高壓斷路器在 電 力 系 統(tǒng) 中 肩 負(fù) 著控制 和保護(hù)的 雙重任務(wù) ， 其狀態(tài) 的 好壞直接影 響 著 電 力 系 統(tǒng)的安全運(yùn)行 ［１ ’ ２］。 回 路電 阻是反 映高壓斷路器性能和 運(yùn)行狀態(tài) 的一項(xiàng)重要指 標(biāo) ， 直接影 響 到 斷路器通載額定工作 電 流時(shí) 的溫升 以 及短路狀態(tài)下 的動(dòng) 、熱穩(wěn)定性 ， 從而影 響 斷路器分合 閘 的 可靠性和安全性 ％。 回 路電 阻的 測(cè)試項(xiàng) 目 在斷路器 的 出 廠試驗(yàn) ， 型 式試驗(yàn) ， 交接試驗(yàn)和 預(yù) 防性試驗(yàn) 中 均 有 明確 要求 ， 通過(guò)對(duì)斷路器 回 路 電 阻 的 測(cè) 量可有 效評(píng)估觸頭 的 磨損 程度和 回 路 的 接觸狀況 ，一定程度上預(yù)測(cè)觸頭 的使用 壽命。
傳統(tǒng) 的 高 壓斷路器 回 路 電 阻測(cè) 量是在斷路器處 于合 閘 狀態(tài) 下 打開一側(cè) 地刀 ， 采用 直流 電 壓 降法進(jìn)行測(cè)量 ［６］。 然而根據(jù) 電力公司 相關(guān)規(guī)程要求 ，現(xiàn)場(chǎng)操作地 刀 需要 申 請(qǐng)調(diào)度批復(fù) ， 整 套流程較為繁瑣 ， 導(dǎo)致測(cè) 量 現(xiàn)場(chǎng) 的 工作效率較為低下 。 本文根據(jù) 高 壓斷路器現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 量 的 實(shí) 際需求 ， 提 出 了 利用 雙端接地技術(shù)測(cè) 量 回 路 電 阻 的 測(cè) 試方案 與 測(cè) 試方法 ， 同 時(shí)針對(duì)高 壓斷路器 的 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) ， 對(duì)該方法與 傳統(tǒng)試驗(yàn)方法 的 測(cè) 試偏 差進(jìn)行 了 分析 比 較 ，得 出 利 用 雙端接地技術(shù)測(cè) 量 回 路 電 阻 的 測(cè) 試方法完全能滿足工程實(shí)際 的需求 。
１ 回 路 電 阻測(cè)量原理
在變 電 站 常利 用 回 路 電 阻測(cè) 試儀通 過(guò) 電 壓 電流 四 線制測(cè)量法對(duì)高壓斷路器 回 路電 阻進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。 其原理通常采用直流電壓降法 ， 通過(guò)開關(guān)髙頻電 源產(chǎn)生高頻 電 流 ， 經(jīng)過(guò)整流 電路整流為 １ ００ Ａ 的直流 電 源 ， 并作 為測(cè)試 電 流施加 于 高 壓斷路器 的兩側(cè)［ ７＿８ ］。 測(cè)試 電 流流過(guò)高壓斷路器時(shí)產(chǎn)生壓降 ，回 路 電 阻測(cè) 試儀 內(nèi) 部采樣 電 路 同 時(shí)對(duì) 電 壓輸入端和 內(nèi) 部 電 流分流 器 電 壓進(jìn)行采樣 ， 取得 的 信號(hào)經(jīng)放大 ， 由 Ａ／ Ｄ 轉(zhuǎn)換器處理 ， 再 由 單片 機(jī)根據(jù)算法計(jì)算 出 回 路 電 阻值 ［ ９ ］。 測(cè) 試原理如 圖 １ 所示 ，Ｃ／ｘ為 高 壓斷路器兩側(cè) 壓降 ， 為 高壓斷路器 回 路 電阻 ， Ｃ／ｒ 、 辦 分別 為 回 路 電 阻測(cè) 試儀 內(nèi) 部標(biāo)準(zhǔn)分流器壓降及 電 阻 ， ／ 為流過(guò)分流器及高壓斷路器 回 路的測(cè)試電 流 ， 根據(jù) 串 聯(lián) 電路電 流相等 ：
Ｉ＝ Ｕｘ ／Ｒｘ ＝ Ｕｒ ／Ｒｉ （ １ ）
回 路電 阻可 由 下式可得。
Ｒｘ ＝（Ｕｘ ／ Ｕｔ） ｘ Ｒｔ （ ２ ）
式 中 ， ［／ｘ 、 ［／ｒ 由 內(nèi) 部采樣 電路對(duì)電 壓輸人端和 內(nèi) 部 電 流分流器電 壓進(jìn)行采樣得到 。
２ 傳統(tǒng)高壓斷路器 回 路 電 阻測(cè)試方法
變 電 站 常見 的 高 壓斷路器從滅弧室 斷 口 結(jié)構(gòu)進(jìn)行 區(qū)分有單斷 口 斷路器和 多 斷 口 斷路器 ， 單斷口 高壓斷路器一般用 于 ２２０ ｋ Ｖ 及 以 下 電力 系 統(tǒng) ，多 斷 口 高壓斷路器一般用 于 ５ ００ ｋＶ 及 以 上 的 電 力系統(tǒng) ，３ ］， 不 同 斷 口 高壓斷路器結(jié)構(gòu)如 圖 ２ 所示 。
傳統(tǒng) 的 回 路 電 阻測(cè) 量 ， 無(wú)論是單斷 口 還是 多 斷 口髙壓斷路器 ， 其測(cè)量方法與原理是一致的 。
傳統(tǒng)方法測(cè) 量高壓 斷路器 回 路 電 阻時(shí) ， 根據(jù)四 線 法要 求將 電 壓線及 電 流線 接到 高壓斷路器 的兩側(cè) ， 并在斷路器合 閘 時(shí) ， 將一側(cè) 地刀 打開 ，一側(cè)地刀 接地 ， 同 時(shí)采用直流 電 壓降法進(jìn)行測(cè) 量 ［１ ４］，測(cè) 試原理 如 圖 ３ 所示。 ＆ 、 盡 為 雙斷 口 高 壓斷路器 的 回 路 電 阻 ， 其在 回 路上為 串 聯(lián)關(guān)系 。 斷路器的 一側(cè) 地刀 接地 ，一側(cè) 打開 ， 即 Ｐ２ 處 的 電 位為 ０ ， 電 流經(jīng)接地刀 閘 流 向 大地 。
由 圖 可得 ：
Ｒｘ ＝（Ｒｌ ＋Ｒ２）
又 由 式 （ ｉ ） 串 聯(lián)電路電 流相等 ：
Ｉ＝ Ｕｘ ／Ｒｘ ＝ Ｕｔ ／Ｒｒ
回 路電 阻可 由 下式可得。
Ｒｘ ＾Ｒ ． ＋Ｒ＾ ＾ Ｕ＾ ／ Ｕｔ） ｘ Ｒｉ （ ５ ）
對(duì)于單斷 口 斷路器只 有 一個(gè) 回 路 電 阻 ， 因 而其 中 的一個(gè) 慫 或 盡 為 ０ ， 求解公式依然可套用式（ ５ ） 。 若要單獨(dú)測(cè)試斷 口 １ 或斷 口 ２ 回 路電 阻值 ，只需將 電 壓線接至所要測(cè)試的斷 口 上 即 可 。
傳統(tǒng) 的 回 路 電 阻測(cè) 量需要操作地刀 ， 根據(jù) 電力 公司 相關(guān)規(guī)程要求 ， 現(xiàn)場(chǎng)操作 地刀 需要 申 請(qǐng)調(diào)度批 復(fù) ， 流 程較 為 繁瑣 ， 等待 時(shí) 間 較長(zhǎng) 。 為 此 ，
本文根據(jù) 高壓斷路器現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 量 的 實(shí) 際需求 ， 提 出了 利 用 雙端接地技術(shù)測(cè) 量 回 路 電 阻 的 測(cè)試方法與測(cè) 試方案 。
３ 雙端接地技術(shù)測(cè)量斷路器回 路電 阻的方法
回 路 電 阻一般是高壓斷路器處于檢修狀態(tài)進(jìn)行測(cè) 量 的 物理量 ， 此時(shí) 的 高壓斷路器處于雙端接地 ， 即 兩側(cè) 的 地刀 均在合閘 位置 ［１ ４］， 如 圖 ４ 所示 。
不 同 斷 口 高 壓斷路器雙端接地 等效原 理 圖 如 圖 ５所示 。
如 圖 所 、 尺。２ 為兩側(cè)地刀 接地 電 阻 ， Ｒｘ為 高 壓斷路器 回 路 電 阻。 以 雙斷 口 高 壓 斷路器為例 ， 兩端接地 刀 閘 合上 時(shí) ， 及２、 及， Ｄ １、 知２ 回 路 與及 回 路處于并聯(lián)狀態(tài) ：
［／?。剑?Ｘ 及 產(chǎn)／之 Ｘ （ｉ？２ ＋ｉ？ｊ Ｄ １ ＋／？
ｊ Ｄ ２） （ ６ ）
Ｉ＾＋Ｉ＾ Ｕｒ ＩＲｒ （ ７ ）
經(jīng)查詢 文獻(xiàn) ， 高 壓斷路器在 檢修狀態(tài) 時(shí) ， 兩端地刀 同 時(shí)接地 ， 大地導(dǎo)通 電 阻一般是 ２００ ｍ ｆｔ 左右 ， ５ ００ ｋＶ 高壓斷路器的 回 路電 阻一般是 ５ ０ ｜ ｘ左右 ， 兩者相差 近 １ ０００ 倍 ， 因 而 ／２ 會(huì)非常小 ， 電流主要走 盡 回 路 ， 可近似將 盡 、 ｉ？？ 、 回 路看做開路 ， 由 此可得 ：
／ ？ Ｉ＾ Ｕ．／Ｒ ，？ Ｕｒ ／Ｒｒ （ ８ ）
Ｒ ｉ？（ＵＪ Ｕｔ） ｘ Ｒｒ （ ９ ）
同 理可求 盡 及 ｉ？ ｘ 。
４ 提高測(cè)量精度 的 措施
在斷路器兩端接地狀態(tài)下 ， 主要有 以 下情況會(huì)影響 高壓斷路器的 回 路電 阻測(cè)量 ：
（ １ ） 電 壓、 電 流測(cè)量引 線 電 阻的影 響 。
對(duì)于高 壓斷路器 的 回 路 電 阻測(cè) 量要求較為** ， 回 路 電 阻測(cè) 試儀 電 壓、 電 流 引 線 電 阻對(duì)測(cè) 量結(jié)果 的影 響不容忽視 ， 須采取有效措施加 以 克服 。
為達(dá)此 目 的 ， 本文采 用 了 常見 的 四 端子引 線方式 ， 如 圖 ６ 所示 。
其 中 盡￣凡 為 回 路 電 阻測(cè) 試儀 電 壓、 電 流 引線 電 阻 （ 包括接觸 電 阻 ） ， 屯 為測(cè)量 電 阻 ， ＡＰ Ｓ儀用放大器 。 正常情況下 ， 由 于 ＡＰ 的輸人阻抗特別 大 ， 電 流 只 流 經(jīng) 均 、 盡 和 上 ， 及３、 及４無(wú) 電流流過(guò) ， 電 壓降為 〇 ， ＡＰ 的輸入 電壓為 兩端電壓 ， 這樣就克服了 盡 、 ／？４ 的影 響 。
（ ２ ） 接地刀 閘 接觸不 良 的影 響 。當(dāng) 高壓斷路器合閘 時(shí) ， 由 地 網(wǎng) 、 開關(guān)、 電纜 、高壓斷路器組成通流體是完整 的 。 若接地刀 閘 接觸不 良 ， 接地 電 阻變大 ， 接地刀 閘 的分流更小 ， 因 而用雙端接地法測(cè)量斷路器的 回 路電 阻偏差更小。
（ ３ ） 工頻信號(hào)產(chǎn)生 的 電磁干擾對(duì)測(cè) 量精度 的影 響 。
對(duì)于工頻信號(hào)產(chǎn)生 的 電 磁干擾 可 能對(duì)測(cè) 量精度 的 影 響 ， 在硬件上采用 了 電 池供 電 方案 和 工頻濾波 電 路 ， 在 軟件上采用 了 多 次數(shù)據(jù)采樣和 數(shù)字濾波 ， 濾除干擾后取平均值的方法 。
５ 算例分析
本文采用雙端接地技術(shù)對(duì)廣西 電 網(wǎng) 某變 電 站 ５臺(tái) ５ ００ ｋＶ 高壓斷路開展 回 路電 阻測(cè)試 ， 測(cè) 量原理圖如 圖 ７ 所示 。 根據(jù)廠家設(shè)計(jì)圖 紙 ， 該型號(hào) ５ ００ ｋＶ?jǐn)嗦菲鲾?口 的 回 路 電 阻廠家設(shè)計(jì)值 及 １ 、 及２ 以 及 ５臺(tái) 斷路器 間 隔 接地刀 閘 與 地 網(wǎng) 的 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè) 導(dǎo)通 電阻 及３ 、 如表 １ 所示 。
從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè) 結(jié)果看 ， 接地刀 閘 與 地 網(wǎng) 的 導(dǎo)通電 阻 盡 、 凡 沒有嚴(yán)格意義上 的相 等 ， 主要與 接地刀 閘 觸頭 接觸 良 好等有 較大關(guān)系 。 并且從 盡 、 凡與 ＆ 、 的 數(shù)值大小看 ， 接地刀 閘 與 地 網(wǎng) 的 導(dǎo)通電 阻較斷路器 的 回 路電 阻大 ４ ０００ 倍。 假設(shè)斷路器的 觸頭 接觸 良 好 ， 傳統(tǒng)方法 的 回 阻實(shí)測(cè) 數(shù)據(jù)應(yīng)是接近 于設(shè)計(jì)值 ， 再 由 上述雙端接地技 術(shù)測(cè) 量斷路器 回 阻原理式 （ ９ ） ， 可計(jì)算雙端接地技術(shù)下 的 斷路器 回 阻及其誤差 ， 結(jié)果如表 ２ 所示。
由 結(jié)果可 知 ， 利 用雙端接地技術(shù)測(cè) 量 斷路器回 阻誤差精度為 ０ ． ００ １ ％ ， 小于誤差要求 ０ ． ０５ ％ ，符合 現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 試精度 要 求 ， 因 而 利 用 雙 端接地技術(shù)測(cè)量 回 路 電 阻 的 測(cè) 試方法完 全能滿足：?。?程實(shí) 際 的需求 。
６ 結(jié)論
本文提 出 了 利 用 雙端接地技術(shù)測(cè) 量 回 路 電 阻的 測(cè) 試方案與 測(cè) 試方法 ， 針對(duì)高壓斷路器 的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 利用雙端接地技術(shù)對(duì)廣西 電 網(wǎng)某變 電站 ５ 臺(tái)５ ００ ｋＶ 高壓斷路器 回 路 電 阻進(jìn)行 了 測(cè) 試計(jì)算 ， 將回 路電 阻結(jié)果與誤差進(jìn)行了 驗(yàn)證 ， 結(jié)果表 明 ， 本文所提出 的利用雙端接地技術(shù)測(cè)量 回 路電 阻的測(cè)試方法誤差達(dá)到 ０． ００ １ ％ （ 工程要求小于誤差 ０ ． ０５ ％ ） ，完全能滿 足工程實(shí) 際 的 需 求 ， 并且該方法從原理上避免操作地 刀 ， 有效提高 了 現(xiàn)場(chǎng) 的 工作效率 ，減少停 電 時(shí)間 。
