9. 熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。
P150 第七节 直流电阻测量
直流电阻测量是电气设备试验中常见的测试项目，对判断电气设备导电回路的连接和接触情况起到重要作用。
一、测量直流电阻的意义
有些电气设备具有线圈等导电回路，例如发电机、电动机、变压器等。这些线圈的导线都包有绝缘，在制造过程中可能存在质量问题。例如导线连接接头焊接不良，或者存在匝间短路，也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。如果存在这些缺陷，电气设备投入运行时，可能很快发生事故；也可能在运行一段时间后，由于过负荷等原因，产生局部过热，最终导致设备事故。测量这些设备导电回路的直流电阻，就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患，防止不合格的设备投入运行。
此外，断路器等开关设备的触头闭合不严，或者引接线的接触不良，在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热，最后导体熔化造成事故。对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好，引接线的连接是否紧固，防止运行中接触点产生过热引起事故。
二、直流电阻测试方法
直流电阻测试的基本原理是在被测回路上施加某一直流电压，根据电路两端电压和电路中电流的数量关系，测出回路电阻。根据阻值大小判断电路连接和接触是否完好。测量方法有1电流、电压表法或2平衡电桥法。
1. 直流压降法
电流、电压表法又称直流压降法，其原理是在被测电路中通以直流电流，测量两端压降，根据欧姆定律计算出被测电阻。
图3-16为直流压降法测量直流电阻原理接线图。图中Rx为被测电阻，I为测量电流，U为测量电压。根据欧姆定律Rx＝U／I。
由于电流表和电压表都存在内阻，对测量结果会造成影响，引起误差。因此在计算电阻时，应把电流表和电压表的内阻考虑进去。设电流表的内阻
为rA，电压表的内阻为rv。
（1）采用图3-16（a）所示接线方式时
Rx?U （3-19） UI?rV式中 Rx——被测直流电阻，Ω；
U——电压表指示的电压，V； I——电流表指示的电流，A； rV——电压表的内电阻，Ω。 （2）采用图3-16（b）所示接线方式时
Rx?U?IrA （3-20） I式中 rA——电流表的内电阻，Ω。
图3-16（a）所示测量方法中，电流表中流过的电流包括两部分，其中主要部分是流过被测电阻Rx的电流，另有一很小的电流是流过电压表的电流。对于同一块电压表，电源电压不变，流过的电流也不变。被测电阻Rx愈小，流过被测电阻Rx的电流愈大，这时由电压表流过电流引起的测量误差愈小。因此图3-16（a）所示方法适合用于测量小电阻。
图3-16（b）所示的测量方法中，电压表所测量的电压不仅是被测电阻Rx上的电压，而且还包括电流表上的电压降。当电源电压不变时，被测电阻Rx数值愈大，电流表上电压降愈小，引起的测量误差也愈小。因此这种接线方式适用于测量大电阻。
2. 平衡电桥法
如图3-17所示，图中AC、CB、BD、AD四条支路称为电桥的四个臂。其中Rx桥臂是被测电阻。其余三个臂均由标准电阻组成，电阻数值都可调整。在电桥对角线上接入一个灵敏的检流计G，当检流计中没有电流流过时，指针指示中间零位。如果有电流流过，指针就偏离中间零位。电流愈大，指示数也愈大。指针偏转的方向取决于电流的流动方向，往左或往右偏转。
在接入被测电阻Rx后，接通直流电源（例如1.5V的直流于电池），调节三个标准电阻R1、R2、R3的数值，使检流计指示中间零位，称为电桥平衡，A、B之间没有电流流过。则说明A、B两点等电位。于是有
根据标准电阻R1、R2和R3的阻值可得出被测电阻Rx的数值。由于R1、R2、R3均为标准电阻，精确度高，检流计G又十分灵敏，因此平衡电桥法测量直流电阻可以获得很高的精确度。 按照图3-17原理构成的电桥称为单臂电桥。一般在三个标准电阻中有一个电阻作为试验时的可变电阻，用来调节检流计指零。
而另外两个标准电阻的阻值之间可以选择某一比例关系，称为比例臂。每次测量直流电阻，根据被测电阻Rx的阻值大小，首先选择比例臂的比例关系，然后调节可变电阻，使检流计G指示零位，电桥平衡，即可直接读出被
测电阻数值。
3. 单臂电桥和双臂电桥
图3-17所示的平衡电桥称为单臂电桥。使用这种电桥测量直流电阻，（优点）接线简单，操作简便，（缺点）但是不能消除测试时连接线和接线柱接触电阻对测量结果的影响。特别是测量低电阻时，由于被测量很小，试验时连接线和接线柱接触电阻会对测试结果产生很大影响，造成很大误差，因此不能用其测量10-6～10Ω的低值电阻。这时必须使用双臂电桥。双臂电桥由于具有特殊内部结构和特殊的外部连线方式，可以消除试验连线对测量结果的影响，可以精确测量10-5～11Ω（也有可能测量到22Ω）的低值电阻，测量误差不大于0.5％。关于单臂电桥和双臂电桥的具体结构，以及操作方法在本书第四章将作详细介绍。
4. 快速充电和直流电阻自动测试仪
测量直流电阻使用仪器单一，操作也不复杂。但是测量大容量电力变压器的直流电阻时，由于变压器绕组具有很大电感，接通直流电源后，电流不能突变，上升缓慢，如图3-18所示。
根据欧姆定律，R＝U/I，在加上电压最初瞬间，由于电流很小，测得的电阻很大。随着充电电流的逐渐增大，电阻逐渐减小。最后电流趋于稳定，这时才能测得真实的电阻值。整个充电过程需要几分钟，甚至十几分钟。而且每台变压器一、二次两侧共有6个绕组。高压绕组还有许多分接头，每个分接头都要测量直流电阻。这样一来，整个测试过程耗费时间很长。为了节省时间，需要采用特殊方法实现快速充电。例如目前用得较多的全压恒流电
源作为测量电源就能收到快速充电的效果。测试开始时，接通45V全压直流电源，电源电压较高，充电电流较大。当充电电流上升到某一设定的电流I0时，全压直流电源开关自动断开，这时恒流电源（电压4V）自动接通。由于电压较低，充电电流不再上升，由恒流电源向被试品绕组供给一个稳定电流，电路进入强制稳态，充电过程随之结束。随着电子技术和微处理器技术的飞速发展，目前已出现了多种基于直流压降法的直流电阻自动测试仪，不仅测量精度高，而且测试速度快，已在现场电气试验中得到广泛应用。
三、测量直流电阻的注意事项
（1）测量电感性被试物时的充电过程。在测量电感性被试物时，例如测量变压器类产品的直流电阻时，要有一个充电过程。在刚给上直流电源的瞬间被测回路电流不能突变，因此显示的“阻值”很大，随着时间的延长，充电过程逐渐结束，“阻值”逐渐下降，最后稳定在某一数值，这才是测得的最后结果。因此如果用普通双臂电桥测量高电压大容量电力变压器的直流电阻，需要很长的充电时间才能测得较为准确的结果。
（2）直流电阻数值与温度有关。直流电阻的数值和温度有关。 温度换算系数与导体的种类有关。对于铜导体，有
R2?R1?对于铝导体，有
235?T2
235?T1R2?R1?225?T2
225?T1式中 R1——温度T1（℃）时的电阻；
R2——换算至温度T2（℃）时的电阻。
为了比较同一被试物在不同时期的测量结果，必须进行温度换算，这时应注意温度测量的准确性。
（3）直流电阻测得数值的精度与选择的倍率有关。在使用电桥测量直流电阻时，应适当选择电桥的倍率，以使测得的电阻值读数位数最多。如不这
