絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理

1、第七章 絕緣電阻表與接地電阻測(cè)試儀模塊1：絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理（TYBZ01107001）【模塊描述】本模塊包含絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理。通過結(jié)構(gòu)介紹和原理講解，掌握絕緣電阻表的分類、模擬和數(shù)字絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理?！菊摹拷^緣電阻表的檢定是強(qiáng)制檢定項(xiàng)目。絕緣電阻表實(shí)際使用相當(dāng)廣泛，并直接關(guān)系到電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和工作人員的人身安全。一、絕緣電阻表分類：1按結(jié)構(gòu)原理分：（1) 手搖式兆歐表：測(cè)試電壓有100V2500V，量程上限達(dá)2500M，應(yīng)用廣泛。但操作費(fèi)力，測(cè)量準(zhǔn)確度低（受手搖速度、刻度非線性、傾斜角度影響），輸出電流小，抗反擊能力弱，不適合變壓器等大型設(shè)備的測(cè)量。但因其價(jià)

2、格低廉，不僅未被取代，仍有一定市場(chǎng)。（2） 數(shù)字式絕緣電阻表：測(cè)量電路中有了數(shù)字集成電路以后，手搖式兆歐表被數(shù)字式絕緣電阻表取代。單片機(jī)的發(fā)展使得數(shù)字式兆歐表又更加智能化，計(jì)時(shí)、計(jì)算、儲(chǔ)存一并完成。測(cè)試電壓在5000V以上有了10000V，甚至15000V，可直接讀取吸收比和極化指數(shù)，測(cè)量上限達(dá)到100T以上，有自放電回路，抗反擊能力強(qiáng)，在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。二、指針式兆歐表的結(jié)構(gòu)及工作原理 1指針式兆歐表的結(jié)構(gòu)指針式兆歐表是由一臺(tái)手搖直流發(fā)電機(jī)和電磁式比率表組成。指針式兆歐表的測(cè)量機(jī)構(gòu)是電磁式比率表，由磁路、電路、指針等部分組成。磁路部分由永久磁鐵、極掌、圓柱形鐵芯等構(gòu)成。電路部分由兩個(gè)可

3、動(dòng)的線圈構(gòu)成?？蓜?dòng)線圈成丁字形交叉放置，且共同固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。當(dāng)通入電流后，兩個(gè)動(dòng)圈內(nèi)部的電流方向相反。手搖直流發(fā)電機(jī)一般由發(fā)電機(jī)、搖動(dòng)手柄、傳動(dòng)齒輪等組成。發(fā)電機(jī)的容量很小，但能產(chǎn)生較高的電壓。常見的電壓等級(jí)有100V、250V、500V、1000V、2500V等。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓越高，測(cè)量絕緣電阻值的范圍越大。2指針式兆歐表的工作原理電路部分有兩個(gè)可動(dòng)的線圈?？蓜?dòng)線圈2通過限流電阻，與發(fā)電機(jī)串聯(lián)；被測(cè)絕緣電阻與可動(dòng)線圈1及發(fā)電機(jī)相串聯(lián)。當(dāng)線圈通電時(shí)，可動(dòng)線圈1的電流和氣隙磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，可動(dòng)線圈2的電流與氣隙磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。但它們方向相反，其中為轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，則為反作用

4、力矩。指針的偏轉(zhuǎn)角只決定于兩只可動(dòng)線圈電流的比值，和其他因素?zé)o關(guān)。被測(cè)絕緣電阻不同時(shí)，則不同，而基本不變，因此指針有不同的偏轉(zhuǎn)角。由于這種儀表的結(jié)構(gòu)中沒有產(chǎn)生反作用力矩的游絲，所以，在使用之前儀表的指針可隨意停在標(biāo)尺的任意位置上。手搖發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓的高低，隨手搖速度快慢而異。手搖發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓不穩(wěn)定，但是，由于指針偏轉(zhuǎn)角決定于兩個(gè)可動(dòng)線圈電流的比值，故指針不會(huì)因手搖速度不同而停留在不同的位置，指示不同的值。這是因?yàn)槭謸u速度慢時(shí)，減小，也同時(shí)按比例減小，始終保持電流的比值不變，這樣指針偏轉(zhuǎn)角也就保持一定。三、數(shù)字式絕緣電阻表的工作原理數(shù)字式絕緣電阻表利用電子電路，采用DC/DC變換技術(shù)，產(chǎn)生直

5、流高壓電源，施加在被試品上，采用電流電壓法測(cè)量原理，采集流經(jīng)試品的電流，進(jìn)行分析處理，再變換成相應(yīng)的絕緣電阻值，由模擬式指針表頭或數(shù)字表顯示。數(shù)字式絕緣電阻表的測(cè)量原理見圖TYBZ01107001-1。圖中Rx為等效試品的絕緣電阻；Ro為采樣電阻，Rm為用作限流和濾波的附加電阻； 兩者組成采樣電路；Es表示高壓測(cè)試電源電勢(shì)，Ri為其等效內(nèi)阻。測(cè)試電源輸出正端接E，負(fù)端接G，測(cè)量采樣電阻串接于G、L之間，L端鈕輸出負(fù)高壓，G的電位接近于負(fù)高壓。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，數(shù)字式絕緣電阻表與以往的指針式兆歐表有了很大的不同，一塊表有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸出電壓、有二個(gè)以上的輸出短路電流，可以根據(jù)不同的試品對(duì)電流和電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，可以顯示時(shí)間、絕緣電阻值，對(duì)吸收比和極化指數(shù)進(jìn)行計(jì)算后顯示，對(duì)上述數(shù)據(jù)可以在機(jī)器內(nèi)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。同時(shí)這些參數(shù)還可以通過RS232或USB接口輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和保存。數(shù)字式絕緣電阻表還有放電回路，能自動(dòng)對(duì)被試品放電，不怕被試品電流反擊。數(shù)字式絕緣電阻表的原理框圖見圖TYBZ01107001-2。 從圖中可知，數(shù)字式絕緣電阻表的工作過程為：經(jīng)按鍵操作，啟動(dòng)直流高壓源給被測(cè)試品供電，通過電阻分壓器取得電壓取樣信號(hào)，通過與試品串聯(lián)的電流取樣電阻得到電流信號(hào)，電流和電壓信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理，通過A/D轉(zhuǎn)換裝置送入微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并