电阻测量论文范文1
关键词：变压器线圈直流电阻测量结果分析
1直流电阻测量
1.1测量方法
测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量，可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量，1欧以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时，电桥的电位桩头要靠近被测电阻，电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率选钮置于适当位置，将非被测线圈短路并接地，然后打开电源开关充电，待充足电后按下检流计开关，迅速调节测量臂，使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动，进行微调，待指针平稳停在零位上时记录电阻值，此时，被测线圈电阻值＝倍率数×测量臂电阻值。测量完毕，先开放检流计按钮，再放开电源开关。
1.2注意事项
在测量过程中，除要严格遵守电气安全规程和设备试验规程外，还要特别注意：
1）在线圈温度稳定的情况下进行测量，要求变压器油箱上、下部的温度之差不超过3℃；
2）由于变压器线圈存有电感，测量时的充电电流不太稳定，一定要在电流稳定后再计数，必要时需采取缩短充电时间的措施；
3）尽量减少试验回路中的导线接触电阻，运行中的变压器分接头常受油膜等污物的影响使其接触不良，一般需切换数次后再测量，以免造成判别错误。
2测量结果分析
2.1规范要求
根据规范要求，三相变压器应测出线间电阻，有中性点引出的变压器，要测出相电阻；带有分接头的线圈，在大修和交接试验时，要测出所有分接头位置的线圈电阻，在小修和预试时，只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同，测出的三相电阻值也不相同，通常引入如下误差公式进行判别
R％＝［（Rmax－Rmin）/RP］×100％
RP＝（Rab+Rbc+Rac）／3
式中R％――――误差百分数
Rmax――――实测中的最大值（Ω）
Rmin――――实测中的最小值（Ω）
RP――――三相中实测的平均值（Ω）
规范要求，1600KVA以上的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的2％，1600KVA以下的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的4％，线间差别不应大于三相平均值的2％；本次测量值与上次测量值相比较，其变化也不应大于上次测量值的2％。
2.2有关换算
在进行比较分析时，一定要在相同温度下进行，如果温度不同，则要按下式换算至20℃时的电阻值
R20℃＝RtK，K＝（T＋20））/（T＋t）
式中R20℃――――20℃时的直流电阻值（Ω）
Rt――――t℃时的直流电阻值（Ω）
T――――常数（铜导线为234.5，铝导线为225）
t――――测量时的温度
为了确定缺陷所在的相别，对于无中性点引出的三相变压器，还需将测得的线间电阻换算成每相电阻。设三相变压器的可测线间电阻为Rab、Rbc、Rac，每相电阻为Ra、Rb、Rc，当变压器线圈为Y型联接时，相电阻为
Ra＝（Rab＋Rac－Rbc）／2
Rb＝（Rab＋Rbc－Rac）／2
Rc＝（Rac＋Rbc－Rab）／2，如果三相平衡，相电阻等
于0.5倍线电阻；当变压器线圈为型联接，且a连y、b连z、c连x时，Ra＝（Rac－RP）－RabRbc／（Rac－RP）
Rb＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）
Rc＝（Rbc－RP）－RabRac／（Rbc－RP）
当变压器线圈为型联接，且a连z、b连x、c连y时，
Ra＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）
Rb＝（Rbc－RP）－RabRac／（Rbc－RP）
电阻测量论文范文2
关键词：绝缘电阻；吸收比；极化指数
中图分类号：TM85 文献标识码：A
1 前言
变压器的绕组绝缘电阻测量，包括吸收比、极化指数的测量，在电气设备预防性试验以及交接试验中有着及其重要的地位，通过试验容易发现变压器绕组的贯穿性受潮、整体绝缘老化等缺陷。但是，当前在变压器绕组绝缘电阻的测量（包括吸收比、极化指数的测量），特别是大型的、高电压等级的变压器的测量中遇到的主要问题是：（1）对于双绕组变压器，通过常规测量方法只能测量出低压绕组对高压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组及低压绕组对地的绝缘电阻，不能测量具体的高压绕组对地的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组的绝缘电阻、低压绕组对地的绝缘电阻。（2）对于三绕组变压器，通过常规量试方法只能测量出低压绕组对高压绕组中压绕组及地的绝缘电阻、中压绕组对高压绕组低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组对中压绕组低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组中压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组低压绕组对中压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组中压绕组低压绕组对地的绝缘电阻，不能测量具体的高压绕组对地的绝缘电阻、中压绕组对地的绝缘电阻、低压绕组对地的绝缘电阻、高压绕组对中压绕组的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组的绝缘电阻、中压绕组对低压绕组的绝缘电阻。针对以上两个问题，本文通过列出方程组，理论计算出每个重要部位具体的绝缘电阻，为以后能够对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。
2 基本概念的解析
2.1 绝缘电阻
绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压下，加于试品上的直流电压与流过试品德泄漏电流（或称电导电流）之比，即：
2.2 绝缘的吸收比
由于电介质中存在着吸收现象，在实际应用上把加压60秒测量的绝缘电阻值与加压15秒测量的绝缘电阻值的比值，称为吸收比，即
2.3 绝缘的极化指数
对于吸收过程较长的大容量设备，如大型变压器、长电缆等等，有时用吸收比值尚不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程。为了更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数，即：
3 变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析
3.1双绕组变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析
（1）测量双绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引线端均应短接在一起，其余非被测绕组皆短路接地。双绕组变压器绕组绝缘电阻的测量顺序及位置如下。
（2）测量一：被测绕组为低压绕组，对应接地位置为外壳及高压绕组，对应测量结果为低压绕组对高压绕组及地R1。
（3）测量二：被测绕组为高压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳，对应测量结果为高压绕组及低压绕组对地R3。
（4）测量三：被测绕组为高压绕组，对应接地位置为外壳及低压绕组，对应测量结果为高压绕组对低压绕组及地R2。
双绕组变压器的内部结构等效图如图1所示。图中R10为高压绕组对外壳及地的绝缘电阻； R12为高压绕组对低压绕组的绝缘电阻； R20为低压绕组对外壳及地的绝缘电阻。
根据等效图，列出三个电导方程式：
解方程得：
（公式3.1）
通过以上结果的理论计算分析，能够具体确定高压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R10； 高压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R12；低压绕组对外壳及地的绝缘电阻R20；从而有助于进一步判断分析究竟是变压器内部哪个具体部位之间的绝缘存在缺陷，对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。
3.2三绕组变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析
（1）测量三绕组绝缘电阻时，也应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引线端均应短接在一起，其余非被测绕组皆短路接地。三绕组变压器绕组绝缘电阻的测量顺序及位置如下：
1）测量一：被测绕组为低压绕组，对应接地位置为外壳、高压绕组及中压绕组，对应测量结果为低压绕组对高压绕组、中压绕组及地R1。
2）测量二：被测绕组为中压绕组，对应接地位置为外壳、高压绕组及低压绕组，对应测量结果为中压绕组对高压绕组、低压绕组及地R2。
3）测量三：被测绕组为高压绕组，对应接地位置为外壳、中压绕组及低压绕组，对应测量结果为高压绕组对中压绕组、低压绕组及地R3。
4）测量四：被测绕组为高压绕组及中压绕组，对应接地位置为外壳及低压绕组，对应测量结果为高压绕组、中压绕组对低压绕组及地R4。
5）测量五：被测绕组为高压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳及中压绕组，对应测量结果为高压绕组、低压绕组对中压绕组及地R5。
6）测量六：被测绕组为高压绕组、中压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳，对应测量结果为高压绕组、中压绕组及低压绕组对地R6。
（2）三绕组变压器的内部结构等效图如图2所示，图中R10为高压绕组对外壳及地的绝缘电阻； R12为高压绕组对中压绕组的绝缘电阻； R13为高压绕组对低压绕组的绝缘电阻；R20为中压绕组对外壳及地的绝缘电阻；R23为中压绕组对低压绕组的绝缘电阻；R30为低压绕组对外壳及地的绝缘电阻。
（3）根据等效图，列出六个电导方程式：
解方程得：
（公式3.2）
通过以上结果的理论计算分析，能够具体确定高压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R10；高压绕组对中压绕组的绝缘电阻值R12；高压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R13；中压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R20；中压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R23；低压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R30；从而有助于进一步判断分析究竟是变压器内部哪个具体部位之间的绝缘存在缺陷，对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。
4结论
4.1 通过这次的变压器绝缘电阻测量结果理论分析，在遇到变压器绕组绝缘电阻偏低时，需要判断具体是哪个部位绝缘存在劣化缺陷，可以利用公式3.1、3.2，计算出各个具体部位之间的绝缘电阻值，从而初步诊断定位变压器内部绝缘缺陷。
4.2 在对大型变压器的绝缘电阻测量试验中，我们尽可能使用大容量，稳定性好的兆欧表，以免在试验中出现不正确的结果影响整个绝缘状态的判断结果。
4.3 如果变压器的容量很大，而我们的兆欧表容量有限，我们可以利用直流发生器，在各侧加上一定的直流电压，读取1min的泄漏电流，在利用公式 ，计算出来其绝缘电阻的理论值，由于直流发生器具有足够的容量，这种做法测量的结果比较准确。
参考文献
[1]陈天翔.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京：中国科学技术出版社，2001.
[3]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].北京：中国电力出版社，2004.
[4]文远芳.高电压技术[M].华中科技大学出版社，2000.
[5]曹建忠.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2005.
电阻测量论文范文3
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关键词：电路;电源;概念
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）1-0013-3
1 电动势与电压
反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量叫电动势，大小等于外电路断开时的路端电压，也就是把正电荷从电源负极移到正极时电势升高的值，用E表示;E=（W为非静电力做的功），由电源本身决定。
电压则指两点的电势差，用U表示;U=（W为电场力做的功），与电动势并不相同。当外电路闭合时，不仅外电阻上有电压降，电源内部由于有内阻，也会有电压降，这两个电压降分别称为外电压和内电压。内外电压之和等于电动势。
例题1 关于电源电动势，下列说法中正确的是（ ）
A.电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，与是否接外电路无关
B.电源提供的电能越多，电源的电动势越大
C.将一个电源分别接入不同电路，电源电动势会发生改变
D.接入电源两极间的电压表测量的电压等于电源电动势
解析 电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，与是否接外电路无关;电源提供的电能W=qE，并不仅由电动势决定;电动势是电源本身的特性，与外电路无关;电动势数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压，所以A选项对。
2 电源的输出功率
电源将其他形式的能量转化为电能，可以对外提供电能，电源的输出功率PI2R=R=R=。当R=r时，电源输出功率有最大值，即Pmax=。对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1、R2，且r2=R1×R2。
P出与外电阻的这种关系可由图1定性表示。当R<r时，若R增大，则P出增大;当R>r时，若R增大，则P出减小。注意以上结论适用于电源电动势E及内阻r不变的情况。
图1 电阻与功率关系图
例题2 如图2所示，已知电阻R=4 Ω，现有三个电源可供选用，分别为电源A：E1=8 V，r1=1 Ω;电源B：E2=8 V，r2=2 Ω;电源C：E3=8 V，r3=4 Ω;求选用哪个电源时，R上的功率最大？
图2 例2电路图
学生思路：直接套用结论，外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，所以选电源C。
教师点拨：电源电动势为定值，内阻可变，内电阻减小，电流变大，R为定值电阻。外电阻R的功率增大，电源输出功率增大，当内电阻最小时，电源输出功率最大。正确答案为电源A。
例题3 如图3所示，两条光滑平行金属导轨MN、PQ相距L（导轨足够长），倾角为θ，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨平面斜向上。一个质量为m、电阻为R的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，整个运动过程中金属棒与导轨接触良好。金属导轨右侧连接如图3电路，R1=2R，可变电阻R2阻值范围0―4R。现由静止释放金属棒，不计其他电阻及一切摩擦，重力加速度为g。求当R2为何值时，待电路稳定后，R2上的功率最大？
图3 例3电路图
学生思路：将R1看做电源内阻，当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，所以R2=3R。
教师点拨：当电路稳定后，金属棒匀速下滑，mgsinθ=BIL，可知I=为定值。随R2的变化，电源ab稳定后v也变化，即电源电动势E是可变的，不能套用结论。由于I为定值，R2最大时，P=I2?R2最大，即当R2=4R时，R2上的功率最大。
可见只记结论，不管结论的前提条件，是学生常犯的错误，对结论要灵活掌握。
3 等效电源
有时为了解题方便，我们还需要引入等效电源的概念。含电源并有两个引出端的部分电路，可用一个理想电源和一个电阻的串联来等效替换，理想电源的电动势等于被替换电路的开路电压（即外电路断开时两个引出端之间的电压），串联的电阻等于被替换电路的等效电阻（将电源电动势忽略不计，而当做一个阻值为r的电阻），即戴维南定理。
例题4 如图4所示，已知电源电动势为E，内阻为r，求可变电阻R1为多少时，R1上的功率最大？
正常求解相对复杂，可用等效电源来简化处理。
将图5虚线框内的部分电路当做等效电源，则等效电源电动势可由6图得出，内阻可由图7得出：E'=，r'=。电路图简化为图8，由之前结论可知，当R1=r'=时，R1上的功率最大。
图4 电路图 图5 电路分析图
图6 电势等效图 图7 电阻等效图 图8 简化电路图
例题5 如图9所示，已知电源电动势为E，内阻为r，求可变电阻R1为多少时，R1上的功率最大？
图9 例5电路图
正常求解并不困难，可用等效电源来简化处理。
将图10虚线框内的部分电路当做等效电源，则等效电源电动势可由图11得出，内阻可由图12得出。E'=E，r'=r+R。
电路图也简化为图8， 由之前结论可知，当R1=r'=r+R时，R1上的功率最大。
图10 电路分析图 图11 电势等效图 图12 电阻等效图
在测电源电动势和内阻的实验中，我们将电压表、电流表当理想电表处理，但电流表的电阻并不是0，电压表电阻也不是无穷大，实验就会有误差。而本实验的电源电动势和内阻的误差分析也一直是一个难点。学生很难听懂，也很难理解记忆。硬背又涉及四个实验原理图及对应的多个结论，很容易混淆。我们可以巧妙使用等效电源来处理：
图13中电源两端电压测量准确，而由于电压表分流，电流测量值偏小，造成误差。
图13 电压表分流电路图
图14中电流表测量的确实是通过电源的电流，但由于电流表的分压作用，电压测量值偏小，造成误差。
图14 电流表分压电路图
图15中，电压测量准确但电路中无电流表，可以想象在电阻箱一侧直接串联理想电流表，用I=U/R算出的电流来代替理想电流表读数。与图13类似，由于电压表的分流作用，电流测量值偏小，造成误差。
图15 测电阻箱电流图
图16中，电流测量准确，但电路中无电压表，可以想象在电阻箱两端直接并联理想电压表，用U=I×R算出的电压来代替理想电压表读数。与图14类似，由于电流表的分压作用，电压测量值偏小，造成误差。
图16 测电阻箱电压图
可以看到图13、15实验原理图近似相同，图14、16实验原理图近似相同。将四图用等效电源来处理，如图17、18、19、20所示，则电压表和电流表读数均为等效电源两端的电压和电流，电压电流测量均准确，所得到的结果就是等效电源的准确值。而等效电源的电动势和内阻从图中很容易得到。
图17 图13等效电路图
图18 图14等效电路图
图19 图15等效电路图
图20 图16等效电路图
图13、15、17、19中，
E测=E<E，r测=<r。
图14、16、18、20中，E测=E，r测=RA+r>r。
实验误差分析结论很容易得到，而且容易记忆。因电源内阻一般较小，与电流表相差不大，与电压表相差很大，所以图13、15所测电动势、内阻均小于真实值，但更加准确;而图14、16虽然电动势测量准确，但内阻误差很大，实验时不采用。如果题目中电流表内阻为已知定值，可采用图14、16图进行实验，所得内阻结果需减去电流表内阻。
参考文献：
电阻测量论文范文4
关键词 城市轨道交通,钢轨选型,电阻测量,电能消耗
1 引言
目前,在城市轻轨交通的钢轨类型选择上,专家们的看法尚不一致,有的主张采用50 kg/m 轨, 有的主张采用60 kg/m 轨。前者的主要理由是: 50 kg/m 轨无缝线路的大修周期内的通过总重为550 ×106 t·km/ km , 对于轴重及客运量均较小的轻轨系统,已经足以维持20 年钢轨寿命期内的强度等要求,因而采用60 kg/m 轨会不必要地增加初期投资。后者的主要理由是:60 kg/ m 轨因具有较大的截面积而减小了其电阻值,从而使得运营以后的电能消耗减少,其电能节约成本超过因采用60 kg/ m 轨而增加的初期投资值。根据理论计算,对于长度10 km 的线路,采用60 kg/m 轨比50 kg/m 轨在20 年中可节省的电能达到1 000 万kw·h 以上,相应的价值远大于其增加的初期投资,因而选择60 kg/ m 轨是较经济合理的。这里,实际节省的电能是否能够达到理论计算的数值,是进行正确决策的关键。www.133229.CoM而实际电能节省问题又归结为钢轨电阻实测的问题。为此,我们对现阶段50 kg/m 轨、60 kg/ m 轨的主型钢轨进行大样本的电阻测量,为轻轨交通的钢轨选型决策提供依据。
2 钢轨电阻的测量
2. 1 实验室内测量
1. 测试仪器选择
钢轨电阻属于低值电阻,每米钢轨的阻值只有几十微欧。目前,国内可测低值电阻的仪器有:武汉水利电力大学的智能高精度微电阻测试仪、天津大学的恒定直流功率负荷下晶硅微电阻测量仪、北方交通大学的电力变压器直流电阻测试仪、同济大学的微欧级tz-11t 型数字式接触电阻检测仪,等等。由于tz-11t 型数字式测量仪能够适应数十米、数百米的长钢轨电阻测量,故选用同济大学的tz-11t 型数字式接触电阻检测仪,其测量误差为1 % 。
2. 测试对象及测试目的
我国目前50 kg/m 轨、60 kg/m 轨的主型产品为u71mnsi 、pd3 , 故我们主要测试这两种钢轨的电阻值及差异程度。
现场钢轨电阻的测试受空间、时间等条件的限制。试验室钢轨电阻测试研究能保证现场电阻测试工作顺利而有效,同时,还要研究测试钢轨电阻与钢轨测段长度、钢轨支承条件、测试温度的关系。
3. 测点位置对钢轨电阻测值的影响
钢轨是横断面为“工字形”的导体,在现场实测时,由于不能测量钢轨两断面形心之间的电阻,因而需要研究表面测点的测值误差问题。测点位置如图1 所示,测量分析结果如表1 所示。
表1 断面测点测值与表面测点测值之间的关系
表面测点测值比断面d2 测点测值增大的百分率/ (%)
测段长度(米)
图1 钢轨电阻测点位置示意图由表1 得到下述结论:
(1) 测笔放在b4 位置得到的测量结果最准确;
(2) 测笔在不同位置的测量误差与测段长度成反比。当测段长度大于20 m 时, 测量误差在0. 1 % 以下。
4. 测段长度对钢轨电阻测值的影响
电阻测值精度与测段长度有一定的关系,测段越长,测得的电阻值精度越高。测量分析结果如图2 所示。长度测值系数=(平均测值/ 本测段长度)/ (100 m 测段平均测值/ 100)
5. 钢轨支承条件对钢轨电阻测值的影响
根据测量数据统计分析得到:整体道床结构与有碴道床结构在有无扣件状态下的钢轨电阻测值基本相同。
6. 温度对钢轨电阻测值的影响
钢轨电阻随温度正比例变化[1 ] 。据测量数据统计分析得:以20 ℃ 时的电阻为标准,温度升高或降低10 ℃, 相应的电阻测值增高或降低0. 6 %～ 0. 7 % 。
7. 钢轨使用程度对钢轨电阻测值的影响
钢轨使用程度对其电阻有较明显的影响[3 ] 。在钢轨寿命期末,由于钢轨轨头磨耗较大,截面缩小,导致钢轨电阻增大,增大幅度约5 %～6 % 。钢轨使用中期的电阻比新钢轨增大的阻值可取3 % 。
8. 钢轨材质对钢轨电阻测值的影响
(1) 对同一段钢轨,其测值波动范围很小,误差在0. 5 % 以下。电阻测值波动范围为0. 2～ 0. 3 μω/m。
(2) 无论是50 kg/m 轨还是60 kg/m 轨,不同的样本取材对钢轨电阻影响较大,其误差范围达到5 %～8 % , 电阻测值的波动范围在2～3μω/m。这说明钢轨材质对电阻测值有较明显的影响。 2. 2 现场钢轨电阻实测
现场钢轨测试仪器仍然采用tz-11t 型数字式测量仪,测段长度取50 m 。1. 60 kg/m 轨现场电阻实测60 kg/m 轨现场实测对象是上海市轨道交通明珠一期线路的无缝线路实测范围选择了4 个区段:龙漕路站～ 漕溪路站、中潭路站～ 上海火车站站、上海火车站站～ 宝山路站、宝山路站～ 宝兴路站,有效测量范围为5 000 m 。在这些区段中,包括各种大小坡道(坡度最大值为28. 5 ‰,最小为平坡) 、大小曲线(最小曲线半径为390 m) 、高架线路和地面线路,线路平纵断面情况较具代表性。由实测数据统计分析得到:当温度在20 ℃ 左右时,60 kg/ m 轨(pd3) 现场实测的平均电阻为34. 36μω/m , 均方差0.58μω/m。2. 50 kg/m 轨现场电阻实测50 kg/m 轨现场实测对象是上海客技站的线路,有效测量范围为2 000 m 。由实测数据统计分析得到: 当温度在20 ℃ 左40. 76μω/m , 均方差0. 67μω/m。右时, 实测50 kg/m 轨(u71mnsi) 的平均电阻为
图2 测段长度与其电阻测值平均值之间的关系万人次/h , 远期2. 86 万人次/ h) 下,我们进行了电3 钢轨电能消耗比较分析力牵引模拟计算,得到各牵引变电所区段间的接触网的有效电流, 详见文献[ 4 ] 。按目前电价两种类型的钢轨能耗差δag 与钢轨的电阻差0. 80 元/ (kw·h) 、贴现率8 % 计算,采用60 kg/m 轨( rg2 -rg1) 成正比[ 3 ] ,即: (pd3) 比50 kg/m 轨(u71mnsi) 在20 年中所节省的δa g=( rg2 -rg1) ·i2kyx t (1) 电能消耗为339 万元。而采用60 kg/m 轨(pd3) 比其中, t 为时间; ikyx 为接触网馈线有效电流,可通50 kg/m 轨(u71mnsi) 所增加的初期投资为338 万过电力牵引模拟计算得到。元。在上海莘闵轻轨交通线的客流条件(高峰小时因此,在类似于莘闵轻轨客流条件或更大运量单向最大断面流量:初期1. 17 万人次/h , 近期2. 13 的轨道交通线路中,采用60 kg/m 轨替代50 kg/m 轨在经济上是合理的。
参 考 文 献
1 董志洪. 世界h 型钢与钢轨生产技术. 北京:冶金工业出版社,1999
2 刘芳田,王冕、郑瞳炽等. 刚体接触导线的介绍. 见:上海城市快速轨道交通供电系统可行性研究专题报告,1984
电阻测量论文范文5
关键词：HMP45D，温湿度传感器，原理，维护
引言
HMP45D温湿度传感器是芬兰VAISALA公司开发的具有HUMICAP技术的新一代聚合物薄膜电容传感器，目前大连周水子国际机场空管气象部门已投入业务运行的自动气象站[1]，均采用该传感器。论文范文，。由于该传感器的测量部分总是要和空气中的灰尘和化学物质接触，从而使传感器在某些环境中产生漂移。论文范文，。而仪器的电气参数会随时间的推移、温度变化及机械冲击产生变化，因此传感器需要进行定期维护和校准。
1.HMP45D温湿度传感器的结构
HMP45D温湿度传感器应安装在其中心点离地面1.5米处。其中，温度传感器是铂电阻温度传感器，湿度传感器是湿敏电容湿度传感器[2]，即HMP45D是将铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体的温湿度传感器，如图1所示。
图1 HMP45D温湿度传感器外型图
2.HMP45D温湿度传感器的工作原理
2．1 温度传感器工作原理
HMP45D温湿度传感器的测温元件是铂电阻传感器Pt100，其结构如图2。铂电阻温度传
感器是利用其电阻随温度变化的原理制成的。标准铂电阻的复现可达万分之几摄氏度的精确度，在-259.34～+630.74范围内可作为标准仪器。铂电阻材料具有如下特点：温度系数较大，即灵敏度较大；电阻率交大，易于绕制高阻值的元件；性能稳定，材料易于提纯；测温精度高，复现性好[3]。
图2 铂电阻温度传感器结构图
由于铂电阻具有阻值随温度改变的特性，所以自动气象站中采集器是利用四线制恒流源供电方式及线性化电路，将传感器电阻值的变化转化为电压值的变化对温度进行测量[4]。铂电阻在0℃时的电阻值R0是100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为
(1)
式中：α，β为系数，经标定可以求出其值。由恒流源提供恒定电流I0流经铂电阻Rt，电压I0Rt通过电压引线传送给测量电路，只要测量电路的输入阻抗足够大，流经引线的电流将非常小，引线的电阻影响可忽略不计。所以，自动气象站温度传感器电缆的长短与阻值大小对测量值的影响可忽略不计。论文范文，。测量电压的电路采用A/D转换器方式。
2．2 湿度传感器工作原理
HMP45D温湿度传感器的测湿元件是HUMICIP180高分子薄膜型湿敏电容，湿敏电容具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的变化而变化，从而完成对湿度的测量。湿敏电容主要由湿敏电容和转换电路两部分组成，其结构如图3所示。它由上电极(upper electrode)、湿敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下电极(lower electrode)、玻璃衬底(glass substrate)几部分组成。
图3 湿敏电容传感器结构图
湿敏电容传感器上电极是一层多孔膜，能透过水汽；下电极为一对电极，引线由下电极引出；基板是玻璃。整个传感器由两个小电容器串联组成。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，电容量通常在48～56pF。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于湿度0～100%RH的变化，传感器的输出呈0～1V的线性变化。由此，可以通过湿敏电容湿度传感器测得相对湿度。
3．HMP45D温湿度传感器的校准和维护
对HMP45D 传感器的维护，要注意定期清洁，对于温度传感器测量时要保证Pt100 铂电阻表面及管脚的清洁干燥。论文范文，。在清洗铂电阻时一定要将湿度传感器取下，使用酒精或异丙酮进行清洗。其具体步凑如下：
1） 旋开探头处黑色过滤器，过滤器内有一层薄薄的白色过滤网，旋出过滤网，用干净的小毛刷刷去过滤网上的灰尘，然后用蒸馏水分别将它们清洗干净。
2） 等保护罩和滤纸完全风干之后，将其安装到传感器上。然后再将传感器通过外转接盒连接到采集器上，再和湿度标准传感器一起放入恒湿盐湿度发生器进行对比。恒湿盐容器的温湿参数[4]如表1。
表1HMP45D校准前后数据对比
电阻测量论文范文6
关键词 模拟雷电流；冲击接地电阻；防雷接地电阻;
中图分类号TM753 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0173-02
1 雷电流形成过程
雷鸣电闪是大气中巨大的静电放电现象，雷电以闪电的方式对地面建筑、设备进行放电并造成危害。雷雨前天空中有一些带电的乌云（雷云），是产生雷电的根源。由于静电感应的作用，雷云和临近的乌云及地面、地面上的物体之间就会产生静电场。当电场强度足以击穿大气绝缘体时立即放电，放电产生耀眼的闪光，同时水气在电火花的作用下分解，产生气体爆炸，形成了自然界中的雷鸣电闪。雷电的放电过程分为先驱放电和主放电。先驱放电不能直达地面，通过若干次先驱放电形成先驱闪电路径后，开始主放电。主放电沿先驱闪电路径把雷云中聚集的负电荷（或正电荷）与大地正电荷（或负电荷）迅速中和。防雷装置一旦受到雷击，将会承受巨大的雷电流，造成设备人员伤亡。因此，准确计算防雷接地电阻值，对于设计防雷系统，提高防雷装置的防雷效果是至关重要的。
2目前冲击接地电阻值求解方法
对与冲击接地电阻的研究目前主要局限在理论分析和数值计算上，其中主要方法有4种：
1）进行模拟实验，主要针对集中接地[1]；
2）根据经验公式进行计算；
3）在理论分析的基础上对具体接地装置建立数学、物理模型，通过解偏微分方程或者差分方程，从而计算求出该接地装置的冲击接地电阻[2]，但费尽心思建立起来的数学、物理模型通用性很差；
4）利用测量得到的工频接地电阻乘以冲击系数[3]，求出冲击接地电阻。
这4种方法除了第一种都不是实验直接测量的结果，都是通过间接手段求出冲击接地电阻，其结果的可靠性、准确性无法保证。因此需要寻求一种计算与模拟相结合的测量方法，既可以模拟雷电流对防雷接地体产生作用的过程，更准确的反映冲击接电阻的真实值，又可以通过计算仪器，在现场直接得到冲击接地电阻的阻值。
3 理论分析
在冲击接地电阻的测量中，由于接地电极与电流极之间距离较远，回路连线较长，而且冲击接地电阻的数值都在几欧姆到几百欧姆，这样整个回路中电感和电阻都很大，要产生波头很陡，幅值很大的雷电流波形，需要极高的电压，这在现场是无法实现的。如果我们可以利用波头较缓，幅值较低的入射电流通过变换计算的方法，求出接地装置在波头较陡、幅值较大的雷电流作用下的电压响应，从而求得冲击接地电阻，这样就可实现在现场直接测量冲击接地电阻。
在工程上冲击接地电阻定义为：
Rch = U雷 / I响应
将接地装置等效为一个由电阻、电感、对地电容和电导组成的分布参数网络如图：
如果不考虑火花放电，那么接地系统可以等效为一个线性非时变系统。所谓线性非时变系统就是指具有叠加性、齐次性，并且系统参数不随时间变化的系统。零状态下系统函数定义为：
H（s）= R（s）/E（s） （1）
其中E（s）、R（s）分别为时域下，响应象函数和激励象函数的拉氏变换式。当系统函数表示为阻抗时（1）式可表示为：
H（s）= U（s）/I（s） （2）
对于线性非时变系统，在频域中其系统函数是唯一的。即有下式成立：
U2（s）* I1（s）= U1（s）*I2（s） （3）
将（3）式进行反拉氏变换，变上下限积分，以及单位时间离散化，便有下式成立：
U2（n）* I1（n）= U1（n）* I2（n） （4 ）
式中I1（n）、U1（n）、I2 （n）均为时域中的采样值序列。
这样，首先可以先产生一个波头较缓的冲击电流I1（n）及其响应电压U1（n），经过（4）式计算就可以得到，在标准雷电流I2 (n)作用下，接地电阻的响应电压U2（n），冲击接地电阻Rch就等于U2（n）的最大值与I2（n）最大值相比。
4 Matlab 仿真
将标准的雷电流（波头时间12.5µs、波尾时间为60µs，峰值为5000A）作用下的响应电压波形，与波头较缓、幅值较低的入射电流（波头时间为20µs、波尾时间为100µs，峰值为2A）进行卷积变换计算得到的电压波形进行比较。如图2所示：
从电压对比图中可以看出，通过卷积计算的雷电压波形与标准的雷电流作用下的响应电压波形完全吻合，从而在Matlab仿真[4]上证明了卷积变换计算理论的可行性。
5 测量的数据比较
测量山石土壤（雷击区）、水田土壤、水田沙石混合型土壤的输电线路杆塔冲击接地电阻。比较工频电阻仪的测量值与运用卷积理论所得测量出的冲击接地电阻值，显然，通过模拟冲击电流注入大地，再运用卷积计算方法，所测量出的接地电阻值更有效。测量数据列表如下：
名称 土壤 工频电阻值 模拟冲击电阻值
110kV14号杆塔 山石土壤（雷区） 27.0（Ω） 超量程（45Ω）
110kV13号杆塔 山石土壤（雷区） 9.0（Ω） 超量程（45Ω）
110kV10号杆塔 山石土壤（雷区） 11.0（Ω） 超量程（45Ω）
110kV50号杆塔 水田土壤 6.89（Ω） 3.1（Ω）
110kV97号杆塔 水田土壤 8.6（Ω） 4.81（Ω）
110kV28号杆塔 水田沙石混合土壤 4.35（Ω） 2.08（Ω）
110kV41号杆塔 水田沙石混合土壤 12.0（Ω） 3.90（Ω）
6 结论
从实验结果中可以看出，在水田土壤以及水田沙石混合型土壤中，用模拟雷电流及转换计算法所测冲击接地电阻值都小于工频接地电阻值，大体上是工频接地电阻的0.2~0.6倍,小于工频电阻转换成冲击接地电阻的转换系数，这与水田土壤导电性强的实际情况一致。在山石土壤（雷击区）中，冲击电阻值都超量程（此测量电阻仪的量程为0Ω~45Ω），可以判断山石土壤由于土壤电阻率太高，而导致冲击接地电阻的过大，这一结果也正好与这里的电线塔跳闸频繁的实际情况相吻合。用模拟冲击电流注入大地，经过卷积计算，现场直接测量的冲击接地电阻是有效的，测量的结果和工频接地电阻相比，更符合实际情况，为杆塔输电线路的防雷，提供了真实可靠的数据依据。
参考文献
[1]何金良，曾嵘，陈水明.输电线路杆塔冲击接地电阻特性的模拟实验研究.清华大学电机工程与应用电子技术系.
[2]夏长征，文习山，王建国.伸长接地体冲击接地电阻计算[M].武汉大学电气工程学院.
[3]穆明，辛立敏.防雷装置冲击接地电阻值的确认哈尔滨市计量检定测试所.