Измерение переходного сопротивления: Переходное сопротивление контактов: причины, нормы, методика измерения

Содержание

Переходное сопротивление контактов: причины, нормы, методика измерения

В электротехнике очень часто возникает необходимость коммутации электрических цепей. Каждое электромеханическое коммутирующее устройство имеет, как минимум, одну пару соединительных контактов. Вопреки ожиданиям, нередко можно наблюдать, что контакты нагреваются. Виной тому является переходное сопротивление контактов, от которого невозможно полностью избавиться.

Контактное пятно образуется в результате любого соприкосновения проводников. В точке соединения проводов всегда возникает сопротивление, которое превышает величину удельных сопротивлений материалов проводника. Существует несколько причин такого явления, о которых речь пойдёт в данной статье. А для начала выясним, что подразумевают под термином переходного сопротивления контактов.

Что это такое?

Сопротивление, возникающее в зоне соприкосновения контактных поверхностей, при преодолении током точек касания, носит название переходного сопротивления контактов. Другими словами – это скачкообразное увеличение активного сопротивления в результате прохождения тока через контактное пятно. Математически такое явления можно выразить как отношение падения напряжения на контактах к протекающему через них току:

ΔU/I

Как видно из формулы данная величина обратно пропорциональна силе контактного нажатия: R_n = ε/F, где ε – коэффициент, зависящий от физических свойств материала и чистоты обработки поверхности. Эту зависимость можно продемонстрировать на графике (рис. 1).

Рис. 1. График зависимости от приложенной силы нажатия

Нагревание контактных поверхностей – одна из причин быстрого их износа. Поэтому наиболее качественным соединением считается такое, для которого сопротивление контактного перехода является самым низким. В идеале оно должно равняться нулю. Но в силу ряда причин достичь такого значения на практике невозможно.

Причины возникновения

Для сплошного проводника справедлива формула: R = ρ * ( l / S ), где ρ – удельное сопротивление, l – длина, S – сечение проводника. Казалось бы, решение очень простое – надо увеличить площадь контактных площадок в конструкции электрического аппарата. К сожалению, такое усовершенствование не решает задачи кардинально. И дело даже не в том, что применять закон Ома к плоскостным контактам следует с учётом площади прикосновения поверхностей. Оказывается, что увеличение контактной площадки не сильно увеличивает площадь контактного пятна.

Если посмотреть под микроскопом на поверхность плоской контактной площадки, то можно заметить неровности (рис. 2). Касание контактов происходит лишь в некоторых точках. Даже тщательная шлифовка мало помогает. Дело в том, что в результате замыкания и размыкания контактов образуется искра (электрическая дуга), которая увеличивает неровности контактных поверхностей.

Рис. 2. Структура плоских контактных площадок

Обратите внимание на то, как увеличивается контактное пятно под действием силы нажатия (рисунок справа). Это объясняет причину зависимости сопротивления контактного перехода от нажатия, (график такой зависимости представлен на рисунке 1).

От чего зависит переходное сопротивление контактов?

Мы выяснили, что от площадей соприкасаемых поверхностей мало что зависит. На нагрев участка механического соединения влияют и другие явления. Например, окисление меди приводит к повышению температуры нагрева на скрутках соединительных проводов. Аналогичный процесс происходит также при соединении алюминиевых проводников.

В результате окисления проводников на их поверхностях образуется тонкая оксидная плёнка. С одной стороны, наличия пленок препятствует проникновению кислорода вглубь металла, предотвращая дальнейшее его разрушение, но с другой стороны они являются ещё одной причиной роста переходных сопротивлений.

Когда медь окисляется, то на поверхности контактной площадки образуется устойчивая плёнка. А это всегда приводит к увеличению сопротивляемости перехода. Устранить дефект можно путём протирания контактов спиртом. Регулярная процедура чистки помогает содержать коммутационные устройства в актуальном состоянии.

Алюминиевый контакт лучше поддаётся влиянию контактного нажатия, благодаря пластичности этого металла. С целью увеличения силы нажатия применяются болты, пружинные зажимы и различные клеммники.

Медные соединительные провода часто припаивают. В местах спайки переходное сопротивление минимальное.

Подводя итог, можем констатировать:

Простое соприкосновение контактных поверхностей не обеспечивает надёжного контакта, поскольку соединение происходит не по всей поверхности, а лишь в немногих точках.
на преодоление контактного перехода почти не влияют размеры и формы контактных площадок (см. график на рис. 3).
Контактное нажатие существенно влияет на структуру перехода. Однако, это влияние проявляется только при сравнительно незначительных усилиях. После некоторого значения приложенной силы, вызвавшей смятие, сопротивляемость току стабилизируется.
Со временем на медных и алюминиевых контактах образуется защитная плёнка, увеличивающая сопротивление. Для борьбы с этим явлением используют сплавы, покрывают поверхности серебром. Окисление активизируется при повышении температуры (для меди свыше 70 ºC). Температура в свою очередь зависит от токов нагрузки.

Очень интенсивно на открытом воздухе окисляется алюминий. Оксидная плёнка алюминия обладает довольно большим удельным сопротивлением.

Рис. 3. Переходное сопротивление стали

Чтобы добиться нужного результата, следует учитывать комплексное влияние всех вышеперечисленных факторов. Правилами устройств электроустановок строго регламентируется сопротивление контактной группы. Нарушение этих требований может привести к авариям.

Нормы по ПУЭ 7

Правилами предусмотрено соблюдение важных параметров, включая допустимые значения для контактных переходов. Измерения сопротивления постоянному току проводятся при испытаниях разъединителей и отделителей. Нормы по ПУЭ 7 требуют, чтобы показания величин для отделителей и разъединителей, предназначенных для работы под напряжением от 110 кВ, соответствовали данным заводов-изготовителей.

По правилам ПУЭ 7 для разъединителей типа РОН3, рассчитанных на номинальное напряжение 400 – 500 кВ (при номинальном токе 2000 А) переходное сопротивление не должно превышать 200 мкОм. Для ЛРН (110 – 220 кВ/ 600 А сопротивление контактов должно составлять 220 мкОм.

Требования для остальных типов отделителей, применяемые в сетях 110 – 500 кВ:

Номинальному току 600 А соответствует сопротивление 175 мкОм;
1000 А – 120 мкОм;
1500 – 2000 А – наибольшее допустимое сопротивление 50 мкОм.

Измерения выполняются между точкой «контактный ввод» и на клемме «контактный вывод».

Методика измерения

Можно использовать формулу ΔU/I и провести вычисления с помощью амперметра и вольтметра. Этим методом измеряют переходное параметры контактов мощных силовых выключателей. Для этого амперметр включают последовательно с контактами, а вольтметр параллельно. Перед амперметром добавляют балластный резистор, параметры которого подбирают так, чтобы рабочий ток контактов соответствовал току контактного сопротивления (с учётом требований ПУЭ).

Данная процедура довольно громоздкая. Целесообразно воспользоваться милиомметром.

При выборе омметра следует учитывать следующие обстоятельства:

Границы измерений должны находиться в диапазоне контроля прибора.
Нижний предел диапазона омметра должен начинаться от 10 мкОм.
Погрешность измерений не должна превышать 0,5%.

Существуют специальные приборы, предназначенные для измерений переходного сопротивления контактов. Выше приведённые требования уже учтены в таких приборах. Один из измерителей показан на рисунке 4. Результат измерений отображается непосредственно на цифровом дисплее.

Рис. 4. Измерительный прибор METREL

При измерениях следует учитывать загрязнение контактов и рабочую температуру агрегата. Наличие сторонних включений на площадках контактов, равно как и заниженная температура может исказить показания измерителя в большую сторону. Чтобы получить наиболее реальные параметры, необходимо выбирать токи и напряжения, близкие по значению к номинальным, характерным для конкретного разъединителя. Следует также помнить о том, что контакты обладают первоначальным временным сопротивлением, которое снижается после прогрева.

Существуют профессиональные измерительные приборы, у которые можно регулировать выходную мощность в довольно больших пределах. Они обеспечивают более высокую точность измерения.

Измерение переходных сопротивлений между заземляющим устройством и заземленным оборудованием

В лаборатории “Электротехника” вы можете заказать измерение переходных сопротивлений между заземляющим устройством и заземленным оборудованием. Специалисты выезжают на любой объект в Курске и области и проводят комплекс работ в короткие сроки с оформлением всей необходимой документации.

Измерения проводятся с целью определения целостности и непрерывности защитных проводников от измеряемого объекта до заземлителя или магистрали заземления; определения переходного сопротивления измеряемого участка защитной сети.

Установление и тщательная проверка целостности проводников, а также отсутствия на них повреждений на участке от оцениваемого объекта до заземляющего устройства.
Проверка состояния цепи между заземляемыми элементами и заземлителями.
Определение уровня напряжения на корпусе исследуемого оборудования, которое должно находиться в рабочем режиме.

Метод и условия проведения измерения

Качество электрических соединений проверяется осмотром, а сварных соединений пятью-шестью ударами молотка по сварному шву с последующим его осмотром и измерением цепи.

Переходные сопротивления проверяются путем прямого измерения сопротивления между любой открытой проводящей частью и ближайшей точкой главного защитного проводника.

Измерения переходных сопротивлений устройств выравнивания потенциалов проводятся в атмосферных условиях близких к нормальным: барометрическое давление 730 – 780 мм рт. ст., температура окружающего воздуха –30 +40ºС, относительная влажность не более 90 %.

Перед началом измерений необходимо:

– убедиться, что электроустановка обесточена и вывешены предупредительные плакаты;

– изучить электроустановку на соответствие проекту;

– визуально во всех доступных местах проверить качество электрических соединений;

– обратить внимание на целостность защитного нулевого проводника на всем его протяжении.

Анализ и оформление результатов испытаний

Результаты проведенных измерений заносятся в протокол проверки наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки. В таблицу заносится местоположение и наименование проверяемого электрооборудования, количество проверенных элементов и максимальное значение переходного сопротивления. В случае, если обнаружено не заземленное оборудование или измеренное значение сопротивления превышает максимально допустимое, данные факты должны быть отражены в заключение протокола и дефектной ведомости.

Приборы

Измерения проводятся профессиональными приборами фирмы SONEL марки MPI511, который позволяет проводить измерения с наименьшей погрешностью.

Заключение

Итак, подытожим: если нулевой и заземляющий проводники не совмещены в одном проводе (система заземления TN-C), то все металлические нетоковедущие части оборудования обязательно должны быть заземлены! При этом групповые кабельные линии, кроме осветительных должны быть защищены не только автоматическими выключателями, но и УЗО.

Проверку контактных соединений нетоковедущих частей с заземляющими проводниками необходимо проводить регулярно. Это обязательная составляющая эксплуатационных электроизмерений. В ходе проверки определяется не только сам факт наличия цепи заземления, но и измеряется величина переходного сопротивления. В соответствии с ПТЭЭП переходное сопротивление не должно превышать 0,1 Ом.

В случае обнаружения не заземленных элементов, необходимо незамедлительно провести к ним защитный проводник и подключить к системе уравнивания потенциала. В случае обнаружения переходных сопротивлений, превышающих максимально допустимое значение, необходимо провести очистку контактного соединения, болтовые соединения ― сделать затяжку.

Регулярное измерение переходных сопротивлений контактных соединений цепи заземления позволит вам на ранней стадии обнаружить дефект и устранить его на ранней стадии.

Измерение переходного сопротивления контактов, низкая цена.

Измерение переходного сопротивления контактов является вспомогательной процедурой, которая необходима для контроля и оценки текущего состояния проводки при испытаниях механическую износоустойчивость и на устойчивость к электрическим токам короткого замыкания. Для проведения данного мероприятия используются микроомметры или контактомеры, т.е. специальные приборы для замера малых сопротивлений. Точность полученных с их помощью результатов зависит от степени окисления исследуемых контактных деталей и температуры их нагрева.

Цели измерения

Установление и тщательная проверка целостности проводников, а также отсутствия на них повреждений на участке от оцениваемого объекта до заземляющего устройства.
Проверка состояния цепи между заземляемыми элементами и заземлителями.
Определение уровня напряжения на корпусе исследуемого оборудования, которое должно находиться в рабочем режиме.

Измерение переходного сопротивления контактов производится при определенном токе и напряжении. Данная процедура является наиболее объективным способом контроля качества контактных соединений, которые в процессе замеров осматриваются с помощью луп и измеряются штриховыми инструментами.

Методика проведения замеров

Измерение переходного сопротивления контактов подразумевает присоединение первого полюса измерительных приборов к заземлению оцениваемого аппарата, а второго – к заранее выбранной опорной точке. Состояние контактной поверхности оказывает большое влияние на точность полученных показателей. Для достижения максимальной устойчивости и долговечности соединения требуется выполнить его качественную зачистку и обработку, а также создать оптимальное давление.

Измерение переходного сопротивления контактов – сложное и ответственное мероприятие, но электролаборатория «Норма ЭЛ» имеет все необходимое для данной процедуры оборудование, а первоклассные специалисты компании гарантируют Вам максимальную точность и высокое качество итоговых результатов.

Оставьте заявку

Измерение переходного сопротивления: проверка переходного сопротивления

Переходное сопротивление характеризует противодействие свободному прохождению электрического тока в месте его перехода из одной детали в другую и через заземлитель в грунт. Замер переходного сопротивления выполняется для проверки состояния заземляющего контура и контактов при испытаниях на механическую износостойкость и устойчивость к токам КЗ.

Такие измерения требуются для контактов сборных шин, токопроводов, ошиновки распределительных устройств закрытого и открытого типа, высоковольтных выключателей, короткозамыкателей, сварных швов, разъединителей и других элементов электрической цепи. В целом для диагностики контактов выполняется осмотр узлов, простукиваются сварные швы, и измеряется величина переходного сопротивления. Она является определяющей и отражает работоспособность всей системы.

Задачи замеров переходного сопротивления

Измерение переходного сопротивления контактов позволяет:

определить качество контактных соединений;
проверить целостность проводников и отсутствие повреждений на промежутке от исследуемого объекта до заземлителя;
проконтролировать состояние цепи между заземляемыми и заземляющими элементами;
определить величину напряжения на корпусе проверяемого электрооборудования, находящегося в рабочем состоянии;
выяснить вероятность поражения людей электрическим током, перегрева и возгорания оборудования.

Проверка переходного сопротивления заземления позволяет выяснить, насколько быстро возникший в нештатной ситуации избыточный заряд будет передан специальному проводнику в грунте, и какое противодействие возникнет на его пути. Эти замеры необходимы для того, чтобы обеспечить безопасность эксплуатации электроустановки даже в условиях КЗ и в других случаях повышения напряжения, когда мощный потенциал нужно быстро сбросить за пределы установки.

Особенности измерений переходного сопротивления

Такие замеры выполняются совместно с другими проверками контактов и контуров заземления, к примеру, каждые полгода при визуальном осмотре и ежегодно при комплексной проверке состояния электроустановки. Но качество соединения с находящимся в грунте проводником можно проверить и независимо от графика. В частности, переходное сопротивление заземления измеряется:

при комплексной реконструкции системы или изменении ее структуры;
перед выполнением других работ, связанных с заземлением;
после ремонта оборудования.

Для проведения замеров используются сертифицированные приборы, измеряющие малые сопротивления – прошедшие государственную поверку микроомметры или контактомеры. Предельно допустимая величина переходного сопротивления для контактного соединения защитного проводника – 0,05 Ом. Превышение этого значения отражает неисправность связей и требует незамедлительного устранения неполадок.

Заказывайте профессиональные услуги по обеспечению электробезопасности вашего объекта в ИЦ «ПрофЭнергия».

Наши преимущества

Лицензия РосТехНадзора №5742

Лицензируемая организация ООО Инженерный центр ”ПрофЭнергия” гарантирует точность, объективность и достоверность результатов.

Поверенные приборы и оборудование (СП №0889514)

Проверенные приборы и оборудование (СП №0889514): В нашей кампании используется только качественные приборы и оборудование.

Бесплатный выезд на объект и расчет сметы

Бесплатный выезд на объект и расчет сметы: Наши специалисты бесплатно приедут на объект и рассчитают стоимость.

На 25% выгоднее конкурентов

На 25% выгоднее конкурентов: У нас честные цены. А так же действуют индивидуальные скидки.

Кандидаты технических наук в штате

Кандидаты технических наук в штате: «ПрофЭнергия» имеет очень отлаженный коллектив квалифицированных инженеров с допусками ко всем видам проводимых работ.

Измерение переходного сопротивления в ПрофЭнергия

Мы осуществляем проверку переходного сопротивления заземления с дальнейшим обслуживанием.

Наши лицензии позволяют осуществлять все необходимые замеры и испытания, а благодарственные письма, подтверждают высокий уровень оказанных услуг.

Стоимость проверки переходного сопротивления

Для экономии времени наши специалисты могут бесплатно выехать на объект и оценить объем работ

Заказать бесплатную диагностику и расчет стоимости

Остались вопросы?

Для консультации по интересующим вопросам, или оформления заявки, свяжитесь с нами по телефону:

+7 (495) 181-50-34

От 10 900р

От 14 500р

От 18 900р

От 19 800р

От 25 500р

От 45 500р

От 49 500р

От 59 900р

Измерение переходного сопротивления • Energy-Systems

Для чего нужно измерение переходного сопротивления?

При возникновении нештатной ситуации, связанной с коротким замыканием или иной формой повышения напряжения и создания чрезмерно мощного потенциала, необходимо осуществлять его максимально быстрый сброс за пределы установки – это производится с помощью контура заземления, присоединенного к специальному проводнику в грунте. Измерение переходного сопротивления дает понять, насколько быстро может передаваться избыточный заряд и какое противодействие он встретит на своем пути.

Проведение электроизмерений данного типа дает возможность определить, насколько велика вероятность поражения человека током или распространения возгорания при повышении температуры. При длительном отсутствии измерений показатели могут существенно ухудшаться, оказывая соответствующее воздействие на степень безопасности установки.

Как осуществляется замер переходного сопротивления заземления?

При реализации данного вида исследований применяется специальный прибор, представленный миллиомметром, либо же универсальное приспособление, которое позволяет получать сведения о самых разных показателях установок. В любом случае переходное сопротивление заземления должно замеряться с помощью сертифицированного средства, которое проходит регулярную государственную поверку. В противном случае по результатам работ выдача сертификата не производится – фактически они не признаются соответствующими нормативным актам.

Непосредственно замер выполняется максимально просто – прибор, в состав которого входит батарея или иной источник питания, соединяется своими контактами с различными сторонами соединения. Вне зависимости от типа подобного элемента контура заземления показатель должен составлять не более 0,05 Ом. Когда проводится техническое обслуживание и ремонт электрооборудования, обязательно оценивается качество организации контура заземления. Если измерение переходного сопротивления показывает неудовлетворительный результат, эксплуатация установки запрещается до тех пор, пока не будет устранен источник опасности.

Как часто замеряется переходное сопротивление заземления?

Подобные работы необходимо осуществлять одновременно с иными проверками данного защитного приспособления – в частности, каждые полгода – с визуальным осмотром, и каждый год – с комплексным анализом состояния установки, в ходе которого устанавливается качество соединения с проводником, расположенным в грунте.

Переходное сопротивление заземления может замеряться и без определенного графика – подобный вид работ используется при комплексной реконструкции системы, а также при внесении в нее определенных изменений, серьезно затрагивающих структуру. Также стоит отметить и тот факт, что данный показатель обязательно стоит получать перед выполнением иных процедур – как связанных с заземлением, так и относящихся к иным категориям.

Пример технического отчета

1из27

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

что это, какие есть нормы, как измерить

Электрическая цепь включает в себя контактные соединения в большем или меньшем количестве. Такие соединения нужны, чтобы отдельные ее элементы в передающих сетях, электроустановках или электрических аппаратах работали как единое целое. В контактных соединениях обеспечивается соприкосновение проводников с целью предотвращения обрыва цепи. Место контакта характеризуется электрическим сопротивлением, превышающим данный показатель каждого из проводников. От величины этого параметра во многом зависит надежность работы электрических устройств, поэтому в электротехнике понятию переходное сопротивление контактов уделяется особое внимание.

Почему в месте соединения проводников сопротивление возрастает

Обеспечить 100 % прилегание мест касания проводников практически невозможно. На поверхностях всегда будут существовать мелкие впадины и бугорки, которые не уберет никакая механическая обработка. Они как раз являются причиной того, что пятно контакта поверхности воспринимающей усилие будет меньше воспринимаемой визуально. Уменьшение проходного сечения проводника в месте перехода увеличивает сопротивление протеканию тока.

Кроме этого абсолютное большинство проводников подвержены окислению поверхностей контакта. Окисная пленка наиболее часто применяемых в качестве материала проводников меди и алюминия имеет большее удельное сопротивление, чем основной металл. Поэтому окисление контактных соединений приводит к увеличению переходного сопротивления.

Негативные факторы, возникающие от высокого переходного сопротивления

Законы электротехники констатируют факт увеличения выделяемого тепла на контактах при высоком переходном сопротивлении. Это приводит к тепловому расширению проводников и соответственно к ослаблению места контакта. Слабый контакт, в свою очередь повышает переходное сопротивление, которое в конечном итоге стремится к бесконечности. Резко возрастающий ток вызывает отгорание или сваривание контактных соединений. Процесс нагрева может происходить с образованием электрической дуги, что создает реальную опасность возникновения пожара.

Как уменьшить величину переходного сопротивления

Для обеспечения нормальной работы электрооборудования, недопущения аварийных ситуаций существуют рекомендации по применению способов реализации контактных соединений.

Механические

Этот способ основан на сжатии соприкасаемых поверхностей проводников для увеличения пятна контакта. Зависимость переходного сопротивления (Rn) от усилия сжатия F (давления) показана на графике.

Из графика следует, что чем больше усилие сжатия, тем меньше переходное контактное сопротивление. Однако целесообразность в повышении усилия сжатия имеет ограничения. При достижении определенной величины оно уже перестает влиять на изменение сопротивления. Следует учитывать прочностные характеристики сжимаемых контактов при выборе оптимального давления. Для примера рассмотрим несколько наиболее часто применяемых механических способов соединения проводников.

Опрессовка. Этот способ заключается в совместном деформировании опрессовочной гильзы и соединяемых контактных проводников. Основными инструментами для опрессовки служат пресс-клещи и переносные гидропрессы. Гильза для повышения электрических характеристик соединения выполняется из специальных материалов (электротехническая медь, электротехнический алюминий).
Зажимы с помощью резьбовых соединений. В качестве рабочего материала для таких соединений применяются клеммные колодки. Они состоят из пластикового корпуса, в который вставлены с обеих сторон латунные трубки с резьбой с предварительно накрученными винтиками. Для соединения в отверстия клеммы вставляются соединяемые проводники и закручиванием винтов с определенным усилием крепятся в ней.
Пружинные зажимы. Отличаются разнообразием конструкций, но в основе всех заложена пружина, обеспечивающая своей силой упругости давление на контактируемые поверхности проводников. Здесь важно использовать пружинные зажимы от производителей. Некачественные пружины со временем могут потерять упругость и ослабить контакт. На изображении зажим при помощи листовой пружины от немецкого производителя WAGO.

Соединение контактов с помощью сварки

Эта технология позволяет создать надежный контакт с минимальным превышением переходного сопротивления. Применяется в электромонтажных работах, где в качестве расходника используется угольный электрод. Малый сварочный ток дает относительно слабую электрическую дугу и практически нулевое разбрызгивание металла дают электромонтажнику возможность работы в защитных очках вместо маски.

Сварку следует производить на короткой дуге, при увеличенной внешняя воздушная среда оказывает отрицательное воздействие на зону сварки в виде появления на ней пор, что повышает величину переходного сопротивления.

Пайка контактов

Перед пайкой важно правильно выполнить скрутку соединяемых проводников. Самостоятельная эксплуатация контактов выполненных в виде скруток запрещено ПУЭ («Правилами устройства электроустановок»). Сам процесс не требует особых навыков в отличие от сварки, где надо уметь держать короткую дугу. Так как материал, с помощью которого производят пайку (свинцово-оловянный и ему подобные) не обладает высокими прочностными характеристиками, то эта технология используется для соединения малых сечений (кабеля контрольные, управления, интернет кабеля).

Борьба с окислениями поверхностей контактов повышает эффективность передачи тока через соединение. Следует не допускать длительный период работы контактов из меди или алюминия, необходимо периодически выполнять чистку поверхностей спиртом.

Покрытие контактов серебром, платиной, лужение, никелирование, цинкование добавляют им коррозионную стойкость. При этом указанное покрытие практически не влияет на электрические характеристики соединения.

Нормы электроустановок по величине переходного сопротивления

На качественное выполнение функций электрических коммутационных аппаратов влияет величина сопротивления переходных контактов. Она оказывает существенное значение на быстроту срабатывания, как мощных электрических устройств типа масляных выключателей, так и слаботочной аппаратуры типа кнопок, переключателей, тумблеров. Так как допустимую величину переходного сопротивления необходимо периодически контролировать она обычно заносится в паспорт на изделие заводом — изготовителем.

Если в паспорте отсутствует информация по допустимой норме переходного сопротивления, следует обратиться к следующим нормативно — техническим документам: ПУЭ (7 издание), ГОСТ 24606.3–82, ГОСТ 17441–78 и другим стандартам, включая отраслевые. В зависимости от мощности и вида электрического оборудования (выключателей, разъединителей, отделителей и других) задается величина номинального тока, которому соответствует предельное значение переходного сопротивления. Его допустимое значение составляет достаточно малую величину, измеряемую в тысячных долях (мкОм).

Важным показателем эффективности работы заземления является минимальное сопротивление прохождению тока через грунт. Так как конструкция заземления состоит из нескольких соединенных между собой элементов, то одним из факторов, влияющих на его работу, будет переходное сопротивление. Его максимальное значение согласно требованиям ПУЭ не должно быть большим 0.05 Ом на любом контактном переходе заземления. Такая величина позволит быстро сбросить мощный потенциал, возникший, например, во время короткого замыкания.

Как контролировать величину переходного сопротивления

В графики планово — предупредительного ремонта электрического оборудования, в котором имеются контактные устройства в обязательном порядке входит проверка их переходного сопротивления. Периодичность таких работ учитывает требования ПТЭЭП («Правил технической эксплуатации электроустановок»). Однако решающее слово о назначении проверки переходного напряжения остается за эксплуатирующей электрооборудование организацией. Своевременное обнаружение неисправности контактов позволяет предотвратить выход из строя всего оборудования.

Выявить неисправность контакта поможет измерение переходного сопротивления. Существует несколько методов в определении этого параметра. Однако общим для всех способов замера служит измерение переходного сопротивления в установленных нормативно — технической документацией значений тока и напряжения.

Метод измерения с помощью простой схемы

Установленные ПУЭ значения номинального тока и напряжения для определения допустимого переходного сопротивления не позволяют напрямую применять для измерения обычные омметры или тестеры. Выйти из положения поможет простая схема с применением амперметра и милливольтметра.

Увеличением/уменьшением нагрузки R подбирается рабочий ток контактной пары, а милливольтметр фиксирует при данном токе напряжение. По формуле закона Ома переходное сопротивление контакта определяется расчетным путем.

Метод измерения с помощью специальных приборов

Существуют специальные миллиомметры и микроомметры с помощью которых переходное сопротивление контакта можно определить, подключив зажимы непосредственно к его концам.

Эти измерительные приборы отличаются по принципу действия, весогабаритным характеристикам, метрологическими показателями. Однако требования к зажимам («крокодильчикам») у них одинаковые. Они должны плотно прилегать к подключаемым с их помощью концам входа и выхода, для чего зажимы оснащаются болтовыми соединениями, пружинами сжатия и другой подобной оснасткой.

Некоторые электрические устройства имеют конструктивные особенности, которые необходимо учитывать при измерении переходного сопротивления. Например, высоковольтные выключатели оснащены трансформаторами тока. В процессе измерения переходного сопротивления подача тока вызывает переходной процесс, возникающий в обмотках трансформатора. Измерительный прибор должен иметь в конструкции устройство обеспечивающее исключение такой погрешности.

Устранить под ноль переходное сопротивление согласно законам физики невозможно. Надо просто научиться с ним мирно сосуществовать, соблюдая все технические регламенты по профилактике контактных пар, контролю их с помощью измерительных приборов. В этом случае величина переходного сопротивления будет столь мала, что ее негативное влияние не будет ощущаться при работе электроустановок.

Видео по теме

Зависимость величины переходного сопротивления в разборных электро контактах

Понятие переходного электрического сопротивления в электрических контактах

Переходным электрическим сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов. При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв. В этом и состоит пожарная опасность переходных контактных сопротивлений, которая усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления.

От чего зависит величина переходного электрического сопротивления

Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления. Особенно интенсивное окисление происходит во влажной среде и с химически активными веществами, а также при нагреве контактов выше 70 — 75 С.

Величина переходного контактного сопротивления не должна превышать более чем на 20% величину сопротивления сплошного участка этой цепи примерно такой же длины.

Величина переходного электрического сопротивления контакта зависит от степени окисления соединяемых контактных поверхностей проводников. Металл контактов взаимодействует с окружающей средой, кислородом воздуха, агрессивными тазами и влагой и вступает с ними в химические реакции, вызывая химическую коррозию металла. Пленка окиси, образующаяся на поверхности металла (например, алюминия) от воздействия воздуха и окружающей среды, создается чрезвычайно быстро и обладает очень большим электрическим сопротивлением. Загрязненные или покрытые окислами контактные поверхности имеют более высокое переходное сопротивление, так как в этом случае в ряде точек нет непосредственного соприкосновения металлов. Окисление идет тем быстрее, чем выше температура контактных поверхностей и чем легче доступ воздуха к ним. Переходное сопротивление контактного соединения или контакта вследствие окисления может возрасти в десятки и сотни раз, так как окислы большинства металлов являются плохими проводниками. В результате реакции окисления проводящая конструкция постепенно разрушается. Если при этом она находится под нагрузкой, то уменьшение ее сечения приводит к дополнительному нагреву (закон Джоуля-Ленца), что в итоге может привести к ее расплавлению.

Величина переходного сопротивления контакта зависит от его конструкции, материала соприкасающихся частей и силы прижатия их друг к другу. Контактные поверхности всегда имеют микроскопические возвышения и впадины; поэтому соприкосновение происходит только в отдельных точках-небольших площадках. Действительная площадь касания увеличивается с ростом силы прижатия контактов друг к другу. Под влиянием силы прижатия металл в точках касания сминается и размеры площадок увеличиваются, возникает соприкосновение в новых точках. Это приводит к снижению переходного сопротивления.

Проверка расстояния. Величина переходного сопротивления контактов выключателей (на одну фазу) для масляных выключателей 200 а составляет не более 350 мком и для выключателей 1000 а-100 мком. Для всей цепи одной фазы воздушных выключателей сопротивление контактов должно быть не более 500 мком.

Величина переходных сопротивлений контактов выключателей зависит от их типа.

На величину переходного сопротивления контакта, как показывают опытные данные, оказывает влияние ряд причин. Оно зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактными элементами, величины поверхности их соприкосновения и ее состояния, а также температуры контакта.

Сопротивление зависит от материала контактного соединения, давления, испытываемого контактами, величины поверхности соприкосновения, состояния поверхности и температуры контакта.

Большое влияние на большие переходные сопротивления контактов оказывает их окисление. Контакты, помещенные в масло, подвергаются значительно меньшему окислению, чем работающие в воздухе.

Конструкция контактов должна быть такова, чтобы замыкание и размыкание контактов сопровождалось трением одной поверхности о другую, что способствует их очищению от оксидной пленки.

Когда не так важна величина переходного сопротивления контакта, как его постоянство (например, в измерительной аппаратуре), применяют гальваническое осаждение палладия, имеющего электропроводность в семь раз меньшую, чем у серебра, но весьма стойкого к химической коррозии и твердого.

При очень больших силах нажатия величина переходного сопротивления контактов меняется чрезвычайно не-значительно. Кроме того, слишком большие силы нажатия вызывают чрезмерные напряжения в материале контактных элементов, вследствие чего контакты утрачивают упругость и становятся менее прочными.

По виду касания различают размыкаемые контакты точечные, линейные и плоскостные. Поверхности контактов из-за шероховатости соприкасаются в ограниченном числе точек. Величина переходного сопротивления контакта зависит от силы сжатия контактов, пластичности их материала, качества обработки поверхности и ее состояния, а также от удельного сопротивления материала и вида касания.

Остались вопросы?
Проконсультируем по телефону

или пишите нам e-mail: [email protected]

Что такое проверка контактного сопротивления и почему проводится проверка контактного сопротивления

Что такое контактное сопротивление

Контактное сопротивление — это сопротивление току, возникающее из-за состояния поверхности и других причин, когда контакты соприкасаются друг с другом (в замкнутом состоянии устройства). Это может произойти между контактами:

выключатели
Контакторы
Реле
Коммутаторы
Разъемы
Коммутационные аппараты прочие

Испытание сопротивления контактов, также известное как испытание воздуховодов, измеряет сопротивление электрических соединений — выводов, стыков, соединителей, секций шин или кабельных соединений и т. Д.Это могут быть соединения между любыми двумя проводниками, например, кабельные соединения или секции сборных шин. Инструмент, который используется для выполнения теста на проводнике, называется омметром, и, поскольку его функция заключается в выполнении теста на проводнике, омметр также известен как тестер проводника.

Дукторный тестер можно найти во многих вариантах, таких как микро-, мега- и миллиомметры, тестеры статического сопротивления или DLRO, что означает цифровой омметр с низким сопротивлением. Используется для измерения сопротивления в различных приложениях электрического тестирования. Этот тестер состоит из амперметра постоянного тока и нескольких других компонентов. Тест измеряет сопротивление на уровне микро- или миллиомов и используется в первую очередь для проверки правильности электрических соединений и может обнаруживать следующие проблемы:

Ослабленные соединения
Достаточное натяжение болтовых соединений
Эродированные контактные поверхности
Контакты загрязнены или корродированы

Термин «контактное сопротивление» относится к вкладу в общее сопротивление системы, которое может быть отнесено к контактным поверхностям электрических выводов и соединений, в отличие от внутреннего сопротивления, которое является неотъемлемым свойством, не зависящим от метода измерения.Этот эффект часто описывается термином «сопротивление электрического контакта» или «ECR» и может изменяться со временем, чаще всего уменьшаясь в процессе, известном как ползучесть по сопротивлению. Идея падения потенциала на инжекционном электроде была введена Уильямом Шокли, чтобы объяснить разницу между экспериментальными результатами и моделью постепенного приближения канала. В дополнение к термину ECR также используются «интерфейсное сопротивление», «переходное сопротивление» или просто «поправочный термин». Термин «паразитное сопротивление» использовался как более общий термин, в котором обычно все еще предполагается, что контактное сопротивление имеет основной вклад.

Зачем нужен тест на сопротивление контакта?

Контакты в автоматическом выключателе необходимо периодически проверять, чтобы убедиться, что выключатель исправен и функционирует. Плохо обслуживаемые или поврежденные контакты могут вызвать искрение, потерю фазы и даже возгорание.

Это испытание особенно важно для контактов, по которым протекает большой ток (например, шин распределительного устройства), поскольку более высокое сопротивление контактов может привести к снижению допустимой нагрузки по току и более высоким потерям.Тестирование воздуховодов обычно выполняется с помощью микро / миллиомметра или низкоомметра.

Измерение контактного сопротивления помогает идентифицировать фреттинг-коррозию контактов, а также позволяет диагностировать и предотвращать контактную коррозию. Увеличение контактного сопротивления может вызвать падение высокого напряжения в системе, и это необходимо контролировать.

Что делается во время испытания контактного сопротивления?

Двумя общими проверками, проводимыми на контактах выключателя, являются визуальный осмотр и проверка контактного сопротивления.

Визуальный осмотр включает проверку контактов автоматического выключателя на наличие следов точечной коррозии из-за дугового разряда и изношенных или деформированных контактов.
Вторая проверка — измерение контактного сопротивления. Это включает в себя подачу фиксированного тока, обычно около 100 А, 200 А и 300 А, через контакты и измерение падения напряжения на нем. Этот тест проводится с помощью специального прибора для измерения контактного сопротивления. Затем по закону Ома рассчитывается значение сопротивления.Значение сопротивления необходимо сравнить со значением, указанным производителем. Значение также следует сравнить с предыдущими записями.

Оба этих теста необходимо проводить вместе. Так как есть случаи, когда контакты имеют хорошее контактное сопротивление, но находятся в поврежденном состоянии. Таким образом, чтобы контакт был сертифицирован как здоровый, он должен иметь хорошее сопротивление контакта и пройти визуальный осмотр.

Тестер воздуховодов

Существует два типа тестеров для воздуховодов:

Омметр типа

имеет 4 резистора, напряжение внутренней батареи — E и выходные клеммы A и B.При соединении клемм A и B с резисторами R1 и R2 батарея образует простую последовательную цепь.
Омметр шунтового типа, используется для измерения малых значений текущего сопротивления. Когда клеммы A и B замкнуты, стрелка показывает ноль, потому что ток течет только через резистор RX. Когда эти две клеммы разомкнуты, ток через резистор RX не течет, поэтому показания на тестере воздуховодов помечаются как бесконечные.

Как мы проводим испытание контактного сопротивления?

Критерии испытаний

Критерии оценки контактного сопротивления электрических соединений во многом зависят от типа соединения (например,грамм. болтами, пайкой, зажимом, сваркой и т. д.), площадь металлической контактной поверхности, контактное давление и т. д. Они будут различаться в зависимости от оборудования и производителя, и не существует норм или стандартов, которые предписывают минимальное сопротивление контакта. Таким образом, необходимо консультироваться с рекомендациями производителя. Например, производители иногда указывают максимальное контактное сопротивление 10 мкОм для больших болтовых соединений сборных шин.

Измерение контактного сопротивления и область его применения довольно обширны.

Электрические соединения

Электрические соединения цепей имеют различные способы и средства, такие как соединение сваркой, нажатием, вставкой и плотной промокшей и т. Д. Если вы хотите узнать качество разъема и его характеристики проводимости, вам просто нужно измерить его контактное сопротивление. Контактное сопротивление часто применялось при проверке качества переключателей, реле и контактных площадок печатных плат.

В аспекте сборки оборудования контактное сопротивление контактной поверхности металлов можно использовать для оценки надежности и герметичности сборки оборудования.Контактное сопротивление связано с характеристикой проводимости контактной поверхности. Чем больше площадь и чем меньше примесей на поверхности пары металлов, тем лучше проводимость и меньше сопротивление, и наоборот.

По способам измерения контактного сопротивления мы можем качественно проанализировать надежность и герметичность агрегата. Этот метод уже применялся при проверке качества сборки экрана на ЭМС. Методы измерения для разных приложений не совпадают.Например, в случае измерения сопротивления контактов мощных переключателей и реле, следует использовать высокий ток, пару контактов, такие вещи, как состояние, которое на самом деле происходит в рабочем состоянии. В случае соединителя «сухой» цепи испытательный ток должен быть низким, чтобы соединение не расплавилось от тепла (ток менее 100 мА).

Сборка оборудования

В случае проверки качества сборки машинного оборудования следует выбирать разные испытательные схемы в соответствии с различными структурами.Есть два типа структур: замкнутая структура петли и открытая структура не петли. Их методы измерения совершенно разные.

Как измерить сопротивление контактов, которое присутствует в цепи контура, но не меняет цепь?

Новый метод решит эту проблему. Этот метод очень полезен для измерения контактного сопротивления в сложных узлах оборудования. Контактное сопротивление определяется как отношение напряжения на контакте к току, протекающему через замкнутую пару контактов.Это соответствовало закону Ома. Между металлом 1 и металлом 2 существует граница раздела. Ток I, идущий от источника тока, протекает через эту границу раздела, можно считать с измерителя тока. И тогда падение напряжения на интерфейсе может быть считано с измерителя напряжения как U. Затем значение контактного сопротивления Rx может быть рассчитано с помощью.

Rx = U / I

Поскольку контактное сопротивление изменяется в зависимости от окружающей среды и протекания тока, условие измерения должно быть таким же, как и условие использования.Для точного измерения необходимо использовать четырехполюсный метод измерения и метод исключения термо-ЭДС. Этот метод косвенного измерения может применяться при измерении контактного сопротивления или сопротивления контура. Для этого нужны три контрольных точки, три шага и три формулы. Этот метод был признан правильным, и его также можно использовать при калибровке эталона петлевого резистора.

Типичный метод испытания контактного сопротивления

Четырехпроводное (Кельвинское) падение напряжения постоянного тока — это типичный метод, используемый микроомметрами для проверки контактного сопротивления, который обеспечивает более точные измерения за счет устранения собственного контактного сопротивления и сопротивления измерительных проводов.

Проверка контактного сопротивления выполняется с использованием двух токовых выводов для инжекции и двух потенциальных выводов для измерения падения напряжения; кабели напряжения должны быть подключены как можно ближе к проверяемому соединению и всегда внутри цепи, образованной подключенными токоподводами.
На основе измерения падения напряжения управляемые микропроцессором микроомметры рассчитывают контактное сопротивление, устраняя при этом возможные ошибки из-за эффектов термоЭДС в соединениях (термоЭДС — это небольшие напряжения термопары, которые возникают при соединении двух разных металлов ) Они будут добавлены к измеренному общему падению напряжения и внесут ошибки в испытание контактного сопротивления, если они не будут вычтены из измерения другими методами (изменение полярности и усреднение, прямое измерение величины термо-ЭДС и т. Д.))
Если при проверке сопротивления контактов выключателя с использованием низкого тока получены показания низкого сопротивления, рекомендуется повторно проверить контакты при более высоком токе. Почему нам выгодно использовать более высокий ток? Более высокий ток будет иметь возможность преодолеть проблемы с подключением и окисление на клеммах, где более низкий ток может давать ложные (более высокие) показания в этих условиях.

При испытании контактного сопротивления очень важно поддерживать постоянные условия измерения, чтобы иметь возможность сравнивать с предыдущими и будущими результатами для анализа тенденций.Следовательно, при проведении периодических измерений испытание контактного сопротивления должно проводиться в одном и том же положении, с теми же измерительными проводами (всегда с калиброванными кабелями, поставляемыми производителем) и в тех же условиях, чтобы можно было определить, когда соединение , соединение, сварка или устройство станут небезопасными.

Заключение

Измерения теплопроводности также зависят от контактного сопротивления, что особенно важно при переносе тепла через гранулированные среды.Точно так же падение гидростатического давления (аналогично электрическому напряжению) происходит при переходе потока жидкости из одного канала в другой.

Испытания сопротивления контактов предоставляют информацию о том, насколько исправны контакты и их способность выдерживать номинальный ток.

Максимальное сопротивление контакта следует проверять в соответствии со спецификациями производителя. Номинальный ток не должен превышаться, рекомендуется испытание при 10% номинального тока.

Следует использовать минимальный испытательный постоянный ток в соответствии со спецификацией производителя; однако рекомендуемые уровни IEC и ANSI: 50 A IEC 60694 100 A ANSI.

Измерения контактного сопротивления | Центр усовершенствованной инженерии жизненного цикла

Измерение контактного сопротивления

На надежность электронных систем в значительной степени влияет способность множества контактов и разъемов внутри узла поддерживать сопротивление соединения ниже заданного «порогового» значения. Общие механизмы деградации, такие как рост оксидных пленок, коррозия пор и релаксация напряжений, могут привести к увеличению контактного сопротивления и возможному выходу системы из строя.Измерения контактного сопротивления используются для оценки рисков использования различных контактов и разъемов. Для этой цели при содействии AMD и Bellcore был разработан автоматический датчик контактного сопротивления (ACRP) в CALCE.

Для измерения сопротивления контактов требуется способность измерять очень небольшие колебания сопротивления при моделировании реальных условий эксплуатации. ACRP обеспечивает точные измерения за счет использования управляемой компьютером системы нагружения, предназначенной для приложения нормальной силы без вибрации к контактной поверхности.Эта система загрузки имеет регулируемую скорость загрузки и имеет диапазон от 0 до 2200 граммов с разрешением менее 2 граммов. Контактное сопротивление измеряется с помощью управляемого компьютером блока питания и измерения с высоким разрешением, который может выдавать ток от 1 нА до 1 А при напряжении от 0,1 мВ до 110 В. Если контактные измерения необходимо выполнить при более высоком номинальном токе, что может быть оправдано для полевого применения, соответствующий источник может быть добавлен к существующей установке.

ACRP проводит измерения сопротивления в режиме реального времени, позволяет проводить измерения с использованием фактической геометрии контактов и может моделировать повторяющиеся циклы соединения и разъединения, характерные для разъемных разъемов. Это движение «вытеснения» достигается за счет автоматического позиционирования по осям X и Y. Это управляемое компьютером перемещение имеет разрешение 0,2 мм и позволяет проводить многократные измерения в одной точке (циклическое нагружение) или по всей контактной поверхности (автоматический многоточечный контакт).

Циклическая нагрузка: Эта возможность позволяет выполнить испытание разъемов на стыковку / отсоединение и нагрузку / разгрузку. ACRP в CALCE может обнаруживать в реальном времени изменение зависимости контактного сопротивления от нормальной силы в каждом отдельном цикле сопряжения.

Автоматический многоточечный контакт: Эта возможность позволяет определять распределение контактного сопротивления в зависимости от местоположения контакта. Для получения точной оценки поведения контактного сопротивления требуется несколько измерений.Окружающая среда является критическим фактором контактного сопротивления и часто ускоряет общие механизмы деградации. ACRP позволяет пользователю измерять контактное сопротивление в реальном времени, подвергая разъем воздействию различных температур и влажности, предназначенных для имитации или ускорения реальных полевых условий. Это очень важно, поскольку механизмы разрушения, такие как фреттинг-коррозия, зависят от синергетического эффекта микродвижения, температуры и влажности.

Использование камеры смешанного потока газа (MFG) позволяет ускорить оценку механизмов разрушения контактов из-за агрессивных сред.

Измерение

TLM | PVEducation

Введение

Контакты солнечных элементов в идеале омические и с небольшим контактным сопротивлением.Металлический контакт часто шире и проводит больше, чем толщина полупроводникового слоя, что дает начало концепции длины переноса. Как показано на рисунке ниже, ток не распространяется равномерно по металлическому кремниевому контакту и скапливается по краям. При моделировании и измерениях необходимо учитывать скопление людей.

, как и любые другие полупроводниковые приборы, имеет контакт, и все контакты имеют контактное сопротивление. Контакты могут быть металл-полупроводник или полупроводник-полупроводник.Контакты могут быть как омическими, так и шоттки. Омические контакты имеют линейные или квазилинейные вольт-амперные характеристики, а контакты Шоттки — нелинейные. Омические контакты не должны инжектировать неосновные носители, и падение напряжения на них должно быть небольшим по сравнению с падением напряжения на активных областях устройства. На следующем рисунке показаны характеристики ВАХ для типичной кремниевой ячейки с гетеропереходом в темноте. Как видно, некоторые из контактов могут вести себя как омические контакты, так и контакты Шоттки при различных условиях применения.Для низких приложенных напряжений ток регулируется объемными свойствами материала, тогда как для более высоких напряжений (и низкого уровня легирования) объемный заряд, накопленный внутри устройства, изменяет ток на ток, ограниченный пространственным зарядом (SCLC), который обычно нелинейно изменяется с приложенным напряжением. . (см. ссылку 1)

Контактное сопротивление

Ток в контактах металл-полупроводник может течь как вертикально, так и горизонтально, и поэтому может вести себя по-разному.На следующем рисунке показаны различные компоненты сопротивления в солнечном элементе и, в том числе, контактное сопротивление, для измерения которого нам необходимо подать ток на два металлических контакта на передней панели, а затем измерить напряжение над ним. Общее сопротивление можно разделить на три составляющие: (1) сопротивление металлического проводника R _m, (2) контактное сопротивление R _C и (3) сопротивление полупроводника или эмиттера R _полу.

Контактное сопротивление обычно не определено.Он включает в себя несколько компонентов, включая контакт металл-изолятор, часть металла непосредственно над границей раздела металл-полупроводник, часть полупроводника ниже этой границы раздела, эффекты вытеснения тока и любой межфазный оксид или другие слои, которые могут присутствовать между металлом и полупроводник. Сопротивление полупроводника в основном определяется листовым сопротивлением полупроводника (n-слой на рисунке выше)

Измерительная техника

Существуют различные методы измерения контактного сопротивления, включая измерения методом переносимой длины (TLM) [9], измерения методом круговой переносной длины (CTLM) [10] или измерение через поглотитель, введенное Коксом и Стрэком [11].Здесь мы сосредоточимся на измерениях методом переносимой длины (TLM), поскольку это наиболее распространенный метод для солнечных элементов.

Метод длины переноса (TLM)

Как показано на рисунке 1, сопротивление одиночного контакта будет R _m + R _C. Однако в большинстве случаев удельное сопротивление металла в контакте настолько низкое, что R _C >> R _m, и поэтому R _m можно не учитывать.
Итак, уравнение 1 можно заменить на:

$$ R_ {T} = 2 R_ {C} + R _ {\ text {sheet}} \ frac {L} {W}, \ quad \ left (\ text {Rsemi} = R _ {\ text {sheet}} \ frac {L} {W} \ right) $$

Выше предполагают, что общее сопротивление имеет линейную зависимость от длины резистора, что означает, что если мы построим несколько из них с разной длиной, общее сопротивление может быть измерено и нанесено на график.Затем, экстраполируя обратно на L = 0 на графике, в пределах резистора нулевой длины, остаточное сопротивление будет вдвое больше контактного сопротивления. Листовое сопротивление полупроводника также можно определить по наклону линии.

Контактное сопротивление

Преимущество измерения контактного сопротивления вместо контактного удельного сопротивления заключается в том, что мы можем использовать стандартную величину в качестве точки сравнения. Его можно записать как ρ _C = A _C R _C, и он будет иметь единицы Ом · см ².Предполагая, что мы знаем площадь контактов, определение удельного сопротивления контактов должно быть простым. Однако на практике площадь физического контакта обычно не равна эффективной площади контакта. Это связано с тем, что ток в контакте не течет равномерно.

Текущая переполненность

Явление, известное как скопление тока, происходит на краю контакта (см. Рисунок 4). Когда мы удаляемся от этого края, ток спадает до тех пор, пока на дальнем крае не перестанет существовать ток.Ток через полупроводник по-прежнему однороден, а вот ток через контакты — нет. Поскольку ток в контакте течет неравномерно, мы не можем использовать физическую длину и ширину контакта для определения площади контакта. На основании анализа, представленного в работе. 1, среднее расстояние, которое электрон (или дырка) проходит в полупроводнике под контактом, прежде чем он протекает в контакт, можно определить следующим образом:

$$ L_ {T} = \ sqrt {\ frac {\ rho_ {C}} {R _ {\ text {sheet}}}} $$

Мы называем эту длину передачи L _T.Таким образом, для случаев, когда L _T <размеры контактной площадки, эффективная площадь контакта может быть рассчитана как L _T W. Тогда контактное сопротивление составляет:

Типичная компоновка тестовой таблицы TLM показана ниже. Есть одна прямоугольная область (синяя на рисунке), которая имеет такое же легирование (то есть такое же сопротивление листа), что и контактные области устройств. Над легированной областью формируется массив контактов (темно-серый на рисунке) с различным расстоянием между ними.

График зависимости R _T от длины резистора также может дать переходную длину путем экстраполяции обратно на горизонтальную ось, где точка пересечения = –2L _T. Таким образом, мы знаем все необходимое для определения контактного сопротивления.

Типичные значения контактного сопротивления для многослойных кремниевых стопок с гетеропереходом составляют от 10 до 500 мОм см ², а для солнечных элементов с диффузным переходом могут составлять всего 1 мОм см ².

Список литературы

Неорганическая фотовольтаика — плоские и наноструктурированные устройства, Прогресс в материаловедении, 2016.
Характеристики полупроводниковых материалов и устройств, проведенные Дитером Шредером, Джоном Вили, 1998.
Измерения контактного сопротивления и TLM.

Обзор динамического измерения сопротивления контактов высоковольтных автоматических выключателей

Конструкция контактов играет решающую роль в автоматическом выключателе. Контактное усилие и фактическая площадь контакта — два важных параметра, которые сильно влияют на значение контактного сопротивления.Контактное сопротивление равно

$$ R_ {T} = \ frac {\ rho} {2} \ sqrt {\ frac {\ pi kH} {{F_ {T}}}} + R_ {F} $$.

(2)

где H — твердость материала; K — постоянная от 0,1 до 0,3; ρ — удельное сопротивление контактного материала; R _F, пленка сопротивления; и F _T — полная сила, действующая на контакт.

Сужение в точке контакта отвечает за сопротивление контакта и, следовательно, за тепло, выделяемое на контактах, а также является источником электромагнитной силы, действующей на структуру контакта.

Для кругового контакта кластера существует сила притяжения (F _A) в дополнение к силе отталкивания (F _R) и силе контактной пружины (F _S) на пальцах контакта. Таким образом, общая сила (F _T), действующая на контакт, равна

$$ {\ text {F}} _ {\ text {T}} = {\ text {F}} _ {\ text {S }} + {\ text {F}} _ {\ text {R}} — {\ text {F}} _ {\ text {A}} $$

(3)

Для правильно спроектированного контакта сила притяжения должна быть больше силы отталкивания.Сульфидное покрытие образуется на серебряной контактной поверхности элегазового выключателя, когда он подвергается искрообразованию. Это увеличивает контактное сопротивление, если между контактами нет царапающего или вытирающего движения. Однако эта сульфидная пленка легко удаляется легким трением и даже может разлагаться при нагревании. Для контакта типа круглого кластера существует сила притяжения между двумя противоположными пальцами, при этом ток течет в том же направлении, что и каждый контакт. Эта сила притяжения для контакта с n пальцами и расстоянием d между пальцами при токе I / n через каждый палец равна

$$ F_ {A} = 0.{2} \ left (\ frac {1} {d} \ right) $$

(4)

Этот ток обратно пропорционален расстоянию «d» между пальцами, как показано на рис. 4. Эти силы стремятся сжимать контакты движущихся пальцев на неподвижном контакте, тем самым уменьшая сопротивление контакта. Кроме того, он улучшает очищающее действие на контактной поверхности, удаляя сульфидное покрытие [8]. Ввиду этого контакты автоматического выключателя должны быть правильно спроектированы для протирки, чтобы свести к минимуму проблему фторида металла.

Фиг.4

Сила притяжения на круговом контакте кластера

ECE Illinois — ece444: Структуры контактного сопротивления

Контакты металл-полупроводник для набора масок ECE 444 были намеренно сделаны довольно маленькими, чтобы можно было легко измерить сопротивление контакта.

В любой конструкции или устройстве контакт должен осуществляться с устройством из «внешнего мира». Контактное сопротивление существует между испытательным зондом и алюминиевой подушечкой, а также между алюминиевой подушкой и кремнием. Мы проигнорируем сопротивление контакта между датчиком и контактной площадкой и сконцентрируемся на сопротивлении между контактной площадкой и кремнием. Контактное сопротивление определяется

Размер и форма контакта,
Расстояние между краем контактного окна и краем диффузной области,
Тип кремния и концентрация легирования,
Отжиг
Направление тока.(ссылка 1)

Чтобы иметь возможность прогнозировать характеристики устройств и правильно проектировать устройства, необходимо определить контактное сопротивление. Набор масок был разработан с использованием стандартного контактного отверстия 10 x 10 мкм. Некоторые контакты больше, но они используются только для смещения и не повлияют на работу устройства. В этом приборе вы будете измерять контактное сопротивление тремя способами и изучать меньшие контакты площадью 5 и 2,5 мкм.

Контактные цепи

Теория

Первая тестовая структура — это контактная цепь (см. Рисунок выше).Он состоит из чередование диффузных и алюминиевых областей. Поскольку сопротивление алюминиевых областей очень низкое, им можно пренебречь. Однако контактное сопротивление и сопротивление диффузных областей будет измеряться.

Контактная цепь часто используется для проверки целостности контактов. Контактная цепь с будут изготовлены тысячи контактов, и целостность всех контактов может быть легко проверено одним измерением.Если неисправен только один из контактов, конструкция будет разомкнутая цепь. Контактные цепи часто включаются в тестовые чипы для анализа выхода или надежности. учеба ³.

Структуру можно разбить на двенадцать блоков, каждый с одной диффузной областью и двумя контактами. Общее сопротивление следующее:

R _всего = 12 R _блок

Сопротивление каждого блока определяется поправочным коэффициентом геометрии, умноженным на размер листа. сопротивление плюс контактное сопротивление:

R _блок = h R _s + 2 R _c

Размер диффузных областей между контактами составляет 100 мкм, ширина — 50 мкм.Следовательно, h приблизительно равно 2 для данной раскладки ⁴.

Размер

Проведите линию на графике ВАХ каждой из контактных цепей и запишите сопротивление.

Метод длины переноса

⁵

Теория

Вторая структура является упрощением метода длины передачи (TLM), первоначально предложенного Шокли (см. Рисунок выше).Конструкция позволяет измерять резисторы различной длины с квадратные контакты 10 или 5 мкм. Значения сопротивления могут быть нанесены на график относительно резистора. длина, и линия может быть подогнана и экстраполирована на резистор нулевой длины. Результат будет удвоенное сопротивление контакта (два контакта, по одному на каждом конце).

Размер

Для каждой из конструкций измерьте сопротивление для каждой из длин: 400, 300, 200, 100, 90, 80, 70 и 60 мкм.Позже вы проведете линию через точки и экстраполируете ее на резистор нулевой длины.

Метод измерения Кельвина

⁶

Теория

Наконец, можно использовать метод измерения Кельвина.

Путем создания тока между контактными площадками b и d и измерения напряжения на контактных площадках a и c, контактное сопротивление можно определить.Поскольку между ними будет протекать относительно небольшой ток. контактные площадки a и c, падение напряжения в диффузной области от контактной площадки a до контакта может быть n возведен. Контактное сопротивление можно определить непосредственно из:

R _c = (V _a — V _c) / I _bd

Хотя эта структура измеряет контактное сопротивление самым непосредственным образом, она не идеальна. На результаты будут влиять эффекты выравнивания и увеличенная диффузная область вокруг контакт.

Размер

Определите контактное сопротивление для каждой из четырех структур. Вы можете выбрать конкретное значение тока и напряжения или установить линию.

Вопросы

Следующие вопросы относятся только к контактным цепям:

Используя уравнения, приведенные в теоретическом разделе, определите контактное сопротивление. для каждой из конструкций.
Сравните контактное сопротивление 10 мкм в диффузионном первом, диффузионном втором и диффузионном один / два слоя. Они эквивалентны? Почему или почему нет?
Повторите вопрос 2 для квадратных контактов 5 мкм.
Квадратные контакты 5 мкм составляют примерно четверть площади квадрата 10 мкм. контакты. Вы можете предположить, что контактное сопротивление квадратных контактов 5 мкм должно быть в четыре раза больше контактного сопротивления контактов 10 мкм.Ваши данные согласны с этим утверждением? Почему или почему нет?
При таком расчете контактного сопротивления сделано несколько допущений. Кто они такие? Вы чувствуете, что они довольны?
Большие контактные цепи, состоящие из тысяч контактов, часто используются для определения выход контактов в коммерческом процессе. Контакты 2,5 мкм приближаются пределы нашего процесса.Все ли ваши контакты 2,5 мкм исправны? Это возможно для обработки вашей пластины, чтобы контакты 2,5 мкм всегда были в рабочем состоянии. Почему это могло быть нежелательно?

Следующие вопросы относятся только к структурам TLM.

Постройте график зависимости сопротивления от длины для каждой из структур TLM. Определить контактное сопротивление что составляет половину Y-точки пересечения.
Повторите вопросы 2, 3 и 4 для структур TLM.

Следующий вопрос относится только к методике измерения Кельвина.

Повторите вопрос 7 для структур измерения Кельвина.

Следующие вопросы относятся ко всем структурам.

Интегральные схемы становятся все меньше и меньше. Сравните преимущества и Недостатки больших и малых контактов.
Какая из конструкций вы считаете наиболее надежной? Почему?
Кажется, что сопротивление контакта зависит от тока? Если да, то что ты думаете, что вызывает текущую зависимость?

Измерение контактного сопротивления

SCOPE представляет следующее поколение чрезвычайно популярного измерителя контактного сопротивления серии CRM, CRM100B +, во всем новом сверхлегком аватаре, основанном на передовой сверхконденсаторной технологии.CRM включает в себя некоторые современные аппаратные средства и интеллектуальные функции программного обеспечения, что делает его незаменимым инструментом для инженеров по тестированию и обслуживанию.

CRM быстро и точно измеряет значения микроомов при постоянном токе 100 А в условиях под напряжением сверхвысокого напряжения. Он специально разработан для надежного измерения микроомного контактного сопротивления автоматических выключателей, изоляторов, соединений сборных шин, заземляющих выключателей, сварных соединений и т. Д. В условиях агрессивного электростатического шума, обнаруживаемого в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения под напряжением до 765 кВ.Способность SCOPE заставить электронику работать в такой среде позволяет CRM измерять сигнал в милливольтах при наличии шума в киловольтах.

CRM одинаково подходит для оборудования среднего / высокого / сверхвысокого напряжения и очень полезен для энергетических компаний, производителей оборудования, испытательных и пусконаладочных компаний, испытательных лабораторий и т. Д.

Характеристики

Кардинально новая конструкция делает CRM самым легким из доступных измерителей сопротивления контактов.
Одновременные и множественные замеры испытательного тока и падения напряжения снимаются на высокой скорости с помощью быстрых АЦП с высоким разрешением.
Сопротивление будет рассчитано на основе фактического отношения V / I и усреднения отдельных образцов, что даст стабильные и точные результаты. Это делает его независимым от изменений испытательного тока.
Автоматический выбор диапазона. Прямое отображение значения микроом избавляет от ручных вычислений.
Встроенные часы реального времени, память и принтер. Отметка времени тестирования на каждой записи позволяет использовать временные ссылки для будущего использования.
Надежные соединения и повторяемость гарантируются специально разработанными запатентованными зажимами SCOPE Ck.
Поставляется с прочным калиброванным испытательным проводом, подходящим для 4-проводного измерения.
Оптимизированная конструкция набора испытательных проводов обеспечивает длину, достаточную для тестирования выключателей сверхвысокого напряжения, но при этом они легкие.
Работа от сети и батареи
Защита от глубокого разряда аккумулятора.
Простое управление. Испытания могут проводить даже технические специалисты.
Прибор постоянно доступен для измерений одно за другим.Нет рабочего цикла ВКЛ / ВЫКЛ.
Заключен в сверхпрочный жесткий литой корпус класса IP67.
Загрузка на ПК и анализ, включая «Анализ тенденций», возможны с помощью программного обеспечения «CData CRM +», поставляемого с комплектом.
Предусмотрены такие параметры отладки прибора, как проверка памяти, проверка принтера, проверка загрузки ПК.

Технические характеристики

Параметр	CRM 100B +
Испытательный ток	100A плюс.Пиковый испытательный ток будет определяться сопротивлением нагрузки, однако гарантируется минимум 100А
Диапазон сопротивления	0 — 200 мкОм, 2000 мкОм, 20 мОм, автоматический выбор диапазона
Разрешение	0,1 мкОм, 1 мкОм и 10 мкОм для вышеуказанного диапазона соответственно
Точность	Значение ± 1% ± 1 цифра
Выходное напряжение (макс.)	10 В постоянного тока
Режим работы	Автономный режим и управление с ПК
Дисплей	ЖК-дисплей, 4 строки по 20 символов.3 ½-разрядный дисплей для тестового тока и сопротивления
Принтер	Встроенный термопринтер
Память	1000 записей Внутренний
Встроенный аккумулятор	Литий-ионный, 11,1 В, 6 Ач
Мощность	Вход для зарядного устройства: 90-275 В переменного тока, 50 Гц ± 10%, от 100 до 300 В постоянного тока Выход зарядного устройства — 13,5 В постоянного тока, макс. 1500 мА
Коммуникационный порт	USB
Программное обеспечение	CData CRM — для управления ПК и ПК, загрузки и анализа, на базе Windows
Окружающая среда	от 0 до 50 ° C, до 95% относительной влажности (без конденсации)
Размер	340 x 295 x 155 мм
Вес	4 кг

Контактное сопротивление — Все производители — eTesters.com

Отображение недавних результатов 1 — 15 из 211 найденных продуктов.

Измеритель контактного сопротивления
PCRM200S — Производственная компания Motwane
Измеритель контактного сопротивления Motwane (модель: PCRM200S) представляет собой цифровой микроомметр, специально разработанный для измерения чрезвычайно низкого сопротивления в микроомах. Прибор основан на 4-проводном методе Кельвина для измерения низкого сопротивления.Текущий ввод установлен на 100A и 200A. Информация о тестировании, такая как ток, подаваемый с измеренным сопротивлением и падением напряжения, отображается вместе с данными в реальном времени на большом ЖК-дисплее с подсветкой. Этот удобный для пользователя прибор и его аксессуары размещены в удобном транспортировочном кейсе. Для загрузки, анализа и создания отчетов предусмотрено современное программное обеспечение на базе Windows. Внутренняя память на 199 записей предназначена для хранения данных на месте с возможностью установки и вызова даты и времени.Термопринтер — это дополнительная функция, позволяющая распечатать результаты теста.
Измеритель контактного сопротивления
AJIT Electronics Co.
4,5-разрядный светодиодный дисплей Диапазон: от 0 до 1999,9 Вт до 199,99 мВт Высокий измерительный ток: макс. 100 А постоянного тока. Метод истинного четырехпроводного измерения сопротивления исключает ошибки сопротивления проводов, присущие двухпроводным системам.Полностью защищен от перегрузок. Проверенная конструкция
Тестер сопротивления заземляющего контакта
СКР ЭЛЕКТРОНИКС
SCR ELEKTRONIKS разработала оборудование, а именно тестер сопротивления заземляющего контакта, для проверки устройства. Для обеспечения безопасности оператора важно, чтобы заземляющий тракт (соединение) имел минимальное сопротивление для обхода тока короткого замыкания на землю.Это обеспечивается путем измерения сопротивления пути заземления при прохождении сильного тока, скажем, 25 А. Тестер сопротивления контакта с землей по существу состоит из источника переменного тока с цифровым амперметром для измерения подаваемого тока. Падение напряжения на пути к Земле измеряется цифровым вольтметром. При желании для определенного тока (25 А) измеритель может быть откалиброван по сопротивлению. Предусмотрен таймер для отключения тока по истечении установленного времени.
Система измерения контактного сопротивления
CRMS — Ultra-Tech Enterprises, Inc.,
CRMS — это система, позволяющая любому пользователю измерить сопротивление каждого набора контактов реле, связанных с тестируемым реле. Испытательная система состоит из БЛОКА ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (CRMU), СТОЙКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ РЕЛЕ, а также соединительного КАБЕЛЯ. Энергия постоянного или переменного тока для переключения тестируемых обмоток реле для всех контактных измерений поступает от CRMU и легко взаимодействует с испытательной стойкой с несколькими реле. Для дополнительного и более тщательного тестирования реле внешний тестер реле может быть подключен к стойке для тестирования нескольких реле для подачи энергии на катушку реле.Рекомендуется использовать тестер реле UTE с таймером / счетчиком (продукт UTE № 15967-00), чтобы оператор мог в полной мере воспользоваться его уникальными функциями.
Комплект для измерения контактного сопротивления
LRM-10 — ndb Technologies Inc.
LRM-10 — это комплект микроомметра на 10 А, предназначенный для измерения низкого сопротивления при проверке целостности электрических соединений. LRM-10 имеет диапазон от 0.От 01 мкОм до 200 Ом. Он поставляется с четырехточечными датчиками для тяжелых условий эксплуатации и совместим с большим количеством дополнительных принадлежностей.
Наборы для испытания контактного сопротивления
Megger Group Ltd.
Позволяет измерять низкое сопротивление в различных приложениях в областях без доступа к электросети. Встроенный литий-ионный аккумулятор обеспечивает постоянный ток 100 А для проведения до 200 автоматических или ручных тестов, повышая производительность в удаленных местах.
Измерители сопротивления контактов автоматического выключателя
Компания Vanguard Instruments, Inc.
Vanguard Auto-Ohm 10 — это 10-амперный микроомметр с батарейным питанием, предназначенный для измерений низкого сопротивления, таких как измерение сопротивления в контактах выключателя, контактных соединениях проходных изоляторов и сварных соединениях. Устройство питается от четырех литий-ионных аккумуляторов емкостью 3400 мАч и напряжением 3,7 В постоянного тока.С этими батареями большой емкости можно проводить до 2900 тестов на одну зарядку (продолжительность 10 А / 2 секунды) в полевых условиях.
Резистор декадный
RU-410 / RU-610 — ED CO., LTD
* Низкое остаточное сопротивление поворотным переключателем с низким контактным сопротивлением * Неиндуктивное силовое сопротивление точности
Датчики влажности листьев
Campbell Scientific, Inc.
Campbell Scientific предлагает два типа датчиков влажности листьев для измерения влажности листьев: контакт с поверхностью и электрическое сопротивление. Датчики поверхностного контакта измеряют электрическое сопротивление водной пленки на своей поверхности. Датчики электрического сопротивления имитируют характеристики листьев и измеряют диэлектрическую проницаемость их верхних поверхностей.
Микроомметр постоянного тока, 600 А
DMOM-600 — Тестовые системы Manta
DMOM-600 специально разработан для проверки контактных сопротивлений выключателей сверхвысокого напряжения, контактных соединений проходных изоляторов, сварных соединений или для любых измерительных задач с низким сопротивлением.Этот сильноточный и очень легкий (33 фунта / 15 кг) микроомметр разработан в соответствии с требованиями IEEE C57.09-1999 (5.15) для проверки сопротивления контактов выключателя.
Микрометр
QMOM 600 — Amperis sl
DMOM-600 специально разработан для проверки контактных сопротивлений выключателей сверхвысокого напряжения, контактных соединений проходных изоляторов, сварных соединений или для любых измерительных задач с низким сопротивлением.Этот сильноточный и очень легкий (33 фунта / 15 кг) микроомметр разработан в соответствии с требованиями IEEE C57.09-1999 (5.15) для проверки сопротивления контактов выключателя.
Микроомметр постоянного тока на 200 А
AUTO-OHM 200 S3 — Тестовые системы Manta
Auto-Ohm-200 S3 — это микропроцессорный микроомметр постоянного тока четвертого поколения Vanguard.
No related posts.

Разное