远程测温装置测量误差及其现场校验

　　0　引言

　　在变电站变压器测温系统中,采用的是热电阻元件(远传测温热电阻Pt100或Cu50)和压力式温度计测温。热电阻具有精度高、性能稳定、互换性好、耐腐蚀及使用方便等一系列优点。因其结构简单,往往被误认为“热电阻两根线,接上就完事”,其实并非如此。热电阻测温系统的结构虽然简单,但在使用中仍然会出现各种问题。例如:安装或使用方法不当,将会引起较大的测量误差,甚至与变压器上压力式温度计指示值相差十多度。为了提高测量精度,减少测量误差,延长热电阻使用寿命,作者根据多年实践,并参阅有关资料较详细地介绍热电阻的测量误差及其现场校验。

　　1　影响测量误差的主要因素

　　热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表(温度变送器)等组成。影响其测量误差的因素主要在以下几方面:

　　1.1　热电阻引出线的电阻

　　内引线是热电阻出厂时自身具备的引线,其功能是使感温元件能与外部测量及控制装置相连接。内引线通常位于保护管内。因保护管内温度梯度大,作为内引线要选用纯度高、不产生热电动势的材料。对于工业铂热电阻而言,中低温用银丝作引线,高温用镍丝。这样,既可降低成本,又能提高感温元件的引线强度。对于铜和镍热电阻的内引线,一般都用铜、镍丝。为了减少引线电阻的影响,内引线直径通常比热电阻丝的直径大很多。

　　热电阻的外引线有两线制、三线制及四线制三种。通常在测温现场使用热电阻时,从测温点到测量变换电路之间引线较长,连接导线的电阻(通常在50~100m时,r=4~10Ω)易受环境温度的影响,而产生测量误差。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。与热电阻变化率相比,显然,连线电阻对测量精度影响很大。

　　1.2　引线电阻的补偿及通过热电阻的电流

　　当用与热电阻相配的二次仪表测量温度时,热电阻安置在被测温度的现场,而二次仪表则放置在控制室内。如果用不平衡电桥来测量,那么连接热电阻的导线都分布在桥路的一个臂上。由于热电阻与仪表之间一般都有一段较长的距离,因此两根连接导线的电阻随温度的变化,将同热电阻阻值的变化一起加在不平衡电桥的一个臂上,使测量产生较大的误差。为减小这一误差,一般在测温热电阻与仪表连接时,采用三线制接法,即从热电阻引出三根导线,将连接热电阻的两根导线正好分别处于相邻的两个桥臂内。当环境温度变化而使导线电阻值改变时,其产生的作用正好互相抵消,使桥路输出的不平衡电压不会因之而改变。另一导线电阻的变动,仅对供桥电压有极微小的影响,但在准确度范围内。