绝缘电阻测试仪工作原理是什么
班组新分来的大学生拿着表问,这东西加的是直流高压,怎么就能知道绝缘好不好。道理其实不复杂:仪表先给出一个已知的直流电压,再量流过绝缘的微小电流,用电压除以电流算出电阻。真正难的地方在于,这股电流里混着好几种成分,弄清楚它们各自的来历,才读得懂读数。

绝缘电阻测试仪
本质就是测泄漏电流
1. 基本关系式:仪表内部的电压发生器产生一个直流电压加在试品两端,同时测出流过试品的电流,按电压除以电流算出电阻值。电压由仪表设定并保持,电流随绝缘状况变化,读数反映的是绝缘对直流的阻碍能力。
2. 为什么是直流:交流下有持续的电容充放电电流,测不出绝缘本身的阻值。直流加压稳定后电容电流衰减掉,剩下的才是真正穿过绝缘的泄漏电流,绝缘电阻这个概念就是针对直流定义的。
直流高压是怎么来的
1. 升压方式:电池或者适配器提供的低压电,经过直流变换和倍压整流升到几百伏乃至上万伏。500伏、1000伏、2500伏、5000伏、10千伏各档对应不同的倍压级数,切换档位改变的是内部升压比。
2. 电压稳定性:输出电压允许偏离标称值,通用指标在负5%到正10%之间,负载不低于20兆欧时保持在额定值正负10%以内。电压稳不住,算出来的电阻就跟着飘,这也是要定期检定端电压的原因。
3. 换档的讲究:同一台表连着测几台设备,中途别随手拧档位。档位一变,输出电压和内部倍压级数跟着变,前后两次读数之间就没有可比性了。
三种电流混在一起
1. 电容电流:加压瞬间给试品电容充电,电流大但衰减快,几秒内就掉下去。电缆、电容器这类试品电容量大,这一段持续更久,读数要等它衰减完才稳。
2. 吸收电流:绝缘介质极化产生的电流,衰减慢,从几秒一直持续到十几分钟。这一段正是吸收比和极化指数要利用的信息,不是需要消除的干扰。
3. 泄漏电流:穿过绝缘本体的稳定电流,不随时间衰减。绝缘电阻最终由它决定,前两种电流衰减完,读数收敛到由泄漏电流算出的那个稳定值。
吸收曲线与两个比值
1. 曲线形状:干燥绝缘的吸收电流衰减快、总量大,电阻读数随时间明显往上抬;受潮之后极化效应弱,曲线走平。把不同时刻的电阻值连起来,形状本身就是判据。
2. 两个比值:吸收比用60秒电阻除以15秒电阻,极化指数用10分钟电阻除以1分钟电阻。仪表自动记录15秒、30秒、60秒、600秒的电阻值并算出比值,不用人工掐表。
屏蔽端在原理上解决什么
1. 表面分流:试品表面的脏污和潮气形成一条并联的泄漏通道,它产生的电流跟内部电流一起被仪表测到,读数偏低。屏蔽端给出另一条路径,让表面电流直接回到仪表,不经过测量回路。
2. 具体做法:用裸铜线在套管瓷裙上绕几匝,接到仪表的屏蔽端。湿度大于80%、或者输出电压不低于2500伏而要测高于20吉欧的电阻时,这一步必须做,否则高压电极附近的空气电离也会带进误差。
测电容器这类大电容试品
1. 充电时间长:电容器电容量大,加压后电容电流维持时间长,读数要等很久才收敛。短路电流不小于3毫安的仪表充电快一些,等待时间明显缩短,这就是短路电流这个指标的实际意义。
2. 测完要放电:电容器储存的电荷多,残余电压能维持很久。仪表内置的自动放电电路在测量结束后放掉残留高压,等放电完成、高压警告符号消失再拆线,顺序不能颠倒。
常见问答
问:为什么读数是慢慢往上爬的?
答:加压初期电流里混着电容电流和吸收电流,两者都偏大,算出的电阻偏小。随着它们衰减,只剩下泄漏电流,读数往上收敛到稳定值。这是正常的物理过程,不是仪表漂移。
问:用交流电能测绝缘电阻吗?
答:不能。交流下试品的电容持续有充放电电流,测出来的阻抗里混着容抗,不是绝缘本身的电阻。绝缘电阻的定义就是直流下的电压与电流之比,交流测到的是另一回事。
问:短路电流大是不是更好?
答:对大电容试品是。短路电流大意味着充电能力强,读数收敛快,一天能多测几台。但测小试品时电流大会带来额外的安全风险,可调输出的设计更灵活,用时按试品容量选。
