热电阻测温原理及电厂中常见故障探讨

张艳双

摘要：随着科技发展，各种测量仪表及传感器为人们的日常生活提供了很大方便，而温度在这当中占了很重要的地位，热电阻是电厂中最常用的温度测量仪表之一，本文介绍了热电阻的结构、类型、工作原理,并结合实际情况分析了热电阻在电厂中的常见故障，对电厂中遇到的热电阻相关的工作具有一定的借鉴意义。

关键词：测量仪表；温度；热电阻；常见故障

引言

热电阻是电厂中常用的温度传感器，适宜于中低温的测量，由于热电阻温度计的测量精度高，性能稳定，无冷端补偿问题，所以在工业上得到广泛应用。它的缺点是：不能测量太高的温度，连接导线的电阻易受环境温度的影响，会产生测量误差。我们下面要对热电阻的测温原理、类型及常见故障等方面进行深入分析。

1.热电阻的测温原理及常见类型

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，如PT100、Cu50。铂热电阻的特点是测量精度高、稳定性好、性能可靠;铜热电阻成本低，电阻率小，机械强度低，抗腐蚀性能差，其工作温度不超过150℃。

2.热电阻测温系统的组成

热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。根据导线不同的连接方式，热电阻有两线制、三线制和四线制接法。热电阻使用中须注意两点:热电阻和显示仪表的分度号必须一致；②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制或四线制接法。

3.热电阻的常见故障分析与处理

热电阻在使用中的常见故障有：（1）热电阻电阻丝之间短路或接地；（2）热电阻电阻丝断开；（3）保护套管内部积水；（4）电阻元件与接线盒之间的引出导线断路。在电厂中将热电阻测温回路作为一个整体，根据具体的故障现象，对测温回路的各个部分进行具体分析，找出故障原因进行处理。

3.1热电阻远传测点显示为负值。

①故障原因：热电阻与连接导线连接错误，即与DCS通道连接错误。

处理措施：二线、三线、四线热电阻与显示仪表或DCS通道按要求进行接线，分清主线与副线，避免接错线。

②故障原因：中间电缆短路（电缆线芯破损接触，多股线的不同线芯在接线端有毛刺接触）。

处理措施：将连接导线两端解开，检查导线绝缘情况，若找到破损处，重新进行绝缘处理，可重新连接；若无法找到破损处，检查电缆是否有备用芯，更换备用芯重新连接；若没有备用芯，需要重新敷设电缆。

③故障原因：热电阻元件短路现象（元件破损、保护套管内积水、接线盒内积水等）。

处理措施：检查接线盒和保护套管内部情况，若有积水，将潮湿部分加以干燥处理；若无积水，将元件处接线拆除，测量电阻值是否符合实际值，若偏小，可判断元件故障，更换元件。

3.2热电阻远传测点显示为最大值

①故障原因：热电阻电阻丝断路（由于电阻丝一般较细，该故障较为多见）。

处理措施：更换元件。

②故障原因：热电阻内部接地，即热电阻某根电阻丝接地。

处理措施：更换元件。

③故障原因：端子接线松动（就地元件接线端子、中间端子箱端子、电缆中间接头、DCS系统通道端子）。

处理措施：对端子重新紧固或对中间接头进行焊接。

④故障原因：中间电缆断路或接地（电缆线芯破损断开，电缆线芯单根或多根接地）

将连接导线两端解开，检查导线完好情况，找到破损处，若电缆线芯开路，重新进行焊接；若电缆线芯接地，重新进行绝缘处理，做好防接地措施；当无法找到破损处时，检查电缆是否有备用芯，更换备用芯重新连接；若没有备用芯，需要重新敷设电缆。

3.3热电阻远传测点显示值乱晃

①原因：DCS通道坏。

处理措施：重新更换DCS备用通道或更换DCS模板。

②原因：屏蔽导线未接地或多点接地。

处理措施：连接导线的屏蔽线在DCS机柜处单点接地，检查屏蔽线接地处是否断开，若断开重新进行连接；若屏蔽线接触良好，将接地线断开，测量屏蔽对地的绝缘，对地绝缘不好时，需更换电缆。

③原因：存在干扰源。

处理措施：将传输电缆与动力电缆分开敷设，现场加装安全栅或二次表计，将电阻信号转换为4-20mA信号，提高抗干扰性。

④原因：中间转接处连接不规范。

处理措施：若存在中间端子箱，更换合格的端子排，保证端子排上下端子信号传递良好；若没有中间端子箱，需要对连接处进行焊接。

原因：热电阻丝特性变化。

处理措施：更换热电阻元件。

3.4热电阻远传测点显示偏高。

①原因：热电阻测温回路中接线端子氧化（就地元件、转接处或中间端子箱、DCS机柜处端子）。

处理措施：将导线重新剥开一段，重新接线紧固，当长度不足时可使用砂纸进行打磨。

②原因：接线松动。

处理措施：对松动端子重新紧固。

③原因：接线端子线鼻子接触不良。

处理措施：剪掉原有的线鼻子，重接压接新线鼻子。

④原因：测温回路中存在静电。

处理措施：对就地元件、转接处或中间端子箱、DCS机柜处端子进行放电操作。

3.5热电阻远传测点显示偏低

①原因：元件插入深度不足（为了准确的测量被测对象温度，热电阻元件有安装深度的要求）。

处理措施：a)保证元件接触保护套管；b)查阅规程，按照规程要求决定温度元件在介质管道中的插入深度。

②原因：保护管内有金属屑、灰尘、接线柱间脏污及热电阻短路。

处理措施：检查接线盒和保护套管，除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，对可能的短路点作绝缘处理。

3.6热电阻远传测点显示跳变。

①原因：热电阻测温系统中DCS通道坏。

处理措施：更换DCS备用通道或更换DCS机柜板件。

②原因：存在干扰源或测温回路屏蔽不良。

处理措施：将信号电缆和动力电缆按要求分开规范敷设，消除干扰源；电缆不合格，无屏蔽功能，需更换屏蔽电缆；检查信号电缆屏蔽接地处是否良好，若屏蔽损坏，重新进行屏蔽接地处理；现场加装安全栅或二次表计，将电阻信号转换为4-20mA信号，提高抗干扰性。

③原因：中间转接处连接不规范。

处理措施：若中间存在端子箱，需要更换质量合格端子排，重新拧紧；对中间转接处进行焊接。

④原因：热电阻丝特性变化

处理：更换热电阻元件。

4结束语

本文从热电阻的测温原理、类型、结构等方面对热电阻进行了详细的介绍，在电厂实际生产中，由于热电阻的工作原理简单，常常不受重视，所以发生让人摸不着头脑的问题时，往往会直接采取更换热电阻来处理，增加了维护成本。本文对热电阻测温时所遇到的一些故障进行了总结和深入分析，希望能为从事仪控工作的同行提供一些帮助。