热电偶、热电阻及温度变送器的维修和维护

热电偶、热电阻及温度变送器的维修和维护（三门核电仪控培训教材）前言简述了热电偶、热电阻及温度变送器的维修过程中的系统性要求，目的为维修设备的同时确保机组安全运行，由于编者水平有限，实践经验需不断丰富，故本标准肯定存在错误和不足之处，望大家及时批评指正。介绍内容主要涉热电偶、热电阻及温度变送器的原理及其类型；日常检修的项目及相关工器具准备；设备出现的常见故障及处理方法。目录一.热电偶1.原理及其类型2.日常检修的项目及相关工器具准备3.设备出现的常见故障及处理方法二.热电阻1.原理及其类型2.日常检修的项目及相关工器具准备3.设备出现的常见故障及处理方法三.温度变送器1.原理及其类型2.日常检修的项目及相关工器具准备3.设备出现的常见故障及处理方法一、热电偶1.作用原理及类型将两根不同成分的导体两端连接在一起组成闭合回路时，如果把其中一个接头加热，就会在回路中产生电势，这种物理现象叫做“热电效应”，所产生的电势叫热电势。产生热电势的两根导体的组合体叫热电偶，每个单根导体叫热电极。热电偶被加热的一端称为热端（叫工作端或叫测量端），另一端称为冷端（叫自由端或叫参比端）。并根据热电偶均质导体定律，热电偶产生的热电势，只与热电极的材料和热电偶两端的温差有关，而与热电极的直径和长度及沿热电极长度上的温度分布无关。热电偶是目前发电厂应用最广泛的测温元件，一般用在100℃～1300℃范围内，特别是400℃以上的温度用得较多。现在电厂常用的有K、E分度这两种热电偶。热电偶按用途分为标准用和工业用两种，按材料分为贵金属和普通金属两种。热电偶的技术数据见表2所示。以下例举了镍铬—铜镍热电偶E型、镍铬—镍硅热电偶K型分度表。2.热电偶的日常检修的项目及相关工器具准备a.工人人员在检修前应准备好相关工器具：FLUKE-17B万用表1只、对讲机2只、500V绝缘电阻表1只、一字小螺丝刀1把、十字大螺丝刀1把、绝缘胶布1卷、棉手套1副。b.工作票确认，该设备或该设备所属系统已办理工作票。c.必要时搭好脚手架，检修人员要做好防高空坠落措施。d.检查保护套管不应有弯曲、压偏、扭斜、裂纹、沙眼、磨损和显著腐蚀等缺陷，套管上的固定螺丝应光洁完整，无滑牙或卷牙现象。e.保护套管内不应有杂质，元件应能顺利地从中取出和插入；接线盒、螺丝、盖子等应完整，铭牌标志应清楚，各部分装配应牢固可靠。f.将相应的元件拆下，将热电偶补偿导线包好，元件做好标记。g.测温元件的绝缘，热电极和焊接点的检查。h.元件、就地端子箱清洗校验i.元件经标准检定室校验合格后装复，元件安装时要插入根部，铠装热电偶安装时需拧紧卡套螺帽，在所有热电偶的接线盒处应正确挂上相应热电偶测点名称。j.工完料尽场地清，工作票终结确认。该设备或该设备所属系统已终结工作票。3.设备出现的常见故障a.元件未插到底引起温度测量偏低。b.热电偶接线不紧固引起数值跳变。c.热电偶就地补偿热电阻与端子板接触不良引起显示偏差。d.卡件接触不良引起显示误差。e.元件使用时间长导致偏差大。二、热电阻1.作用原理及类型几乎所有的导体和半导体的电阻率都随其本身温度的变化而改变，这种物理现象称为“热电阻效应”。利用这一原理制成的温度测量元件称为热电阻或热敏电阻。热电阻是用细金属丝均匀地双绕在由绝缘材料所做的骨架上而制成的。我国目前只生产铂和铜两种材料的热电阻。钨和镍很难制得纯净，并且它们的电阻与温度的关系曲线不太线性，所以用得很少。下表列出四种金属材料的物理特性。材料名称符号及成分与铂电极配后的热电势E（100.1）mV适用温度（℃）熔点（℃）密度g/cm2电阻温度系数（0～100℃）（1/℃）用作电阻温度计用作热电偶长期短期化学纯铁化学纯铜镍铂FeCuNiPt+1.8+0.76-1.49～-1.540.00150150300630600350100013008005001100160015281084.5145517727.868.958.7521.32(6.25～6.57)10-34.33×10-3(6.25～6.34)×10-3(3.92～3.98)×10-3以下例举了铂热电阻PT100的分度表2.热电阻的日常检修的项目及相关工器具准备a.工人人员在检修前应准备好相关工器具：FLUKE-17B万用表1只、对讲机2只、500V绝缘电阻表1只、一字小螺丝刀1把、十字大螺丝刀1把、绝缘胶布1卷、棉手套1副。b.工作票确认，该设备或该设备所属系统已办理工作票。c.必要时搭好脚手架，检修人员要做好防高空坠落措施。d.检查保护套管不应有弯曲、压偏、扭斜、裂纹、沙眼、磨损和显著腐蚀等缺陷，套管上的固定螺丝应光洁完整，无滑牙或卷牙现象。e.保护套管内不应有杂质，元件应能顺利地从中取出和插入；接线盒、螺丝、盖子等应完整，铭牌标志应清楚，各部分装配应牢固可靠。f.将相应的热电阻拆下，线做好记号包好，热电阻做好记号。g.测温元件的绝缘和焊接点的检查。h.元件、就地端子箱清洗校验i.元件经标准检定室校验合格后装复，元件安装时要插入根部，铠装热电阻安装时需拧紧卡套螺帽，在所有热电阻的接线盒处应正确挂上相应热电阻测点名称。j.工完料尽场地清，工作票终结确认。该设备或该设备所属系统已终结工作票。3.设备出现的常见故障a.元件未插到底引起温度测量偏低。b.热电偶接线不紧固引起数值跳变。c.热电偶就地补偿热电阻与端子板接触不良引起显示偏差。d.卡件接触不良引起显示误差。e.元件使用时间长导致偏差大。f.保护管内有金属屑、灰尘;接线柱间积灰;电阻短路会导致显示仪表指示值比实际值低或示值不稳。g.电阻断路;引出线断路会导致显示仪表指示无穷大。h.显示仪表与电阻接线有错;电阻短路会导致显示仪表指示负值。i.电阻丝受腐蚀变质会导致阻值与温度关系有变化。三、温度变送器1.作用原理及类型温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，而且其输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系(通常为线性函数)。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。温度变送器的标准化输出信号主要为OmA一lOmA和4mA一20mA(或1V-5V)的直流电信号。不排除具有特殊规定的其他标准化输出信号。温度变送器通常由两部分组成，感温单元、信号处理和转换单元。有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。温度变送器按感温单元可分为热电偶温度变送器、热电阻温度变送器两大类。80年代初出现了一种新的一体化温度变送器，变送器的电路坐车小型化模块，直接装在热电偶或热电阻接线盒内，与热电偶或热电阻组成一体化结构。（如下图1-15所示）2.温度变送器的日常检修的项目及相关工器具准备a.工人人员在检修前应准备好相关工器具：FLUKE-17B万用表1只、500V绝缘电阻表1只、对讲机2只、一字小螺丝刀1把、十字大螺丝刀1把、绝缘胶布1卷、棉手套1副、300×36mm活扳手1把、250×30mm活扳手1把。b.工作票确认，该设备或该设备所属系统已办理工作票。c.必要时搭好脚手架，检修人员要做好防高空坠落措施。d.检查保护套管不应有弯曲、压偏、扭斜、裂纹、沙眼、磨损和显著腐蚀等缺陷，套管上的固定螺丝应光洁完整，无滑牙或卷牙现象。e.保护套管内不应有杂质，元件应能顺利地从中取出和插入；接线盒、螺丝、盖子等应完整，铭牌标志应清楚，各部分装配应牢固可靠。f.将相应的温度变送器整体拆下，线做好记号包好，温度变送器做好记号。g.感温元件的绝缘和焊接点的检查。h.温度变送器的绝缘电阻应符合下列要求（使用500V兆欧表）：1）输入端子对接地端子不小于20MΩ。2）输出端子对接地端子不少于20MΩ。i.元件、就地端子箱清洗校验j.元件经标准检定室校验合格后装复，元件安装时要插入根部，感温元件安装时需拧紧卡套螺帽，在所有温度变送器的接线盒处应正确挂上相应温度变送器测点名称。k.工完料尽场地清，工作票终结确认。该设备或该设备所属系统已终结工作票。3.设备出现的常见故障a.感温元件未插到底引起温度变送器测量偏低。b.感温元件接线不紧固引起温度变送器输出数值跳变。c.卡件接触不良引起温度变送器误差偏大。d.温度变送器使用时间长导致偏差大。e.保护管内有金属屑、灰尘;接线柱间积灰;感温元件短路会导致温度变送器输出值比实际值低或示值不稳。f.温度元件断线或坏、温度转换器坏、接线方式不对会导致温度变送器输出无变化。g.绝缘不良、校验方法不对、温度变送器CRT显示不准、屏蔽线接线方式不对会导致温度变送器输出误差大。谢谢