反映了电路的工作状态，还是多种电参量测量的基础。断口电压测量法作为电压测量的一种特殊形式，对于电路故障分析和设备安全保障具有重要意义。

一、断口电压测量法应用产生的背景

    （一）电压平衡的概念及重要性

电压是衡量电能质量的一个重要指标，在电力系统设备的正常运行中，低压负荷开关、断路器、隔离开关、接触器、熔断器等设备，是保证电能质量，三相负荷平衡的重要设备。当这些电气设备在正常运行中存在断口电压时，引起电能质量下降，三相负荷不平衡。电压平衡是设备安全运行的基础，现有技术在低压设备正常运行时无法及时发现断口电压的存在，从而引起电能质量下降、三相负荷不平衡，引发的问题有：

1、旋转电机在不对称状态下运行，会使转子产生附加损耗及发热，从而引起电机整体或局部升温，此外反向磁场产生附加力矩会使电机出现振动。

2、变压器处于不对称运行状态，造成变压器的损耗增大，局部金属件温度升高，甚至导致变压器烧毁。

3、电压不平衡引起以负序分量为启动元件的保护发生误动作，影响设备安全运行。

（二）我厂380V低压设备的现状

我厂380V设备开关运行年限已久，尤其六期机组，自投运以来，380V开关框架、抽屉开关动静触头等固定结构，从未进行更换，而且，低压设备保护简单，不像主系统保护的那么全面，一些异常工况仅通过电流、电压并不能体现，同时，由于动静触头是否接触良好无法直接看见，无法在检修时及时判断。也不能每次检修都将所有触头无论好坏都更换一遍，成本上和时间上都无法满足，所以只能在设备异常时才会怀疑并进行处理，设备运行存在隐患。

二、断口电压测量法的具体方法

针对380V低压设备抽屉开关的特点，通过电压通过电阻分压的原理，进行横向的对比排查，即三相断口电压测量。

在设备运行时，用万用表中与设备对应工作电压等级档位测量其断口电压，具体位置为断路器动静触头间，开关进线、出线两侧，以及负荷开关母线侧与负荷侧的同相位（如开关进线的A相和出线的A相）。如果万用表没有电压显示再依次递减电压等级档位，直至测出电压数值并记录。因在正常情况下低压负荷开关、断路器、隔离开关、接触器等设备主接点、动静触头间，接通时电阻值很小，所以运行时相对整个回路主接点上分得的电压也很小几乎为零，且三相回路断口电压也应平衡。当在接点或设备进、出线两侧测得断口电压存在时，某相断口电压数值明显较大或回路中三相断口电压不平衡，说明回路中测量范围内该相接点或触头接触不良，或接线松动、机构内部损坏，此时。再根据测量结果，将该设备进行停电检查，发现异常及时维修更换。

三、断口电压测量法的具体实施效果

我厂13号炉C磨煤机润滑油泵双速电机保护装置不平衡度保护频繁动作，DCS无电流趋势，有效信息较少，无法准确判断具体问题。

停电后检查电机三相直阻平衡，绝缘良好；电源至电机电缆绝缘良好；紧固抽屉开关电源至接触器上口引线及开关内接线；与D磨煤机润滑油泵双速电机负荷开关调换，观察运行。处理后问题任然存在。适时运用断口电压测量法进行检查：将不平衡保护退出，送电运行正常。测量13号炉C磨煤机润滑油泵高速电机开关负荷侧与母线侧断口电压，A相为0.16V，B、C相均为0.04V，三相断口电压不平衡且A相偏大，由此怀疑负荷开关A相动静触头之间接触不良。经过对运行设备持续观察，再次发现C磨煤机润滑油泵高速电机运行异常，保护装置显示运行时电机电流ΙA=0 ΙB=9A ΙC=9A，不平衡度为100%，超过不平衡度定值30%。此时再次测量运负荷开关A相动静触头之间压差，A相为50V，A相对地电压为140V，B、C相测量正常。设备停电后，检查C磨煤机润滑油泵高速电机开关负荷侧A相触头发黄，怀疑接触不良发热导致，拆下静触头后测量A相电阻为20mΩ，其他两相为3mΩ。更换备品，电阻均为3mΩ，事实证明确定为抽屉开关A相动静触头间接触不良，时通时断。处理后检查正常恢复送电，并将不平衡保护投入，设备运行正常。

磨煤机润滑油泵跳闸，会联跳磨煤机，对负荷影响严重，问题得到彻底处理，保证了电量的可靠性，同时通过这个案例，我们针对低压重要负荷，开展一系列隐患排查，逐台排查运行中设备，记录压差，归档。期间还发现7台设备存在压差，大的有6-7V，小的仅有1V之差这在保护装置上显示三相电流、电压都平衡。但深入检查，发现这些设备动静触头间或多或少都有发热痕迹，及时发现，避免了设备跳闸甚至烧损的风险，这些设备，有的甚至关系到机组非停，如空预器抽屉间隔，如果空预器运行中跳闸，将影响整个锅炉系统，最终导致机组非停，不仅面临调度考核，还将影响电量。

四、断口电压测量法的应用

断口电压测量法主要在两个方面能在一定程度上弥补低压电机保护简单、不完善的实际状况，首先是故障分析方面，针对低压电机非全相保护，在没有故障录波器实时监视模拟量的前提下，甚至有的设备没有DCS趋势。如何判断是正确动作还是保护误动。摇绝缘、测直阻有时并能准确找见故障点，这时通过断口电压测量法就能在设备运行时进行辅证，从而验证保护动作的正确性。其次是在隐患排查方面，由于现场绝大多数设备都是运行状态，这反而为断口电压测量法提供了条件，制定合理、安全、全面的巡检计划，对重要设备进行测量，就如我厂所开展的一系列排查，及时发现一次缺相隐患，主动处理，有效的保护了设备，提升了设备运行稳定性，同时易操作，简单有效。

应用断口电压测量法是在二次回路中，设备的运行、停止反馈信号是至关重要的监控点，判断设备是否运行，甚至有的反馈信号还参与逻辑运行，例如我厂引风机油泵的运行反馈信号的消失，会直接导致引风机跳闸，而引风机的跳闸又会联跳送风机等重要设备，低压电机反馈信号会影响机组运行，而反馈信号最容易出问题的地方就在于接触器辅助接点接触不良。所以，及时测量反馈信号的正常与否能极大地提升设备可靠性，减少设备异常。低压设备一般采用接触器辅助接点作为反馈信号，合位反馈一般用开接点，分位反馈则用闭接点。设备运行时，接触器闭合，开接点随之闭合，形成等电位点，此时就可用万用表电阻档测量合位反馈接点阻值，阻值越大，说明接触越不好，及时处理辅助触点，确保合位反馈正常。同理，设备停运时，接触器释放，闭接点随之闭合，用万用表电阻档测量分位反馈接点阻值，阻值越大，隐患越大。通过定期的排查，定能发现设备隐患，保证设备正常运行。

五、结语

    断口电压测量法作为现场排查故障的手段，由于是在运行设备上作业测量，具有一定危险性，需要一定专业技术水平，熟知测量原理的专业人员开展，规范作业流程，将设备的管控数据化、日常化。对比分析低压设备故障率，同时，关注检修维护盲点，确保低压设备稳定运行。

参考文献

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