电阻器十篇

电阻器篇1

例 在测定小灯泡电阻的实验中:

(1)电源电压要小灯泡的额定电压,串联一个滑动变阻器是为了。

(2)闭合开关前,滑动变阻器应滑到 位置,这样做的好处是。

(3)为了测定额定电压为3.8V的小灯泡的电阻,除了小灯泡、开关、导线外,还应在下面器材中选用()。

A.电源(3V) B.电源(9V)

C.电源(36V) D.电压表(0―3V)

E.电压表(0―15V) F.电流表(0―0.6A)

G.电流表(0―3A) H.“10Ω 2A”滑动变阻器

I.“30Ω 1A”滑动变阻器 J.“200Ω 0.6A”滑动变阻器

(4)根据上述器材,电压表量程应选 ,电流表量程应选 。

解析:在用“伏安法”测定小灯泡电阻的实验探究中,除了使小灯泡在额定电压下正常发光时测定电阻外,还要使小灯泡两端电压低于或高于(不超过额定电压的1.2倍)额定电压时测定其电阻,故电源电压一定要大于小灯泡的额定电压。

滑动变阻器与小灯泡串联,除了分压限流保护小灯泡外,还可以通过滑动滑片改变加在小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,以便进行多次测量。在闭合开关前,滑片应滑到最大阻值处,这样,在闭合开关时,滑动变阻器就会分去较大电压,不至于电路中电流过大而烧坏电流表、小灯泡两端的电压过大而烧坏电压表、小灯泡的实际功率(电压×电流)过大而烧断灯丝。

由于小灯泡的额定电压大于3V,所以电压表应选E。因为小灯泡在正常工作时的电阻在10Ω左右,所以小灯泡正常工作时的电流约为0.38A(I=),小于0.6A,故电流表应选F。

注意:在选择电流表和电压表时,要考虑不使电表受损和尽量减少误差,保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,务必使指针有较大偏转(一般在满偏刻度的2/3左右),以减少测读的误差。

电阻器篇2

一、保护电表类问题

1.电压表并联在定值电阻两端

例1 如图1所示的电路中，电源电压U=8V且保持不变，R1=6Ω，R2为最大阻值是50Ω的滑动变阻器，电流表的量程为0

～0.6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表，滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围应是多少？

解析 该电路的连接方式是R1和滑动变阻器R2串联，电压表的测量对象是R1两端的电压，电流表测量串联电路中的电流.为了不使电流表烧坏，电路中的最大电流为0.6A；而当电路中的电流为0.6A时，U1=IR1=0.6A×6Ω=3.6V>3V，会烧坏电压表.

为了不使电压表烧坏，R1两端的最大电压为3V，则通过R1的最大电流为I1最大

=■=■=0.5A.当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，R2最小=■=■=■=10Ω.故为了保护电表，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是不小于10Ω，即10Ω～50Ω.

2.电压表并联在滑动变阻器两端

例2 如图2所示的电路中，电源电压U=4.5V且保持不变，电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表，滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围应是（ ）.

A.2.5Ω～10Ω B.0Ω～20Ω

C.2.5Ω～20Ω D.0Ω～10Ω

解析 该电路的连接方式是R1和滑动变阻器R2串联，电压表的测量对象是R2两端的电压，电流表测量串联电路中的电流.为了不使电流表烧坏，电路中的最大电流为0.6A；而当电流中的电流为0.6A时，U1=IR1=0.6A×5Ω=3V，U2=U-U1=4.5V-3V

=1.5V

所以电路中的最大电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2最小

=■=■=■=2.5Ω.当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，两端的电压也随着增大.为了保护电压表，滑动变阻器R2两端的电压最大值为3V，此时滑动变阻器连入电路的阻值最大.当U2=3V时，U1

=U-U2=4.5V-3V=1.5V，I1=■=■=0.3A，即：I最小=0.3A，所以，R2最大=■=■=10Ω.

故滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是2.5Ω～10Ω，故答案应选A.

小结 以上两例中，电路连接方式相同，都为定值电阻和滑动变阻器串联，但电压表测量对象不同.

例1中电压表测量定值电阻两端的电压.由于滑动变阻器连入电路的阻值越大，电路中电流越小，定值电阻两端的电压也就越小，滑动变阻器连入电路的阻值只有最小值的限定而无最大值的限定.

例2中电压表测量滑动变阻器两端的电压.由于滑动变阻器连入电路的阻值越大，它两端的电压也越大，当它两端的电压超过电压表的量程时，会烧坏电压表.因此，滑动变阻器连入电路的阻值范围既有最小值的限定又有最大值的限定.

二、判断电表的示数变化问题

例3 如图3所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电流表和电压表的示数变化情况应是（ ）.

A.电压表、电流表示数都变大

B.电压表示数变大，电流表示数变小

C.电压表示数变小，电流表示数变大

D.电压表、电流表示数都变小

解析 由图3可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电流表测量电路中的总电流I总=■，电压表测量电阻R1两端的电压.当滑片从左向右滑动时，变阻器接入电路中的有效电阻变大，根据串联电路电阻的特点可知，电路中的总电阻R总也变大.根据电源电压U不变及欧姆定律可知，总电流就变小，即电流表示数变小.又因I总变小，电阻R1不变，所以电阻R1两端的电压也变小，即电压表示数变小.故正确的答案应选D.

小结 这类问题的通常解法是：（1）根据题给的电路图确定电路的连接方式及电表所测量的对象；（2）从变阻器接入电路的有效电阻变化判断总电阻的变化；（3）根据电源电压不变及欧姆定律判断总电流的变化；（4）结合串、并联电路的特点及欧姆定律判断各用电器中的电流和电压的变化.在分析变阻器中的电流或电压变化时，一般应先分析其他定值电阻（或灯泡）中的电流或电压变化，再结合串、并联电路的特点分析它们的变化.

三、判断电表示数的变化范围问题

例4 如图4所示，电源的电压为6V保持不变，电阻R=5Ω，变阻器R′的最大阻值是10Ω.求：（1）电流表示数的变化范围；（2）电压表示数的变化范围.

解析 （1）当滑片P在a端时，变阻器接入电路的有效电阻最小为0（可认为是一根导线接入电路），此时电路中的总电阻最小为R小=R=5Ω，总电流最大为I大=■

=■=1.2A.

电压表与电阻R并联的示数最大为U大

=I大R=1.2A×5Ω=6V.

（2）当滑片P在b端时，变阻器接入电路的有效电阻最大为10Ω，此时电路中的总电阻最大为R大=R+R大=5Ω+10Ω=15Ω；总电流最小为I小=■=■=0.4A.

电压表与电阻R并联的示数最小为U小

=I小R=0.4A×5Ω=2V.

所以，电流表示数的变化范围是0.4A

～1.2A，电压表示数的变化范围是2V～6V.

小结 这类问题的通常解法是：先分别求出滑片P在某两端时，电路中的电流和电压；再确定在滑片P滑动过程中电流表和电压表变化范围.

四、在实验设计使用中的问题

例5 用伏安法侧未知电阻（约6Ω左右）的阻值，实验桌上备有以下规格的器材：电流表一个（量程0～0.6A或0～3A）、电压表一个（量程0～3V或0～15V）、干电池三节（串联）、滑动变阻器（阻值为0～12Ω）、开关、导线、被测电阻.

1.画出实验电路图，并在图上标出电流表、电压表的“+”“-”接线柱.

2.该电路中，电流可变化的范围是

.

3.若实验中要求电表指针不超过量程，又要使几次测量数据都偏过电表刻度的中线，电流表应选的量程是 ，电压表应选的量程是 ，为防止损坏电表，变阻器连入电路的阻值不得小于 Ω.

解析 第一问和第二问同学们都能做对，电路图如图5，电流可变化的范围是0.25A～0.75A.

第三问很容易出错，许多同学认为电流表量程应选0～3A，电压表量程应选0

～15V.其原因是电流最大为0.75A，已超过0.6A，电压最大值是4.5V，已超过3V，故电流表和电压表都应选最大的量程.

电流表和电压表的量程应根据题目要求来考虑，题目中要求“测量数据都偏过电表刻度的中线”，即：电流表指针指在0.3A或1.5A的右边（前者接0～0.6A量程，后者接0～3A量程），电压表指针指在3V或7.5V的右边（前者接0～3V量程，后者接0

～15V量程）.从电路中的电流最大值（0.75A）和电源电压来看，电表都不能接最大量程，如果接最大量程，都不能满足“测量数据都偏过电表刻度的中线”这个条件.

那么接较小量程是否会损坏电表呢？不会，因为有滑动变阻器可以保证不超过量程.

电阻Rx上最多只能分压3V，则滑动变阻器R上应分压1.5V，电路中的电流Ix

=■=■=0.5A，R=■=■=3Ω.

电阻器篇3

【关键词】电阻电容器；故障分析；故障处理；预防措施

电阻电容器在电力系统中有着十分重要的作用，它是一种补偿装置，主要是向电力系统中提供一定的无功功率，从而有效的提高电力系统的运行功率。目前，由于电阻电容器不仅可以减少输电线路的电源输送量，起到减少能耗提高效益的作用，还能有效的改善电能的质量，从而满足人们的生活生产需求、但是，在长期使用的过程当中，因为各方面因素的影响，使得电阻电容器频繁的发生故障，这严重的影响了电力系统的正常运行，所以就需要电力检修人员对其进行检修，从而有效的保障电阻电容器的正常运行，避免了事故的发生。

1.电阻电容器的概述

目前，随着社会的不断发展，人们对电能质量的要求也在逐渐的提高，传统的电能质量的处理方法，已经不能满足人们生活和生产的需求，因此，为了有效的提高电能的质量，减少电力系统在运行过程中没必要的损耗，我们就采用电阻电容器来对电力系统进行无功补偿，从而减少电能的损耗。

1.1电阻电容器的概念

所谓的电阻电容器主要是一种电能无功补偿装置，在电力系统正常运行时，有时会出现电能不足的情况，这对电能的质量有着一定的影响，因此为了保障电力系统的正常供电，人们就通过电子电容器对其进行无功补偿，从而有效的提高电能输送的质量，减少在电能运输过程当中，出现的电能损失。

1.2电阻电容器的作用

电阻电容器在电力系统中应用得十分的广泛，而且随着科学技术的不断发展，电阻电容器的种类和功能也在逐渐的增多。我们按电阻电容器的连接方式的不同将其分为串联电容器和并联电容器，这两种不同类型的电阻电容器都可以有效的改善电能输送的质量，提高输电线路的输电能力，但是，它们在不同的环境下所体现出来的作用就有很大的不同，因此在对其进行选择是一定要按照要求对其进行选取。

2.常见故障现象的分析及处理

目前，电阻电容器在实际应用的过程中，由于电阻电容在长期使用，使得电阻电容内部的故障频繁发生，其中常见的几种故障现象有：熔丝熔断现象、鼓肚现象、爆炸现象以及渗漏有现象等。这些故障发生阻碍对电力系统的正常运行，给人们的生活带来了严重的影响，给人们带来一定的经济损失，因此为了有效的解决这些问题，促进经济的发展，我们就对常见的故障现象进行简要的介绍。

2.1熔丝熔断

对熔丝熔断的电阻电容器应进行外观检查，确定是否存在鼓肚、过热、开裂以及熔丝元件熔断状况。外观无明显故障特征一般应进行试验，测量电阻电容器容量及遥测对地绝缘电阻。但目前各地亦曾发生由于熔丝质量不好或热容量不够以及接触不良而发生熔丝熔断的情况，更换熔丝后即正常了。

2.2鼓肚现象

在电阻电容器运行的过程中，鼓肚现象是当前电阻电容器主要的故障现象，它在所用的电容器故障中占有很大的比重。在正常运行的过程中，油箱中的温度会随着运行时间的增加而不断的升高，当温度到达一定程度以后，电容器中边缘油就会产生大量的气体，从而导致箱壁出现鼓肚的现象。鼓肚现象的出现，对电阻电容器的影响很大，而且当发生这种情况以后，我们电容器就不法进行修复，只能进行更换。因此我们在对电阻电容器选择的时候，一定要对其质量进行严格的要求，只有这样才能减少鼓肚现象的发生。

2.3爆炸现象

产生爆炸的根本原因是极间游离放电造成的电容器极间击穿短路。我们认为电容器只要配装适当的保护熔丝，其安秒特性就小于油箱的爆裂特性。当电容器发生短路击穿时，熔丝将首先切断电源，避免爆炸产生，并且可以防止着火和将邻近电容器炸坏。星形接线的电容器组，由于故障电流受到限制也很少发生爆炸现象。因此可以肯定，单台保护熔丝是很重要的装置，其安秒特性配置适当就完全可以防止油箱爆裂，所以采用星形接线也是很重要的防爆措施。

2.4渗漏油现象

实际中渗漏部位主要在油箱焊缝和套管处，说明是焊接工艺不良，厂家对密封实验没有严格要求，不是逐台试漏。实际中套管渗油的部位主要是根部法兰、帽盖和螺栓等焊口，渗漏的原因有加工工艺问题，还有结构设计和人为的原因。针对以上原因分别对厂家和运行检修人员采取措施，加强管理，渗漏问题可以得到解决。轻微渗漏可以用锡和环氧树脂补焊。

3.电阻电容器故障的预防措施

由此可见，电足电容的故障问题，严重影响到了人们的正常生活和生产，因此采用一定的预防措施是很有必要的，这不但可以对电阻电容起到一定的保护作用，还有效的提高了人们生活生产的用电质量，为社会经济的快速发展提供了良好的条件。下面我们就具体的介绍一下电阻电容器故障的预防措施。

3.1合理选择电容器的接线方式

电容器组的接线方式大体可分为单星形接线、双星形接线和角形接线等几种。电容器组应尽可能地采用中性点不接地的双星形接线，并采用双星形零流平衡保护。接线方式选择得正确简单，保护配置得合理可靠，可使电容器的故障大大减小。

3.2保证合适的运行温度

在电容器运行过程中，应随时监视和控制其环境温度，加强通风，改善电容器的散热条件。电容器安装运行的环境温度范围为-50～+55℃。在特殊情况下，如果环境温度不能满足要求，可以用人工方法来降低空气温度或根据负荷情况短时退出电容器。

3.3控制谐波

电容器投入时的电流过大，会导致电网的谐波超标引起过电流，故规定电容器的工作电流不得超过额定电流的1.3倍。目前，最有效的办法是在电容器的回路中装设适当参数的串联电抗器或阻尼式限流器来限制电网谐波。必要时，可在电容器上串联适当的感性电抗来限制谐波电流。

3.4选取合适的熔断器

单台保护熔断器开断性能不好，是电容器爆炸的原因之一。单台电容器保护使用的熔断器属喷射式熔断器，主要靠熔断电流自身的能量产生气体熄灭电弧并开断故障电流，在电容器装置中常作为内部故障的主保护。熔断器如果能成功开断故障电容器，油箱是不会爆炸的。开断性能不良的熔断器往往是因在运行中灭弧管受潮发胀将管堵塞，此外还有安装方法不当或弹簧不到位，熔丝熔断后尾线不能迅速弹出等原因影响电弧开断。

总之，电阻电容器是电网无功补偿重要元件，合理地控制运行电压、电流和温度环境等要素，正确处理电阻电容器绝缘不良等故障可保障，电容器长期有效运行。在运行中必须定期巡视电容器，发现电容器漏油、渗油、熔丝熔断等现象时，应立即停用。

4.结束语

由此可见，电阻电容器在电力系统中，有着十分重要的作用，它不但提高了供电的质量，还有效的控制了电源电能的输送量，从而起到节能的作用。但是，由于在长期使用的时候，经常会出现一些故障，这对人们的生活和生产有着严重的影响。因此，我们在使用的时候要加强对其的管理控制，以便于提高电能的质量和输送效率，进而促进我国社会经济的发展。

【参考文献】

电阻器篇4

关键词：电袋复合除尘器；运行阻力；阻力措施；运行维护；除尘技术 文献标识码：A

中图分类号：X701 文章编号：1009-2374（2017）11-0149-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.076

1 概述

近年来，全国大规模爆发了“雾霾”天气，大气环保的形势十分严峻，大气污染治理已经成为全社会共同关注的重大问题。燃煤电厂是我国大气污染物的排放大户，因此国家加大了对燃煤电厂的环保治理力度。2015年底，环保部、发改委、国家能源局联合下发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知，对燃煤电厂的污染物排放提出了更高要求的同时还需确保设备的节能运行。因此，政策的实施倒逼了环保技术的进步，作为我国主流干式除尘技术的电除尘、电袋复合除尘、袋式除尘面临技术升级及节能改造。其中，本体阻力是决定除尘器性能和运行经济性的重要指标，如何降低除尘器本体阻力是其技术升级及节能改造的关键之一。

2 除尘技术及其运行阻力的主要影响因素

目前，在燃煤电厂典型的烟尘超低排放技术路线中，干式除尘器方案主要有电除尘、电袋复合除尘和布袋除尘，其中电除尘器的运行阻力主要由除尘器结构、清灰决定的。袋式除尘器的运行阻力不仅与除尘器结构、清灰有关，还与滤袋材质、过滤风速有关。电袋复合除尘器是将电除尘的荷电收尘及袋除尘的过滤拦截机理有机结合的一种除尘器，其运行阻力还与电场区与袋场区的耦合配比有关。

除尘器的性能指标主要包括技术指标和经济指标两大类，其中技术指标主要包括处理烟气量、除尘效率、运行阻力等。电除尘器的本体阻力为150～300Pa，袋式除尘器的运行阻力一般控制在800～1500Pa，电袋复合除尘器的运行阻力一般稳定在500～800Pa。对于袋式除尘器和电袋复合除尘器来说，除尘系统压力损失所带来的引风机电耗占系统能耗的比例较大。除尘器运行阻力增加会引起引风机能耗的增加，加大整个系统的电耗，降低设备的经济效益。另外，阻力上升必须调整清灰频率，既增加了压缩空气的消耗量，冲刷滤袋，缩短滤袋寿命，同时也降低了除尘效率。

除尘器运行阻力也称为压力降（ΔP），是指含尘气体通过除尘器的阻力，是除尘器进、出口断面处气流的全压绝对值之差，阻力大小与除尘器设计选型、安装和后期的维护管理都有很大的关系。电袋复合除尘器的运行阻力主要由四部分组成，即设备结构阻力（ΔP1）、清洁滤料的阻力（ΔP2）、滤料上粉尘层的阻力（ΔP3）、滤袋表面残留粉尘阻力（ΔP4）。

ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4

设备结构阻力（ΔP1）是指烟气通过除尘器内部时，除尘器本身对气体产生的阻力，主要是气流在发生扩散、收缩及流场变化而产生的压力降。

清洁滤料的阻力（ΔP2）是指未过滤粉尘时滤料的阻力，约50～150Pa，是由滤料本身的特性来决定的。滤袋的阻力大小通常是用透气性来表示的，常规电袋复合除尘器用滤袋要求选择初始透气量为≥100L/dm2min的较为合适。

滤料上粉尘层的阻力（ΔP3）会随着滤袋表面粉尘厚度的增厚而加大，约为清洁滤料的阻力（ΔP2）阻力的5～10倍，是电袋复合除尘器阻力的主要来源。

滤袋表面残留粉尘阻力（ΔP4）是指在设备使用一段时间后，少量微细尘粒渗入纤维层内部，形成“深度过滤”，也可对后续的含尘气体起主要过滤作用。但随着时间的延长，粉尘残留阻力会逐渐增大，最终可能导致滤袋堵塞、阻力升高。

3 电袋复合除尘器阻力升高的影响因素及其应对措施

电袋复合除尘器有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，充分发挥了电除尘和布袋除尘的各自优势以及两者有机结合的优点，可长期在低排放、低阻力的情况下运行，但也有可能出现阻力异常升高的情况，主要可以从设计选型、安装、运行维护三方面分析。

3.1 设计选型的降阻措施

影响电袋复合除尘器阻力的设计选型包括过滤风速选择、除尘器风道结构、滤料的选择等。

3.1.1 过滤风速。由图1可看出，过滤风速越高，粉尘层阻力（ΔP3）越大。但过滤风速降低后，需要加大过滤面积及设备占地面积，增加投资成本。过滤风速的选择还与进入袋区粉尘性能、粒径大小和浓度有很大的关系。同时，过滤压降随着粉尘浓度的增大而增大（如D2）。考虑到电袋复合除尘器中前级电场已收集80%粉尘，且进入袋区粉尘已荷电，可选择比较大的过滤风速，一般可取1.0～1.4m/min，仍可保证电袋复合除尘器低阻稳定运行。

3.1.2 除尘器风道包括进、出口烟道的进、出风方式、气流进入滤袋区的比例、提升阀的结构等。通过实物模型（图3）与CFD数值模拟（图4）相结合的方式，采取调整进出口烟道的导流装置，合理分配进风流量，避免局部流量突变，导致阻力剧增。另外，大量的数值模拟、实物模型及工程实践证明：如果进入滤袋正面、侧部和底部为最佳比例，调整提升阀开孔直径和提升高度，均可保证良好的气流分布，所以优良的气体流场分布是保证电袋复合除尘器低阻稳定运行的条件之一。

3.1.3 滤料的选择。滤料的阻力大小通常是用透气性来表征的，常用的滤料纤维有PPS、PI和PTFE，其中PI纤网疏松多孔，透气性极好，但其容易发生水解，且抗酸、碱性及抗氧化能力一般，纯PI不适用于我国燃煤锅炉复杂多变的煤种。所以国内电袋复合除尘器常用滤料为混纺滤料，在保证其透气性的前提下，进一步提高滤料的过滤性能。在滤料的选型中，还可能选择过滤性更高的覆膜滤料，但应注意滤膜的质量和覆膜工艺的选择。如选择不当，极易出现脱膜的现象，致使灰尘堆积，阻力加大，最终导致滤袋失效。

3.2 安装过程中的降阻措施

影响电袋复合除尘器阻力最大的是花板和清灰系统的安装。对于行喷吹清灰系统来说，必须保证喷吹孔与花板孔的同轴度，且同一根喷吹管所对应的花板孔应安装于同一直线上；对于旋转喷吹清灰系统，如图5所示，由于其滤袋结构是按同心圆布置，在花板安装时对滤袋孔同心度要求非常高，喷吹时采用模糊清灰方式决定了导风管垂直度和旋转喷吹管的平面度要求。安装不规范问题将会导致清灰不彻底，致使除尘器的运行阻力不断上升。

3.3 运行维护的降阻措施

3.3.1 在除尘器投运之前进行预涂灰，使滤袋表面附着一层灰尘，避免在锅炉投运初期或低负荷时运行时的助燃油直接粘附到滤袋表面，阻塞滤袋。

3.3.2 在运行过程中，尤其要注意高温对滤袋透气性的影响，可设置高温报警，临时开启旁路或进行紧急喷水降温，严重时可采取停机处理。

3.3.3 结合现场实际情况，设置合理的清灰周期和清灰制度，对于反复清灰仍阻力高的情况可采取离线清灰模式，同时还要保证清灰气源的含油等级和湿度；定时检修电场区收尘情况，严格控制进入袋区的粉尘浓度，降低袋场区处理粉尘浓度。

3.3.4 时刻监控除尘器上游设备，控制脱硝设备的氨逃逸总量；在锅炉设备爆管时，立即采取紧急停机处理，避免一切有可能造成除尘器低温运行、结露致使糊袋。一旦发生糊袋，清灰系统就会失效，阻力急剧

上升。

4 结语

电袋复合除尘器作橐恢指咝У某尘设备，已成功运用于火电、水泥等行业，阻力长期稳定于800Pa左右，但仍有个别超标情况。为进一步降低电袋复合除尘器的运行阻力，从设计源头抓起，严格控制安装质量，遵循运行维护手册规章，保证除尘器稳定低阻力、低排放运行。

参考文献

[1] 黄炜，龙正伟，林宏，郑晓盼.电袋复合除尘器内部提升阀参数对流量分配的影响[J].科技创新导报，2013，（22）.

[2] 吴江华.电袋复合除尘器运行阻力升高原因分析及对策[J].龙岩学院学报，2016，34（26）.

电阻器篇5

[关键词]瓷柱式；合闸电阻；热容量

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0039-01

1.引言

363kV及以上电压等级的电网，在合空载长线时，尤其是在电源电压幅值与线路残压反相时合闸，由于系统参数突变，电网L-C上电磁能量的振荡而引起较大的过电压。为了限制这种合闸过电压，利用合闸电阻将电网中的部分电能吸收转化成热能，已达到削弱电磁振荡，限制过电压的目的[1]。

本文对550kV瓷柱式断路器的合闸电阻单元进行研究分析。

2.550kV瓷柱式合闸电阻结构

550kV瓷柱式合闸电阻单元由瓷柱、电阻片、触头等主要元件组成，见图1所示。

550kV瓷柱式断路器每相合闸电阻的阻值选为400Ω。每相断路器由两组合闸电阻串联而成，每组电阻由40片电阻片串联而成，即每相断路器由80片电阻片串联而成。

3.合闸电阻参数

（1）电阻单元参数：

额定电压：550kV；

总电阻值：400Ω；

在连续的合闸操作中不考虑散热问题。

（2）单个电阻片额定参数：

电阻值：5 Ω；

比热容：≥2J/（cm3*K）；

短时安全工作体积热容量（在SF6介质中）：≥600J/cm3

外形尺寸：Φ12.7xΦ3.3x2.5t cm；

工频耐受电压：9.5kV

4.合闸电阻投入时间

由于线路本身阻抗的阻尼作用，合闸过电压的持续时间为2.5～6.5ms，并在合闸后20～60ms全部衰减。造成这种时间分散性的主要原因是各种断路器三相合闸不同期值有差异。当首先合闸相的电阻接通后，该相电阻的接通时间应持续到最后一相合闸后暂态振荡波反射回断路器。因此电阻投入最小时间应等于断路器三相合闸不同期加上两倍线路暂态时间。从限制过电压的角度考虑，电阻接入时间没有上限，但受到电阻元件热容量的限制，取8～12ms。

5.合闸电阻热容量的计算

取一相断路器进行计算，单位体积电阻产生的热容量为：

由以上计算可知，单位体积电阻在两次提前主断口的关合时间内通过的能量为1024.1 J/cm3，小于电阻片的允许通流能力1200 J/cm3。

6.电阻片耐压值的计算

与主断口并联的合闸电阻，在断路器合闸位置时不承受电压，只是在断路器刚合闸时，电阻片刚投入8～12ms内承受电网电压，最严重（反相合闸）时每片电阻片承受的工频电压为：

7.结论

550kV瓷柱式断路器选取的电阻片，在通流能力和耐压水平等方面均满足断路器的需要，合闸电阻单元设计合理，产品性能安全可靠。

参考文献

[1] 黎斌.SF6高压电器设计[M].北京：机械工业出版社，2003

电阻器篇6

关键词：变压器 直流电阻 经济运行

1、变压器直流电阻测量方法

1.1.降压法

这是一种测量直流电阻的最简单的方法。在被测试电阻通以直流电流，用合适量程的毫伏表或伏特表测量电阻上的降压，然后根据欧姆定律计算出电阻，即为降压法。

为了减小接线所造成的测量误差，测量小电阻（1Ω以下）时，降压法所用的直流电源，可采用蓄电池，精度较高的整流电源、恒电流等。由于变压器绕组电感较大，在测量时必须注意电源电流值，待电源电流稳定后，方可接入电压表进行读数；而在断开电源前，一定要先断开电压表，以免反电动势损坏电压表。

降压法虽然比较简单，但准确度不高，灵敏度偏低，厂家与运行部门多采用电桥法测量绕组直流电阻。

1.2.电桥法

用电桥法测量时，常采用单臂电桥法和双臂电桥法等专门测量直流电阻的仪器进行测量。测量220kV及以上的变压器绕组电阻时，在切断电源前，不但要断开检流计开关，而且要将被试品接入电桥的测量电压线也断开，防止由于断开源瞬间的反电动势将桥臂电阻的绝缘击穿和桥臂电阻对地等部位击穿。

1.3、新的测量方法

由于变压器容量增大，特别是五柱铁芯和低压绕组为三角形联结的大型变压器，测试绕组直流电阻的电流达到稳定的时间达数小时甚至10多小时，不仅时间长，而且还不能保证测量准确。经过多年的深入研究，这个问题有了突破性进展。

成功测量变压器绕组直流电阻最为关键的问题在于如何自感效应降到最小程度，其方法介绍如下。

（1）.助磁法

该方法是强迫铁芯磁通迅速饱和，从而降低自感效应，减少测量时间。

（A）用大容量直流电源，增加测量电流的值。

（B）将高压、低压绕组串联起来通上电流，采用同相位和同极性的高压绕组助磁。由于高压绕组匝数远比低压绕组多，用较小的电流值使铁芯饱和。

（C）采用恒压恒流源法的直阻测量仪法。它利用电子电路实现自动调节，在极短时间内把稳压源平稳地入稳流源，而且输出电流最大达40A，适用于各类变压器测量。

（2）.消磁法

与和上面讲述的助磁法相反，消磁法力求通过铁芯的磁通为零。使用的方法有以下两种：

（A）零序阻抗法。该方法仅适用于三柱铁芯YN联接的变压器。

（B）磁通势抵消法。试验时除被绕组加电流外，非被测绕组中也通电流，使两者产生的磁通势大小相等而方向相反，达到相互抵消，使铁芯中磁通趋近与零，绕组中的电感量降到最小值达到缩短测试时间和目的。

2、变压器直流电阻试验结果的分析

2.1、《规程》规定

（1）1.6MVA以上的变压器，各相绕组直流电阻互相间的差别（又称相间差）不应大于三相平均值的2%；无中性点引出的绕组直流线电阻相互间的差别（又称线间差）不应大于三相的平均值的1%。

（2）1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%；线间差别一般不大于三相平均值的2%。

（3）测得值与以前（出厂或交接时）相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。

按《规程》规定ΔRx应不大于1%，该变压器线间电阻差ΔRx=1.57%>1%，为不合格。

有载调变压器应在所有分接头上测量直流电阻；无载调变压器大修后应在各侧绕组的所有分接头位置上测量直流电阻，运行中更换分接头位置后，只在使用分接头位置上测量直流电阻。

2.2、三相电阻不平衡的分析

三相电阻不平衡或实测值与设计值（出厂或试验值）相差太多，一般有以下几种原因：

1.变压器套管中导电杆和内部引线接触不良。现场发现多起变压器大修后套管中导电杆和内部引线接触螺栓紧固不紧，造成接头发热现象。

2.分接开关接触不良由于分接开关内部不清洁、电镀脱落、弹簧压力不够等造成个别分接头的电阻偏大。三相电阻不平衡。

3.大容量变压器的低压绕组采用双螺旋或四螺旋式，由于螺旋间导线互移，引起每组间的电阻不平衡。

4.焊接不良。由于引线和绕组焊接质量不良造成接触电阻偏大，或多股并@绕组的一股或几股没有焊接上，造成电阻偏大。

5.电阻相间差在出厂时就已超过规定。

6.试验方法错误。

（1）造成电阻不平衡的错误测量接线和试验方法一般有：

①充电时间不够，电流未稳定时即读取数量值。

②测量接线与变压器接头位置不对，即测量时电压引线在电流的外侧或与电流引线同一位置，至使接触电阻也包括在测量值之内。

③测量某一绕组时，未将其他绕组与接地体断开，造成充电不稳。

（2）造成绝对值偏大的常见错误接线是用YZC-X直流电阻测试仪测量电阻时，仅用两根引线，即C1、P1、C2、P2引线未分开，如图1-1（a）所示。这种接线将引线电阻测量在内，不符合YZC-X直流电阻测试仪测量原理，造成三相电阻值均较出厂值偏大，而且有三相电阻不平衡率反而合格。

3、结论

（1）测量一般应在油温稳定后进行。只有油温稳定后，油温才能等同绕组温度，测量结果才不会因温度差异而引起温度换算误差。

（2）对于调压变压器应确保档位切换到位后，才可测量直阻。所有档位直阻测量好后应在额定档位重新测量直阻，所得数据与之前测试数据相比应无明显差别。

（3）应注意在测量后对被测绕组充分放电。

参考文献：

[1]甄旭锋. 电力变压器直流电阻快速测量的研究[D].华北电力大学（河北），2007.

[2]刘凯. 新型电力变压器绕组直流电阻速测仪的研制[D].武汉大学，2004.

[3]刘俊珍. 变压器线圈直流电阻测量及其结果分析[J]. 内蒙古科技与经济，2008，14：216-217+219.

电阻器篇7

【关键词】高压电器；电阻片；装配工艺

一、引言

陶瓷电阻片无电感，电阻体导电，耐高压，可在空气、油、SF6气体中工作；功率大，热容大，能够承受短时间的过载和高峰值的电流，可用较小体积消耗较大的能量，被广泛应用在高压断路器及GIS产品中。为确保其性能有效发挥，根据实际的装配情况，总结提出了电阻片的装配工艺。

二、电阻片验收和贮存

1、外检验收注意事项

电阻片购买后，对单片电阻片的外观质量、平行度、阻值进行抽检,同一箱内的电阻片按要求装配成一串后使用专用平台再次抽检单片及整串电阻单元的平行度和阻值。

在外检检查装配和产品装配时，需要把同一箱内的电阻片装配成一串，按照电阻片上出厂时候的标记顺序依次装配，且出厂标记在同一直线上，装配时保证图样要求的平行度及同轴度。电阻片不得有任何损伤、凹凸等缺陷,并应保持高度清洁，不允许有任何污垢或杂物。

装配后，按要求测量每串电阻阻值，超过允许阻值和平行度时，需要更换调整电阻片，并按照要求进行通电试验。在进行电阻值检查时，使用电桥测量，测量时需要保证电阻片的压紧力。

在电阻总装后，按照要求，测量单极总装阻值。

2、库房贮存保管

电阻片在库房贮存时要存放在密闭的容器内或塑料袋内密封保存，且内置硅胶干燥剂，直到电阻片准备组装时再打开。存放和转运过程中，要包装完好，防止受潮，小心轻放，严禁跌落磕碰。一般要求电阻片贮存期限不超过2年，先进先出使用。

3、电阻片的干燥

不使用电阻片时，不要将电阻片从包装箱内取出。装配前将电阻片从密封塑料袋中取出放入烘干间进行烘干。装配后如果电阻值超标，应以每箱电阻片为一个单元，用干燥炉干燥,干燥后每个单元封装于一个密闭的容器内，或者存放在一定温度的烘干间待用。另外，电阻片在干燥炉内不能累积重叠,相互磕碰，以便其均匀的除去水分；干燥时在干燥炉底板上垫硬质纸板，然后轻轻的把电阻片均匀摆放整齐，避免接触干燥炉底板和内壁,并保持电阻片与干燥炉内壁有一定的距离，防止磕碰，灼伤，变色。

4、电阻的装配、测量

1、在装配车间的存放基本要求。从干燥炉取出直到准备组装，电阻片都应存放在密闭的容器中，内置硅胶干燥剂，或存放在烘干间。在洁净度8级，相当于原标准10万级车间装配后，应迅速装配到产品气室内封盖。如果在中途出现装配中断，全体电阻片要与干燥剂一起保管在密闭的容器或塑料袋内密封存放，或者暂时存放在烘干间。已经装成串的电阻片，装配中断后无法放在密闭容器中，所以要尽量避免装配成串后中断作业，否则长时间暴露在空气中会造成装配后电阻值超差。

2、装配湿度要求。电阻片应在湿度60%以下的防尘室内装配，如果超过要求，可以用空调进行调整。

3、装配前电阻片的清理。装配前要将电阻片上的污痕用橡皮轻轻擦拭干净，并用吸尘器仔细将电阻片上的灰尘吸干净，防止异物残留。

4、对装配平台的要求。装配应在塑料垫板或装配平台上进行，并在塑料垫板或装配平台上垫一层不掉纤维的布，注意不要将电阻片放在地板上，保持它与地面有一定的距离。

5、电阻装配中绝缘杆的处理要求。认真清理绝缘杆螺纹处的毛刺，并用酒精将绝缘杆擦拭干净，不得用手直接触摸绝缘件的表面，装配时戴不掉纤维的白手套或医用手套，并且注意保持绝缘杆的清洁，不得有污物。

6、接触电阻片时的要求。电阻片装配时要戴不掉纤维的白手套或医用橡胶手套，不允许用手直接接触电阻片。

7、电阻片装配到绝缘杆上。电阻片要装配在绝缘杆上，两端用垫片调整长度，压块压紧固定，外部用聚四氟乙烯套进行保护。做好前期准备工作后，要将电阻片按标记顺序托起依次平稳地装配到绝缘杆上，此时防止电阻片内孔与绝缘杆相互刮蹭，且标记要在同一直线上，每片电阻片装配时应缓缓接触电阻面，避免碰伤绝缘杆和电阻面。

8、操作试验前后重点检查电阻片外观。装配阶段应检查电阻片端部有无缺口和裂痕，操作试验后重点检查第一片有无断裂。

9、垫片不能露出电阻片。电阻片装配到绝缘杆上，两端配以零部件固定时，允许用垫片调节长度，根据实际尺寸调整垫片数量，但垫片必须与电阻单元同轴，绝不允许垫片露在电阻片外边。

10、散热孔位置统一。将电阻外的聚四氟乙烯套依次装配到电阻片上时，要注意外套上散热孔的位置应在同一直线上，比如电阻片水平，要求散热孔统一朝上。

11、防静电塑料布缠牢。将装配好的电阻片用一层干净的防静电塑料布缠牢，在断路器气室封装盖板准备充六氟化硫气体之前，要把防静电膜拆除，避免将工序间防护物品带进产品中做电性能试验。

12、调整压块保证图样要求的间隙。调整压块保证间隙尺寸，同时压紧力要满足一定的要求，调节所有压块在同一平面上，并用深度尺测量。

13、保证屏蔽罩平行。最后将屏蔽罩装配到电阻装配上，通过调节压块与屏蔽罩之间垫片的个数保证屏蔽罩平行度。

14、装配完毕后清理。装配完成后再次用吸尘器将整个电阻装配进行吸尘处理。

15、测量电阻。装配后确认电阻值并做好测量，每单元电阻值测量后，确认阻值并记录、保存。

16、短暂存放方法。电阻装配过程中，若不得已需要短时放置时，最好放在密闭的容器内，也可以与适量干燥剂一起贮存在密闭的厚聚乙烯塑料袋内，或者敞开存放在烘干间待用，如图。

三、其他注意事项

1、因为电阻片是易碎物品，在检查、装配、运输时要充分注意，不能跌落及相互磕碰，不能直接放置在地面上，以免受潮影响电阻值。特别注意不能用有湿手、脏手直接触摸本电阻的侧面（涂层部分）。

2、单独长期保管电阻时应将干燥剂和电阻共同存放在聚乙烯薄膜内或密闭的容器内，同时要保证存放场所具有良好的通风性能；此外，使用这些电阻时在确认上述保管措施完整后，还要按照电阻片验收和贮存中的电阻片干燥规则干燥后使用。

3、使用制造2年以上的电阻时，除了要按注意事项中的第3条要求执行外，还要保证满足下图的升温干燥方式。

电阻器篇8

关键词：高阻抗变压器；串联电抗器；接线方式

在当今应用比较广泛的高阻抗变压器中，实现高阻抗的方式主要分为三类，即拆分、高压绕组和串联电抗器。前两类方法主要是通过改变绕组的排列来实现高阻抗的目的，这两项技术已经比较成熟。至于串联电抗器，目前采用的比较多的是空心电抗器。这是由于铁心电抗器工作时震动与噪音比较严重，短路还会导致电抗值不稳定。

一、电抗器的结构设计

在实际安装中，电抗器通常安放在变压器的C相侧。面对以三角形接线为为主的变压器低压绕组，为有效简化布线过程，电抗器一般通过串联方式连接在低压三角洼内部。低压绕组的下端与反应器下部的头连接；电抗器上部的上引线与低压绕组上部的上部连接。反应器安装在这样的位置，使得它们可以与主体集成或者单独地放置在下节油箱上。当变压器本体和反应器尺寸可以方便地进入干燥炉时，可以考虑采用一体化结构，使接线更加方便。当干燥炉的尺寸不能同时放入变压器本体和电抗器时，电抗器可固定于下节油箱处。具体使用什么结构需要根据实际情况灵活选择。同时，电抗器夹紧架和绕组端的磁屏蔽等都必须保证接地和有效的加固，以避免局部放电等现象。当变压器低压引线连接到电抗器时，它会使引线的长度大幅增加。此时如果低压引线和地线或其他低压引线发生短路，电抗器不能起到限制短路电流的作用，因此在设计的结构中要防止低压引线可能的短路。

二、关于空心电抗器数值计算

高阻抗变压器的应用，主要是为满足供电部门对于电抗值的需求。而在串联电抗器的应用中，空心电抗器无疑占有重要地位。为计算空心电抗器的电抗值，国内外的专家总结了几种方法，如平均电密法、查曲线表法、磁场能量法等。以磁场能量法为例，用该方法计算空心电抗器的电抗值可以采用多种不同的方案，根据实际工作中变压器的具体参数灵活设计不同的电抗器。

方案一，设定空心电抗器的内外半径分别是：31.5和37.7厘米，线圈匝数180，电抗高度178厘米，额定电流1040安培，在满足上述设定的前提下以轴对称场建模，通过计算可以得出磁场储能为：3800焦耳。经过最后计算可以得出该方案的电抗值为：2.24，阻抗电压为12.10%。

方案二，设定空心电抗器的内外半径分别是：46.5和52.7厘米，线圈匝数90，电抗高度83厘米，额定电流1040安培，在满足上述设定的前提下以轴对称场建模，计算磁场储能为3850焦耳。经过最后计算可得电抗值为：2.24，阻抗电压为12.10%。在实际工作中，由于主变压器的实际参数可能不同，所以电抗器的设计也可以灵活采用不同的方案，文中作者列出上述两种方案只是为了进行直观的分析与比较。

三、单联电抗器变压器实验参数

在变压器中应用串联电抗器，就不可避免的产生了一定的电抗值。这就使得之前的实验数据不再精确。在高压入波进入试验之后，由于中压绕组的接地处理，可以有效排除低压冲击过电压的风险，作者使用相关的分析软件，对中压入波、低压首端入波，低压尾端入波三种情况下进行了精确的连接点计算，在变压器的低压绕组尾部串联空心电抗器之后，进行中压入波时，低压绕组末端与电抗器的连接处冲击电位明显升高，其数值高过低压绕组的冲击电压水平很多，这种情况下如果不能对连接点进行有效的加强，就很容易导致绝缘系统出现故障甚至事故。另外，在进行低压首端入波的时候，这些地方的绝缘水平又会变高。在把第二套方案中设计的电抗器参数代入进行计算之后，得出的结果又会相近，即此处的电位分布仅与串联的电抗值有关。

四、改进连接方式下的冲击分布

改进串联电抗器的连接方式，就是为有效改善运行中出现的绝缘超差等问题。为了保证变压器的安全稳定运行，开发一种对接线方式进行有效改进的方法是十分必要的。具体来说就是将电抗器串联在低压绕组的首端，具体连接示意图如图2所示。

经过改进之后的冲击电位分布依然根据之前的中压入波、低压首端入波和低压尾端入波进行低压绕组与电抗器连接点的计算，在变压器的低压绕组首端串联空心电抗器之后，在进行中压入波时，连接处的冲击电位最大可以达到55%，而在低压尾端入波的时候，则可以达到相同的绝缘水平，此时，连接处所承受的最大电位比尾部串联减少了很多，大大提高了变压器的稳定性与安全性。

五、总结

综上所述，安装高阻抗变压器能够有效地增强变压器对于短路的承受能力，而改变旧有的高阻抗变压器串联电抗器的接线方式对于实现这一目标无疑十分重要。对于接线方式进行改良，可以大大提高变压器的绝缘水平，降低漏磁或局部过热造成对于变压器的危害，此外还可以提高电力企业的经济效益。

参考文献

电阻器篇9

关键词：变压器；直流电阻；试验；特点

中图分类号：TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、概述

在电力系统中间，变压器是常见的也是最主要的设备之一，而电力变压器直流电阻的测试是变压器在生产后以及交易前的一项重要的方面，必须保证电压器的绝对安全性和可靠性。所以变压器能否安全运行需要变压器测试的安全性做保障。只有经过这个测试，我们才可以检查变压器各个部分有没有达标，比如可以检查分接开关接触是否良好；绕组焊接是否完好；绕组或引出线是否完整等。

所以变压器绕组直流电阻测量是看似简单却也是在时间上在准确度上要求十分高的项目，它是为了确保变压器的生产质量和在使用过程中的安全保障以及检修质量的一个重要手段。

二、测量方法的基本原理

（二）动态测量法。动态测量法的电路可以同静态测量法一样，可见上图，不同的是在变压器稳定前我们就可以测量出比较确切的电阻数值，接着利用线圈在充电的过程中的数据通过一定的计算来测算其他参数。

三、关键技术问题

（一）测量精度。我们把研究的精确度目标定为测量误差

（二）测量速度。在测量时，电力变压器因为它的自身特点，使它固有的时间常数较大，所以等电流达到稳定的时间很长。所以我们必须采取特别的措施，来使测量速度受时间的影响变得更小。缩短稳定时间的方法主要有：恒流源加助磁的方法；适当增大电阻的电路突变法；高压充电，低压测量法；使用新型快速测试仪。

四、快速测量直流电阻的方法

在这里主要研究一下静态的助磁法和消磁法以及动态的二阶振荡法。

静态测量法

1.助磁法。助磁法是串联高、低压电阻，依靠巨大的电流差，让变压器的铁芯饱和，降低自感，也就是说运用变压器高低线圈工作时的电流差来缩短时间。

2.消磁法。消磁法与助磁法相反，消磁法在运用时将通过铁心的磁通设为零。这样能够使过渡中损耗降到最低，从而减少电感。常常是把双绕组的变压器的两端短接，这样可以使电感值几乎为0，从而快速测量。三绕组的变压器则常常反向加电流，并且用高中压或者低中压绕组的方法来减小电感。使用的方法有两种：一个是零序阻抗法，另一个是磁通势抵消法。

3.其他方法。增大回路电阻电路突变法；高压充电低压测量法；磁通泵法等。

五、各种测量方法的特点

静态测量法中，有三个方法是必须加入人为因素的，它们分别是突变法、磁通泵法和高压充电低压测量法。测量精度和快速性往往不能同时的满足，而高、低压绕组串联助磁法的出现有效的弥补上述不能同时满足的问题，测量链接非常的简单，也不需要电阻等仪器，绕组的电感量也就小了很多，这大大缩短充电时间，是较实用的方法。

动态测量法中，二阶振荡法对电容的要求较高，也需要我们严格控制电流极值点，若 而电感的数值又很大，所产生的电感压降 叠加于UR上。随机测量法的关键在于要在同一时刻记录下i、u和 的瞬时值，当然，测试仪器是否具有足够的记录速度和准确度以及抗干扰能力也是非常重要的。基于同一化原理的动态测试法不受时间或电流波动的限制，并随时得出测量结果，特别是对温升试验测热电阻更为简便。

六、结束语

变压器是常见的也是最主要的设备之一，而电力变压器直流电阻的测试是一项重要的方面，必须保证电压器的绝对安全性和可靠性。综合以上的研究，我们可以发现，这个测试方法简单但是在分析数据得出结论时必须要考虑全面，另外在试验过程中，有很多需要注意的地方以及关键的技术问题需要解决，如果遇到问题或者异常，我们不可以急于下定论，首先要冷静分析故障，其次可以检查一下设备，找出问题所在，最后要写下心得体会，以免以后再出错。当然，在试验时要学会合作，所以在平时，我们要学会熟练使用各类实验设备，要深刻理解实验原理，要学会积累知识和经验，在学习中进步，最后获得精彩的人生。

参考文献：

[1]陈先友，陈学民，张恒亮.浅析变压器直流电阻试验[J].变压器，2011（02）：32-35.

电阻器篇10

[关键词]合闸电阻；反向合闸；投入时间；电阻热容量；可靠性

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0239-01

0 引言

我国电力发展迅速，国家电网已经开始由超高压向特高压进行跨越。1000kV晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程已于2008年12月30日投入通电试运行，成为世界首个以额定电压长期运行的特高压工程。在“十二五”期间建成“三横三纵一环网”的特高压交流线路。GIS作为特高压电网建设中的关键设备之一，它的安全可靠将是建立坚强智能电网的重要保证。在消化总结示范工程的基础上，我公司开发了具有自主知识产权的1100kV GIS设备，合闸电阻作为GIS的主要部件之一，安全可靠在设计过程中一直被放在首位。

1 线路要求

363kV以上线路中，在关合空载长线时，尤其是发生电源电压幅值与线路残余电压反向合闸时，系统参数发生突变，电网L―C线路上电磁能量振荡而引起的较大过电压。为了抑制这种合闸过电压，较长的330kV线路使用氧化锌避雷器（MOA）来限制。较长的550kV线路中（300km以上）需用开关带合闸电阻，也有线路中点悬挂MOA来抑制过电压。750～1000kV线路上的断路器目前都要求带有合闸电阻来限制合闸操作过电压。

2 工作原理

合闸电阻的工作原理是，利用合闸电阻的提前投入将电网中的部分电能吸收转化为热能，以达到削弱电磁振荡，降低合闸过电压的目的。

3 主要技术参数

3.1 使用条件

海拔低于1000m；最高气温+45℃；最低气温-25℃；最大日温差30K；阳光辐射不大于1000W/m2；抗震水平：AG3地面水平加速度0.3g，地面垂直加速度0.15g，安全系数1.67。

3.2 技术参数

额定电压1100kV（50Hz）； 1min工频耐受电压：对地1100kV，断口1100+635kV；雷电冲击耐受电压：对地2400kV，断口2400+900kV；操作冲击耐受电压：对地1800kV，断口1675+900kV；额定操作循环：O-0.3s-CO-180s-CO；合闸电阻值500～600Ω；合闸电阻的提前投入时间8～12ms[1]。

3.3 电阻片的参数

电阻片做为合闸电阻中的重要部件，在设计过程中应首先确认电阻片的特性参数，尤其是电阻片的比热、短时安全工作体积热容量、短时工作的允许温度、电阻片发热后的散热系数对合闸电阻的设计有重要影响。合闸电阻在操作循环之后的电阻值变化，温升值及冷却时间都是由电阻片的特性参数决定的。选取特性优异性能可靠的电阻片是合闸电阻性能的保障。

英国摩根公司是世界知名的陶瓷电阻供应商，所生产的产品被各国高压开关制造厂和电力运行商所信赖。其电阻片特性参数如下[2]：

比热容≥2J/（cm3・℃）；电阻温度系数-0.05%～-0.1%/℃；热膨胀系数≤7x10-6/℃；短时安全工作体积热容量（SF6介质中）：500J/cm3（直径Φ151cm）；抗压强度≥16000N；散热时间常数，V-电阻片体积（cm3），S-电阻片侧面积（cm2）。

电阻片尺寸Φ151xΦ34x25.4

4 合闸电阻设计

合闸电阻的额定参数中电阻值R、电阻的投入时间t、两次合闸的时间间隔t和电阻投入时所承受的电压U。这是电阻设计前所必须明确的参数。

4.1 电阻热容量参数设计

（1）确定合闸电阻的额定参数：电阻值R与系统容量、线路长短有关。1000kV线路要求合闸电阻在500～600Ω，可取值为550Ω。电阻的投入时间t不应小于三相不同期加上2倍的线路暂态时间，从限制过电压的角度考虑，电阻的投入时间没有上限，但考虑到电阻热容量的限制，通常值为8～12ms。GB/Z24838-2009中规定电阻投入时间不小于11ms，电阻热容量最小应满足2倍额定相电压进行两次合闸，时间间隔30min。

一次反向合闸时电阻吸收的能量：

一次反向合闸后电阻片的温升：

V――电阻片的总体积（cm3）；c――电阻片的比热容 2.0（J/cm3*K）

第一次投入30min后电阻片温度下降值

第二次投入时电阻片的温升

≤电阻片最大温升值T

电阻片短时安全工作体积热容量（SF6介质中）：500J/cm3，每片电阻片允许最大温升T=500/2=250K

得；V=106530cm3；

最少需要电阻片数n=V/432=247片

4.2 电阻片耐电压能力核算

反向合闸时电阻应承受的工频电压值：

摩根公司电阻片，每片可以耐受的10ms工频电压值为：，ρ（Ω*in）为电阻率，也可以通过摩根公司电阻片耐压特性曲线[1]查出。

在校核电阻片的耐压能力时，应考虑到电压不均匀，长期运行中电阻片绝缘性能的老化等因素，乘以一个安全系数，安全系数可取为1.35。

4.3 合闸电阻结构设计

百万伏断路器合闸电阻与灭弧室分开独立装配于一个单独罐体内，结构主要由合闸电阻罐体、电阻单元和绝缘支撑等主要元件构成。电阻单元为电阻片通过简单的串并联原理组合而成，5片电阻并联为1层，39层串联构成一电阻单元，每层串联电阻间使用盘状结构作为电气连接同时起到屏蔽和散热作用。电阻单元两侧连接绝缘子起到支撑和对地绝缘的作用。3个电阻单元串联构成完整电阻串。总电阻值560Ω，单片电阻值23.9Ω。具体见图1。

5 合闸电阻结构验算

5.1 电阻热容量计算

第一次反相合闸电阻吸收能量：

第一次投入电阻片温升：

第一次投入30min后电阻片温度下降值

τ=1290V/S=4622.6s≈77min散热时间常数；

第二次反相投入时电阻片的温升

两次反向投入后电阻片的温升值

电阻短时安全工作体积热容量：

一相共有电阻片5*39*3=585片

W=400*V*585=400*431.8*585=101MJ

电阻短时安全工作温升值：

由于最大温升值105.3K远小于安全温升值200K。

远低于绝缘支撑杆短时最高工作温度300℃

5.2 电阻片绝缘耐压能力计算

反相合闸时每片应承受10ms的工频电压为：

摩根公司电阻片每片可承受10ms工频电压值为：

电阻率

每片电阻雷电冲击耐受电压值为

每片电阻操作冲击耐受电压值为

根据摩根公司给客户提供的电阻片耐压特性曲线查出：

雷电冲击耐受电压，操作冲击耐受电压

考虑到电压分布不均匀系数1.35

5.3 对地电场计算

使用ACE软件对电场进行计算，雷电冲击耐受电压2805kV（远远高于标准值2400kV）

合闸电阻对地绝缘的计算结果如图2和图3所示。

6 型式试验验证

此合闸电阻结构与断路器整机通过了1100kV绝缘试验的型式试验验证。2011年8月于西安高压电器研究所完成了1100kV电阻热容量试验。依据GB/Z24838标准要求，满足2倍额定相电压下两次合闸试验，合闸电阻每次投入11ms，两次时间间隔30min。

7 结论

本文中百万伏断路器合闸电阻的短时安全工作体积热容量：101MJ，电阻短时安全工作温升值200K，反相合闸一次投入的最大能量为31.7MJ，最严酷工况下温升值105.3K。合闸电阻可以满足最严酷工况的要求，并具有较大裕度。

电阻片的绝缘性能见表1（电压分布不均匀系数1.35）

对地绝缘性能，在额定充气压力为0.6MPa，最低功能充气压力为0.5MPa，不同气压的许用场强[1]见表2。

通过设计计算和型式试验的验证，这种百万断路器合闸电阻的热容量性能和绝缘性能都可以满足要求并具有较大的安全裕度。

参考文献