绝缘电阻

绝缘电阻（共8篇）

绝缘电阻 篇1

摘要：针对电力电子器件的发展,分析了绝缘电阻在线检测的设计原理,提出了绝缘电阻测量的电路设计方案,深入阐述了绝缘电阻在线检测的硬件设计方法和关键技术,指出了该装置对现代化大型电力电子设备具有较大的使用潜力和推广价值。

关键词：绝缘电阻,在线检测,测量,电路设计,信号

引言

随着电力电子器件的发展,伴随着大量的电力电子设备应用范围越来越广泛,衡量电力电子设备绝缘性能好坏的重要参数是它的绝缘电阻值的大小。在线检测大量电力电子设备的绝缘性的好坏不能采用常用的测量仪器,如数字多用表、兆欧表、绝缘多用表、耐压测试仪等。原因是采用常用的手段在测量时存在很大的弊端:1)一部分设备使用专用的测量仪器来测;2)测量时一些仪器操作很不方便,测量精度很低,主要用在非在线测量中。常用的兆欧表就是一种常用的绝缘电阻测量仪器,它是通过在高压条件下测量电阻来衡量绝缘退化状况的高电阻兆欧表。由于电力电子器件耐压的敏感度很强,在高压情况下很容易造成器件因高压而损坏。因此针对以上存在的问题,在原有的检测基础上进行新的功能改进,除了能在线进行绝缘电阻检测外,还能非在线

进行检测,测量速度快,系统稳定、可靠。

1 总体设计方案

绝缘电阻在线检测系统采用模拟电路与数字电路相结合,对电力电子设备在交流和直流两种情况都可以进行测量,要求在启动开机3 s～5 s后测量仪器处于稳定状态,该系统由电源转换电路、信号发生电路、测量电路、采样保持电路、信号转换电路、显示器电路以及报警电路构成,如图1所示。

测量电路是采用恒流电流供电原理,将被测绝缘电阻转换成相应的电流值,再通过转换电路将电流转换成与被测绝缘电阻值相等的电压值,从而得到所需测量的绝缘电阻参数。

采样保持电路在信号发生器产生脉冲信号控制下,根据实际被测对象的电压值进行快速采样与保持。分别去显示电路和报警电路,显示电路由A/D转换器、微处理器和显示器构成。A/D转换器可以接受0 V～10 V电压,通过A/D转换电路将采样值转换成数字信号送到微处理器进行滤波与计算后再送到显示器显示出所测量的绝缘电阻参数。如果被测参数低于预设标准参数值,则通过报警电路进行故障报警和低绝缘电阻预报警。

电源电路产生直流5 V和±12 V电压为整个设备提供工作电源。为了增大该仪器的适用范围,电源电路采用交、直流两用电源,既可使用交流供电,又可使用直流供电。直流供电采用逆变技术产生AC 220 V经过降压、整流、滤波形成所需工作电源;交流供电首先采用变压器隔离降压,再整流、滤波形成直流电源。

2 绝缘电阻测量电路设计

如图2所示,本电路由测试电路和I/U电路两部分组成,对不同量程采用了不同的恒流电流供电,其测试量程分为四档,测量满度值为0.1 K,1 K,10 K,100 K,1 000 K,2 M。量程转换通过开关S选择R3～R8来实现,用来改变恒流源的内阻。恒流源由-6 V电源提供电源,串上阻值远大于实际被测电阻Rx的R3～R8中的一个,具备了恒流源特性要求。三极管VT组成射极跟随器,目的在于用以扩大IC1输出电流,从而满足低电阻测量时输出大电流的需要。R12～R23,IC2构成I/U转换电路,将电流转换成与电阻值相等的电压值。

3 信号发生电路设计

如图3所示,该电路在IC3产生方波信号,经IC4-1比较放大后所产生的信号一路加在与门D1的一个输入端,另一路在经过由IC4-2够成的移项放大器进行移项放大加在与门D1的另一输入端。每当D1产生了一个高电平脉冲信号时开关管Q1导通,采样保持电路就进行一次信号采样保持。

4 结语

用该方案设计研制成的绝缘电阻在线检测装置在实验室进行了某大型电力电子设备系统绝缘电阻检测中,能够快速、准确地完成整个测量过程。证明了用此方案设计的绝缘电阻测量装置的实用性,所以该装置对现代化大型电力电子设备具有较强的使用潜力和较大的推广价值。

参考文献

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绝缘电阻 篇2

建筑施工现场使用的机械设备中，绝大部分都是以电作为能源的，随着机械化施工水平的提高，使用电动机械，接触电气设备的人越来越多，而这些人的安全用电知识和技能水平又相对偏低，不能辨识危害和危险，在遇到触电事故后又缺乏及时有效的急救措施，因此在安装使用电气设备过程中易发生触电伤亡事故，据统计每年因触电事故死亡人数都占到全部事故死亡人数7％以上，经济损失更大，加强施工现场安全用电，防止触电事故的发生刻不容缓。

笔者从事施工现场安全管理工作多年，在现场检查发现很多用电设备、设施工作环境很差，经常和水、泥浆打交道，由于维修保养不及时，破损、老化严重，造成用电设备、设施绝缘性能下降，而现场电工对这些用电设备、设施不能定期进行绝缘电阻测试，如果这类用电设备、设施保护装置性能差的话，操作人员工作过程中极容易造成直接触电事故。因此，良好的绝缘是保证设备和线路正常运转的必要条件，也是防止触电伤亡事故的重要措施。

容性设备绝缘电阻测试技术 篇3

1 测试方法

1.1 测试准备工作

容性电气设备由于其固有的特性, 因感应作用或充电作用, 它的内部常常贮存着或多或少的电荷, 即使当设备断电之后, 这些电荷往往能够较长时间地驻留。当电荷聚集到一定的程度时, 就具有较大的能量, 如不进行合理的处置, 不仅测不准绝缘电阻, 还会把兆欧表等测试器材击坏。更严重的是, 当人员接触与贮存电荷相关的带电部位时, 很容易造成电击事故, 严重时可致人死亡。因此, 在测试之前, 必须首先使容性设备退出运行状态, 然后切断其工作电源及不必参与测试的相关电路, 接下来根据设备的特点再采取适当的措施对其进行充分的、彻底的放电, 贮电量越大的设备, 放电需要的时间也就越长, 一般需要3~5分钟, 而且要重复放电数次, 人工方法放电时, 通常情况下以听不到放电声音和看不到放电火花为准, 直到验电时确认已经没有剩余电荷的情况下, 方可进行兆欧表测试线的连接。

1.2 合理接线与选表

兆欧表上通常设有3个接线端钮, 分别是L (线路) 、E (接地) 和G (屏蔽) , 从3个端钮上引出的3条测试线分别与被测设备相连接。由于容性电气设备的绝缘性能通常要求比较高, 故对测试值的准确度的要求也相应较高, 除了对被测设备的被测部位进行清污、除垢等措施之外, 还必须合理地连接测试线, 以最大限度地排除一切影响测试准确性的外部因素。

对于电力电缆而言, 如果欲测试电缆的缆芯对缆壳的绝缘电阻, 应将兆欧表的L端连接到电缆的导电芯线, E端连接电缆的外壳, G端连接芯线绝缘的外表面上。如此接线能够有效地克服被测绝缘体表面漏电流的影响, 使电缆绝缘体上的漏电流经由屏蔽端G直接流回兆欧表内发电机的负端并形成回路, 而不再流过兆欧表的测量机构, 这样就从根本上消除了表面漏电流的影响。各条缆芯对缆壳的绝缘电阻可仿照上述接法逐一测出。欲测试全部缆芯对缆壳的绝缘电阻时, 可将各导电芯线连接在一起一次测出。欲测各缆芯线之间的绝缘电阻时, 应将L端连接某一导电芯线, G端连接芯线绝缘的外表面上, 将E端连接到另一条导电芯线上, 然后逐对进行测量。兆欧表的电压规格应根据被测电缆额定工作电压选择。额定工作电压在1000V以下的电缆应选用1000V的兆欧表;额定工作电压在6000V以上的电缆选用2500V的兆欧表。

对于电力变压器来讲, 通常主要测试高压绕组对低压绕组、外壳的绝缘电阻与低压绕组对高压绕组、外壳的绝缘电阻。对于第一种情况, 应将兆欧表的L端连接预先联通的3个高压绕组的接线端子, G端连接预先联通的3个高压接线端子瓷套管 (瓷裙) 上专为测试所需而螺旋状缠绕数匝的裸导线上, E端连接预先联通的3个低压绕组的接线端子;对于第二种情况, 应将兆欧表的L端连接预先联通的3个低压绕组的接线端子, G端连接预先联通的3个低压接线端子瓷套管上专为测试所需而螺旋状缠绕数匝的裸导线上, E端连接预先联通的3个高压绕组的接线端子。测试电力变压器 (如油浸自冷式) 绝缘电阻应选用2500V的兆欧表, 应有1000MΩ的刻度范围。

电力电容器绝缘电阻的测试, 主要是测试电容器的电极对地 (外壳) 的绝缘电阻。以测试三相电力电容器为例, 兆欧表的L端应接通电容器的3个接线端子, E端连接电容器的外壳。对于低压电容器可选用500V兆欧表;对于1000V以下的电容器可选用1000V兆欧表;对于1000V以上的电容器, 应选用2500V兆欧表。

其他容性电气设备的测试接线方法与上述类同。

1.3 摇测与读数

由于容性电气设备的特殊性, 当把兆欧表的E端和G端的测试线同被测设备连接后, L端测试线暂时先不要接上, 而是把L端测试线固定在绝缘杆端部的金属上, 然后转动兆欧表的摇柄, 至转速达到额定转速时, 才把连接着L端测试线的绝缘杆端部接触被测设备上需连接L端的部位。

摇测与读数的操作方法与工作程序如下:把测试线连接完成后的兆欧表放置于无永磁物体、无强烈电磁场干扰、无机械振动的水平且稳固之处, 用左手扶住表身, 右手转动摇柄使转速由慢到快逐渐达到额定速度 (约120转/分钟) , 此时把兆欧表的L端测试线接通被测设备, 然后以此转速匀速转动摇柄, 表针将缓缓偏转并慢慢稳定下来。由于绝缘电阻值随着测试时间的长短而有差异, 通常取摇1分钟时的数值为准。如果摇测1分钟时表针仍旧不太稳定, 说明被测电器的等效电容量可能很大或绝缘物结构或成分不太稳定, 应当适度延长摇测时间。

某一时刻的绝缘电阻不能全面反映容性设备绝缘性能优劣, 因为同样性能的绝缘材料, 体积大时所呈现的绝缘电阻小, 体积小时所呈现的绝缘电阻大, 而且绝缘材料在加上高压后均存在对电荷的吸收和极化过程。所以, 对于主变压器、电力电缆、大型电机等容性比较大的电气设备, 必须测试其吸收比和极化指数, 并以此数据来判定绝缘状况的优劣。吸收比K=R60s/R15s, 即绝缘加压60s时测得的绝缘电阻与加压15s时测得的绝缘电阻之比值;极化指数PI=R10min/R1min, 即绝缘加压10min时测得的绝缘电阻与加压1min时测得的绝缘电阻之比值。

为确保测试结果的可靠性, 必须重复摇测2次以上, 在确认测试结果可信后方可停止。

1.4 测试注意事项

(1) 按需选择输出短路电流。对于那些技术要求较高的被测对象, 为了保障准确测得吸收比和极化指数, 应当尽量选用输出短路电流较大的兆欧表。输出短路电流的大小可反映出兆欧表内部输出高压源内阻的大小, 内阻越小, 输出短路电流就越大, 测试过程的充电速度也就越快, 反之越慢。我国的相关规程要求兆欧表输出短路电流应大于0.5m A、1m A、2m A、5m A等多个档次, 可酌情选择。

(2) 摇柄操作要领。在摇测过程中, 必须保持兆欧表摇柄的转速相对均匀, 既不能过快或太慢, 也不能忽快忽慢。过快或太慢时将影响测试电压, 进而影响测试结果的准确性;忽快忽慢时表针将摇摆不定, 造成读数困难。

(3) 摇测之后仍需防范电击。由于摇测过程中兆欧表对被测设备的充电作用, 使被测设备内部带上了电荷, 所以在记取读数之后不要立刻停止摇柄的转动, 等撤下了L端测试线之后, 再停止摇转, 或对被测设备放电之后再停止转动和拆卸测试线, 以防电容放电作用击坏兆欧表, 或对操作人员造成电击伤害。

(4) 每次测试后都要放电。无论是否还要重复测试, 都要对测过绝缘电阻的被测容性电气设备进行充分放电。一是防止残余电荷的影响而使充电电流和吸收电流均比前一次的测试值减小, 从而造成吸收比减小, 绝缘电阻增大的假象;二是防止设备贮存的电荷损害仪表或造成人身触电事故及其他危害。

2 实用测试技巧

由于测试对象为容性电气设备, 当设备的等效电容量较大时, 要求兆欧表摇柄的转速要尽可能地均匀, 但是依靠手工操作的确难以掌握。因为摇柄转速的变化, 将导致兆欧表的输出电压忽高忽低, 转速高时输出电压也较高, 该电压对被测设备充电;而转速低时输出电压随之降低, 被测设备向兆欧表放电。因此, 表针会左右摇摆, 指示不定。为改进测量容性电气设备时的指示性能, 可以采取如下的技巧。

2.1 电容器稳定法

在兆欧表的输出端钮E和G之间并接1只耐压高于兆欧表电压规格、容量约1~2μF (根据具体测试对象而定) 的电容器, 利用电容器的滤波作用, 来平抑兆欧表发电机输出电压的波动, 能够有效地消除表针的晃动问题。测试完成后, 务必要对该电容器进行充分地放电。

2.2 二极管稳定法

兆欧表与被测电器之间L、G两端钮的接线方法不变, 只是在E端钮测试线中串入1个耐高压的整流二极管, 利用二极管的单向导电性, 切断摇测期间容性电气设备对兆欧表放电的通路, 消除表针摆动现象, 而且不影响测试的准确性。该二极管的正极接E端子, 负极接被测电器, 其耐压必须高于兆欧表电压规格3倍以上, 但电流参数要求很低, 因为兆欧表的测试电流非常小 (最多只有几个毫安) 。

3 结束语

浅谈电梯绝缘电阻误差检定分析 篇4

1 检测原理

电梯是属于短暂的运载工具，需要频繁地起动及运行、停止、工作时间长，电气设备产生的热量大。由于电梯的大部分电气设备都放在机房中，机房的散热普遍采用空气对流的自然方式，但现时电梯机房的门、窗大部分采用全密封式设计，使空气对流效果不明显、散热差。显然使机房的温度总是居高不下，特别在夏天部分机房的温度甚至超过40℃。机房不能及时排放热量，使电气设备长期处于温度较高的水平，随着使用时间的延长电介质的特性就发生变化，绝缘性能亦将逐渐下降，甚至会丧失绝缘性能，从而造成电器设备漏电或短路事故的发生。为了避免事故发生，就要求经常测量各种电器设备的绝缘电阻。判断其绝缘程度是否满足设备需要。电梯在使用的环境中如周围有腐蚀性气体、导电性粉尘等，或长期处于潮湿、污秽环境中容易使电介质的绝缘性能降低，泄漏电流增大，同样也容易造成电气设备漏电和事故发生。

绝缘就是不导电的意思，但是世界上没有绝对“绝缘”的物质，在绝缘介质两端施加直流电压时，介质中就会有电流流过。这个电流可以看成由三种电流组成：由电导决定的漏导电流、由快速极化决定的电容电流和缓慢极化产生的吸收电流。其中漏导电流不随时间而改变，电容电流瞬间即逝，吸收电流随加压时间逐渐衰减，这个时间与试品的电容量有关，电容量越大，衰减时间越长，研究表明，吸收电流与被试设备受潮情况有关，吸收电流与时间的曲线叫吸收曲线。不同绝缘的吸收曲线不同，对同一绝缘而言，受潮或绝缘有缺陷时，吸收曲线也不相同，因此，可以通过吸收曲线来判断绝缘的好坏。

2 绝缘电阻基本误差

2.1 基本误差

绝缘电阻表的基本误差按公式(1)进行计算。在标度尺测量范围(有效范围)内，每条选定分度线的基本误差极限值应不超过表1的规定。

式中Bp——绝缘电阻表指示器标称值;

BR——标准高压高阻箱示值;

BR——基准值。

2.2 对非线性标尺的绝缘电阻表的基准值规定为测量指示值

即：

2.3 对线性标尺的绝缘电阻表的基准值

对非线性标尺的绝缘电阻表的量程划分为三个区段 (I, II, III) 。

II区段长度由厂家提出，但不得小于标尺全长的50%。Ⅰ区段为起始刻度点到II区段起始点，Ⅲ区段为Ⅱ区段终点到最大有效量程点。II区段为高准确度区，I和III区段为低准确度区。表1为绝缘电阻表准确度等级与各区段允许误差限值的关系。

与弧长误差比较起来，相对误差能更好地反映测量仪表的误差等级。由于非线性标度尺的绝缘电阻表的基准值是指示值，所以不必测量弧长就能直接进行误差计算。且能更加直观地表达测量值与仪表误差的关系。由于弧长误差和相对误差是两种不同规定下的误差计算方式，它们之间没有必然的关系。

3 电子式绝缘电阻误差检定

电子式绝缘电阻表是指由电池或外接电源供电，通过电子器件进行D C/D C变换对测量端子L、E提供测量电压，被测电阻接在测量端子L、E之间。由IC或C PU等组成的电子电路对被测信号进行变换或处理，由磁电系电流表或数字表直接指示或显示被测绝缘电阻值，具有泄露屏蔽或端子G的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表计量单位为MΩ或GΩ。

电子式绝缘电阻表准确度等级分为：0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10, 20级。同一量程范围允许分区段给出准确度等级，其各区段的范围及准确度等级由制造厂给出。

电子式绝缘电阻表以A确定其准确度等级，允许误差包括a项和b项，b不得超过a/5。当同一量程分区段定级时，以高准确度等级定级，相邻准确度等级只能降低一级。电子式绝缘电阻表准确度等级和允许误差见表2。电子式绝缘电阻表线路端子L和接地端子E的额定电压和允许误差见表2。

指针式表的指示值处于几何中心位置最近的带刻度值的刻度线时，测量端子L和E间的电压为中值电压。指针式表的中心分度电阻值一般为量程上限值的2%～2.5%。中值电压应不低于额定电压的90%。

数字式表的显示值为制造厂提供的跌落电阻值时，测量端子L和E间的电压为跌落电压，其值应不低于额定电压的90%。数字式表的跌落电阻值应在基本量程的上限值的1%以内。

4 减少检定误差措施

1)电子式绝缘电阻测试仪是通过几节电池直流变换原理，经过升压电路处理使较低的供电电压提升到较高的输出直流电压，产生的高压虽然较高但输出功率较小。(如电警棍几节电池能产生几万伏的高压)，因此在测量前须检查电池电压是否足够。电池电压欠压过低，造成电路不能正常工作，所以测出的读数是不准确的。

2)仪表误差。仪表本身误差过大，测量前需重新校对。检查绝缘电阻测试仪是否处于正常工作状态，主要检查其“0”和“∞”两点。即摇动手柄，使电机达到额定转速(电子式的是直接供电)，仪表在短路时应指在“0”位置，开路时应指在“∞”位置。

3)测量前必须将电梯电源切断，等待设备充分放电完毕，减少残余电荷对检测结果的影响。切断电路板等模块的连接，保证人身和设备的安全。对可能感应出高压电的设备，必须消除这种可能性后，才能进行测量。同时被测物表面要清洁，消除表面泄漏电流的存在，减少接触电阻，确保测量结果的正确性。

4)测试线接法不正确。误将“L”、“G”、“E”三端接线接错，或将“G”、“L”连线“G”、“E”连线接在被测试品两端。

5)“G”端连线未接。被测试品由于受污染潮湿等因素造成电流泄漏引起的误差，造成测试不准确，此时必须接好“G”端连线防止泄漏电流引起误差。

6)绝缘电阻测试仪使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大的外电流导体和外磁场，如果被测试品受环境电磁干扰过大，造成仪表读数跳动。或指针晃动。造成读数不准确。

7)人为读数错误。在用指针式绝缘电阻测试仪测量时，由于人为视角误差或标度尺误差造成示值不准确。

总之，测量绝缘电阻是进行工频耐压、介质损耗、局部放电等其他高压试验的基础，它具有测量简便、易于发现绝缘的缺陷的优点。但要想准确地测量出电气设备等的绝缘电阻，必须对绝缘电阻测试仪进行正确的使用，了解它的测量原理以及对测量结果的综合判断，这样才能得到正确的结论，否则，将失去了测量的准确性和可靠性。

摘要：绝缘电阻表是大量使用于电力网站和用电设备绝缘电阻的检测仪表, 对保证产品质量和运行中的人身及设备安全具有重要意义。如果要确保电梯用电安全其中一个条件是电气设备必须能够正常运行, 要保证电气设备能够正常运行的其中一个条件是绝缘材料的绝缘电阻要满足安全规范的要求。本文对电梯绝缘电阻检定进行分析, 重点对误差检定分析。

关键词：电梯,绝缘电阻表,误差,检定

参考文献

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起重机绝缘电阻检测方法探讨 篇5

1 绝缘电阻的检测准备工作

为了能够确保起重机绝缘电阻检测的准确性, 在检测前应该注意以下几个方面的问题:

(1) 利用绝缘电阻表对起重机绝缘电阻进行检测前, 应该将起重机地面供电的总电源开关断开, 接着, 将和起重机相关设备连接的线拆除, 进而达到将起重机的相关设备接地放电的目的。对于变频器、电缆、电动机等容量较大的设备进行充分放电。

(2) 在检测过程中使整个电路的绝缘电阻连接起来。在检测时, 起重机上的总电源开关、凸轮控制器、主接触器等应该处于关闭状态。在有单相负载的情况下, 应该将各相线上的负载断开。

(3) 检测过程中兆欧表必须平稳, 并且远离大的外磁场和电流导体。检测引线必须充分分开, 不能和起重机相关设备的其余位置接触。

(4) 如果起重机的电气设备和线路存在污物应该利用清洁的软布将设备外绝缘表面上的污物清除。

2 起重机绝缘电阻检测电压的确定

为了能够确保起重机绝缘电阻检测的稳定性和准确性, 检测电压即不能过高, 也不能过低。根据JB/T 4315-1997《起重机电控设备》6.4.4条的规定, 电路工作电压应该处于48-500V之间, 并且利用500V电压进行绝缘电阻的检测。

3 检测时间的选取

利用绝缘电阻仪对起重机电气设备进行检测时, 当绝缘介质通入直流电压时, 由于流经绝缘介质的电流会发生改变, 绝缘电阻的大小随时间的变化而改变。为了能够减小检测结果误差, 可以在加检测电压一分钟后来检测电流值。

4 温度对起重机绝缘电阻检测的影响

温度对起重机绝缘电阻检测具有较大的影响, 起重机现场检测时不能确定统一的检测温度。为了能够考虑到温度对起重机绝缘电阻检测的影响, 可以在检测时将当时的温度记录下来, 并且根据如下的公式换算到需要温度下的绝缘电阻:

式中, R1和R2分别表示需要温度下的电阻和检测温度下的电阻;T1和T2分别表示需要温度和检测温度。

5 湿度对起重机绝缘电阻检测的影响

当检测湿度较大时, 绝缘电阻将减少, 因此在进行起重机绝缘电阻检测时应该考虑湿度的影响, 在进行检测时应该利用湿度计来测试检测时周围环境的湿度, 当相对湿度超过60%时, 起重机的电气设备的绝缘电阻应该超过0.4MΩ。

6 结论

起重机电气设备的绝缘电阻的检测对其安全使用具有非常重要的作用。在检测过程中, 一定要考虑到准备工作、检测电压、检测时间、湿度和温度等因素, 只有这样才能确保起重机绝缘电阻检测的准确性。

摘要：为了能够提高起重机绝缘电阻检测的准确性, 详细地讨论了起重机绝缘电阻检测的相关方法, 从检测准备工作、检测电压的确定、检测时间的选取、温度和湿度对检测的影响进行了分析, 并且提出相应的解决方法。

关键词：起重机,绝缘电阻,检测

参考文献

[1]徐俊刚.绝缘电阻在线检测研究[J].山西建筑, 2008, (4) :185-186.

绝缘电阻 篇6

1 测量方法概述

依据国家计量检定规程JJG622-1997《绝缘电阻表 (兆欧表) 检定规程》, 计量标准实验室环境温度18℃~22℃, 相对湿度30%~80%;选用测量范围为0.001~111111.101MΩ, 最大允许误差为±0.2%~±5.0%的ZX119-8型兆欧表检定装置作为计量标准装置, 被检对象选取量程为0~500MΩ、准确度级别10.0级的ZC25B-3型绝缘电阻表。采用直接比较法进行测量 (如图1) , 转动被检绝缘电阻表 (兆欧表) 手柄, 调节标准装置高阻箱相关的十进读数盘, 使被检绝缘电阻表 (兆欧表) 的指针对准刻度盘上数字标记的刻度线, 将得到的指示值与标准装置高阻箱读数盘上的读数值进行比较, 被检绝缘电阻表 (兆欧表) 示值减去标准装置高阻箱读数值可得被测绝缘电阻表 (兆欧表) 在该负载下的示值误差。

2 数学模型

△R=Rx-Rs式中:△R———被检绝缘电阻表的示值误差;Rx———被检绝缘电阻表指示器标称值;Rs———标准高阻箱读数值

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 输入量Rx的标准不确定度u (Rx) 的评定

输入量Rx的标准不确定度u (Rx) 的来源主要是在重复性条件下由被测绝缘电阻表的测量不重复引起的, 采用A类方法进行评定, 通过连续测量得到测量列。计量标准装置高阻箱, 检定员读数误差导致的不确定度已包含在重复性条件下所得测量列的分散性中, 因此不再作分析。对ZC25B-3型绝缘电阻表, 选择1MΩ电阻值, 在相同条件下连续等精度测量10次 (每次测量需重新接线, 并预先将标准可调高阻箱置于零位) , 数据如表1

根据贝塞尔公式计算可得到单次实验标准差为:

实验测量次数为3次, 得实验标准差分别为:

3.2 输入量Rx的标准不确定度u (Rs) 的评定

输入量Rs的标准不确定度来源主要由标准装置高阻箱引入的标准不确定度u (Rs) , 采用B类方法评定。其值可由标准装置高阻箱的最大允许相对误差确定。ZX119-8型兆欧表检定装置量值由广东省计量科学研究院高压高阻测量仪计量基准传递, 广东省计量科学研究院出据的检定证书给出本装置的最大允许误差为±0.2%, 均属均匀分布, 覆盖因子k (Rs) 取, 则在测量1MΩ时其允许误差限为±0.002MΩ, 即半宽区间0.005 MΩ, 标准不确定度按下式计算为:

4 合成标准不确定度的评定

4.1 将以上标准不确定度分量及相应的自由度等汇成一览表 (表2)

4.2 合成不确定度的计算

由于u (Rx) 、和u (Rs) 测量不确定度分量互不相关, 所以合成标准不确定度可按下式得到:

合成标准不确定度的有效自由度为:

5 扩展不确定度的评定

取置信概率p=95%, Veff=27, 查t分布表, 并将有效自由度近似取整为25得到kp=t95 (25) =2.05。扩展不确定度为:

6 测量不确定度的报告与表示

量程为500MΩ、准确度级别10.0级的绝缘电阻表, 测量电阻值为1MΩ时的示值误差测量结果的扩展不确定度为U95=0.03ΜΩ;Veff=25。换算至相对扩展不确定度:U95 rel=3%;Veff=25

7 结语

本文测量不确定度评定与表示方法是采用目前国际通行的观点与方法, 用统一的准则对测量结果进行评定和表示, 对测量结果的处理与表示直观明确, 易于理解, 能够满足计量检定和校准工作的量值溯源。

摘要：本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》技术规范和JJG622-1997《绝缘电阻表 (兆欧表) 检定规程》, 论述以ZX119-8兆欧表检定装置为标准器, 检定直接作用模拟指示类绝缘电阻表对其示值误差测量不确定度的评定方法以及所需考虑的各种影响因素。

绝缘电阻表的不当使用与防范 篇7

1 不顾量限而随意用表

选用绝缘电阻表时, 其量限 (即量程) 与被测设备的绝缘电阻要相适应, 不应使绝缘电阻表的测量范围过多地超出所需测试的绝缘电阻值, 尽量避免测试值落在表盘的上限或下限附近刻度密集处, 因为上述刻度区域的指示值难以准确分辨, 会给精确读数造成困难, 必然会产生较大的误差。此外, 还应当注意有的绝缘电阻表表盘的下限读数不是从零开始, 而是从2 MΩ或5 MΩ等, 这种刻度的绝缘电阻表就不适合测试潮湿场所的设备和较旧的绝缘电阻较低的设备, 以免测量值很低时读不出数来, 或者误以为被测设备的绝缘电阻值为零而得出错误判断。

2 忽视电压等级而随意用表

任何电气设备都只能在一定的电压条件下才能安全、可靠地工作。选用绝缘电阻表时, 通常应保证其电压等级适当高于被测设备的额定电压, 以便在尽可能高的电压条件下发现设备绝缘的缺陷。如果选用的电压等级太低, 就不能真实反映设备在额定电压下的绝缘性能;而选用的电压等级太高时, 有可能损坏设备正常的绝缘。因此, 选用绝缘电阻表的电压等级应与被测设备的工作电压相适应。

3 使用前忽略检查

不管绝缘电阻表是否处于完好状态, 拿来就用, 而后测出的结果可信度必然降低。正确的做法:在测试前对绝缘电阻表的指针、表壳、摇柄、接线柱 (端子) 、测试线等部位及外观进行检查, 不得有缺失和损坏现象;在L和E端子开路的状态下转动摇柄, 指针应指在“∞”刻度;在L和E端子间短接状态下转动摇柄, 指针应指在“0”刻度上;在转动摇柄的过程中, 表内不得有打滑、卡滞现象或异常的响声。对于电子式绝缘电阻表, 还应当检查电池的电压是否正常, 各种显示 (如数码屏、电源指示灯、高压指示灯等) 是否正常, 各功能开关是否定位准确, 操作是否有效。

4 测试电容性设备时不放电就测试

这种做法对于测试人员和绝缘电阻表都是相当危险的, 因为具有较强电容性的设备 (如电容器、长电缆、大型电机、大型变压器等) 即使在切断电源之后, 其内部仍然有大量的电荷, 这些电荷具有相当大的能量, 绝不可轻视。正确的做法:在测试之前根据设备电容性的强弱及设备特点, 采取适当的方法对其放电, 而且要放得充分和彻底, 人工操作时, 以看不出放电火花和听不到放电声音为准。

5 测试期间摇柄转速过低

在摇测过程中, 摇柄联动表内的发电机旋转而产生测试电压, 转速高时电压较高, 反之则低。如果摇柄转速过低, 绝缘电阻表输出的测试电压远远达不到规定要求, 当然也就测不出实际的绝缘电阻值。正确的做法:由慢到快转动摇柄, 使转速逐渐达到额定转速 (通常为120 r/min) , 并在此速度上稳定下来匀速转动, 直至摇测完成。如果缺乏操作经验或其他原因而难以准确把握转速的话, 应尽量使转速偏差控制在标准转速的20%以内。

6 测试时摇柄转得忽快忽慢

当摇柄转动速度忽快忽慢时, 发电机发出的电压也忽高忽低, 通过被测设备的测试电流也将忽大忽小, 绝缘电阻表的指针必然会随着摇柄转速的变化而左右摇摆, 故很难读取正确的数值。正确的做法是:用力适度, 转速均匀, 使之大致保持在额定速度上。

7 测试线选用不当

测试线的性能对于测试的准确度而言, 也是很重要的。测试线的选用要点:应选用绝缘性能良好的单根铜线, 耐压强度必须完全满足绝缘电阻表电压规格的要求, 不得使用双股绞合线或双股平行线。

8 忽视测试环境中的干扰因素

绝缘电阻表的灵敏度较高, 如果被测设备内、外部或测试线附近存在电磁干扰, 则必然会干扰正常测试, 给测试结果带来误差。因此, 在测试之前, 应当检查被测设备附近有无通过大电流的导体、电磁线圈之类的装置, 有无脉冲信号线路或装置, 有无高、中、低频可产生电磁辐射的线路或装置等。有则必须采取消除措施, 以克服电磁干扰问题。

9 L端子和E端子用法不当

要正确认识绝缘电阻表L端子和E端子的作用和用法。当摇测带有外壳的接地电气设备, 或摇测电气设备及线路的对地绝缘时, 务必要注意L和E两个端子不能接反。正确的接法:L端子连接被测设备的工作导电部分, E端子连接设备外壳或接地线。

1 0 G端子该连接时不连接

G端子是用来屏蔽表面电流的, 当被测设备绝缘材料表面存在漏电流 (该情况比较普遍, 如电力电缆芯线绝缘的外表面) 时, 就必须把G端子连接到被测设备绝缘材料上, 而且L端子和E端子的接线也必须正确 (如L端子接电缆芯线导体, E端子接金属外壳) , 不然的话, 由于G端子不能发挥其屏蔽作用, 将给测试带来不可估量的误差。

1 1 用人体支撑绝缘电阻表的测试线

由于测试现场地形的原因或测试线太长等情况, 有的人就干脆用手架住测试线或把测试线顶在身上, 这同样会造成测试误差。不仅如此, 测试线也不能随便拖放在被测设备上或其他导电的物体上。当必须支撑时, 必须采用绝缘性能良好的材料。

1 2 看过测试结果就停止摇转

因为在摇测过程中被测设备经受了测试电流的充电, 并将这些电能储存下来, 当摇柄停转时, 这些电能便向绝缘电阻表释放, 有可能损坏其测量机构, 当人触及测试线路及端钮或被测设备时, 还可能造成电击。因此, 在记取读数之后不能立刻停止摇柄的转动, 而应当继续转动摇柄, 要等小心地拆除测试线之后再停止摇转。

1 3 大雾弥漫而露天测试

大雾天将造成被测设备的被测部分凝结水膜及其他杂质和电解质等, 在此状况下测试绝缘电阻, 必将严重偏离绝缘材料的真实状况。因此, 在雨雪天、大雾天以及空气湿度特别大的情况下, 一般不宜进行绝缘电阻测试, 如果必须测试时, 应采取适当的措施, 以排除湿度因素对测试的影响。

1 4 对电子式绝缘电阻表做短路试验判断其好坏

使用电池供电的电子式绝缘电阻表, 不论测试结果的显示方式是交叉线圈式比流计、磁电系指示仪表, 还是LED数码显示屏, 其所用直流高压电源都来自以晶体三极管、晶体二极管等电子元器件为主的稳压电路、振荡电路、倍压整流电路等部分构成的电源模块, 该直流高压电源可将数伏至十数伏的电池电压转变为数百至数千伏的直流高电压。尽管该电压很高, 但其输出功率却很小, 一般只能提供1 mA左右的测试电流。而晶体管等电子元器件的脆弱性也是众所周知的, 若电子式绝缘电阻表模仿手摇发电机式绝缘电阻表那样, 将测试端钮L与E短接后进行短路试验以判其好坏, 不仅没有那种必要, 而且是有害无益的。总之, 电子式绝缘电阻表不宜采取短路法进行校验。

1 5 忽视电子式绝缘电阻表电池的电能量而造成较大的测试误差

电子式绝缘电阻表电源, 有的使用大号干电池 (1号或2号) , 相对比较耐用;有的使用容量更大的2.2Ah电压12 V全密闭免维护蓄电池 (如KD2677型) , 相对而言更为耐用;但有的却使用5号电池, 这些电源通过直流、交流变换, 经过升压电路处理而提升到数百至数千伏的高压, 供给测试电路使用, 其能量显然是非常有限的。即使是大号干电池或充电电池, 也难免不发生电压低的情况, 因此除了在使用前进行电压检查之外, 在使用过程中也应当注意检查, 尤其是工作持续时间长、测试操作频繁, 以及间歇时间内经常忘记关闭电源开关者。如果测试工作是在电池电压不足的情况下进行的, 由于电池欠压时将造成表内的电子电路工作失常, 测试电路的高压也就无法保证, 所以测出的数据也将是不准确、不可靠的。

16对测试结果不考虑温度因素

任何一种电气设备都只能在某一温度下才能正常运行, 而不同的设备又规定有不同的温度值。当测试完成某一设备的绝缘电阻时, 必须考虑测试时的环境温度, 考虑被测设备的温度与该设备规定试验温度之间的差距, 然后将测量值与规定值进行分析比较, 必要时还应当把测试结果换算到规定的温度, 以便进行更精确的分析, 从而对被测设备的绝缘性能做出正确的判断。

绝缘电阻 篇8

目前国内的绝缘监测装置,一般采用母线绝缘监测和支路巡检相结合的方式[1]。常用直流系统母线绝缘检测方法有电桥法及注入低频交流信号法。支路巡检在工作中广泛应用的主要是交流小信号注入法和直流漏电流测量法。交流小信号注入法需要向直流网络注入低频、小幅值的交流信号[2]。为了保证测量精度,先要用繁杂的数学预处理从采集的信号中分离出与注入信号同频率的低频分量,还需排除网络中对地电容的影响,分离出同相位的阻性电流分量,最后计算出绝缘电阻。对于直流漏电流法不注入任何信号,也不需要复杂的数学运算,但因漏电流的数值等于直流母线电压和直流系统正负极对地电阻的数值之和的比值,所以直流母线对地的等效电阻值较大时,漏电流数值较小,难以在重要场合中使用[3,4]。

微机型绝缘监察装置是目前被大量应用的一种在线式绝缘监察设备,可以检测母线电压,母线正、负极对地电压,母线正、负极对地绝缘电阻值以及正、负极接地电阻及接地电流值[5],它针对现有的各种问题做了相应的改进,但是在检测过程中也会造成对地电压大幅度波动,不仅给运行维护带来麻烦,而且也是诸多保护控制设备误动的主要原因,因此如何做出合理的参数设计至关重要。

1 微机型绝缘监测装置分析

1.1 原理分析

最近几年,各大生产厂家分别推出了不同原理的绝缘监察装置,其中微机型绝缘监察装置在电力系统中已得到了大量应用,其工作的主要原理如图1所示[5]。

装置主要由平衡桥电阻R和切换电阻Rs组成,Rz、Rf分别为系统正负极对地绝缘电阻。其中平衡桥电阻固定接在正负极对地之间,切换桥电阻由绝缘监察装置CPU控制开关投向位置1或位置2,使切换电阻交替接入正极或负极对地之间[5]。

该装置分平衡桥和不平衡桥两种运行方式。平衡桥运行方式下,切换电阻不投入;不平衡桥运行时,通过测量切换开关在不同位置时的正、负极对地电压,可计算出正、负极对地绝缘电阻[6]。当直流系统接地时,接地支路会产生对地漏电流,根据各支路的直流漏电流传感器是否输出为0和输出电压的极性即可判断出该支路是否有接地故障和接地极性,具体的接地电阻值的计算则要根据支路接地点的情况进行分析和计算[7]。

1.2 优缺点分析

微机型绝缘监察装置的优点:微机型绝缘监察装置利用平衡电桥与不平衡电桥相结合的方式,减小了系统正负极对地电阻值,当直流系统发生接地时,接地支路的漏电流便于检测,同时克服了不能正确反应正、负极绝缘同时降低的动作死区问题,提高了直流系统的安全可靠性[8]。

微机型绝缘监察装置的不足:(1)在不平衡桥运行方式下,此时各漏电支路的电流传感器检测到的电流数值比实际的要小,计算出的结果比实际接地电阻值要大,其将无法准确计算出各支路的接地电阻,但仍能进行接地故障支路定位和接地极性判断[9]。(2)平衡电阻与不平衡电阻的参数选择如果不合理,会造成直流系统正、负极对地电压波动过大的问题[10,11]。

论文将针对平衡电桥与切换电阻的选择依据做出详细论述。

2 平衡桥电阻与切换电阻的选择

平衡运行方式状态时,直流母线正、负极对地等值电路如图2所示。

不平衡运行状态时,K1处于位置1时,等值电路如图3,此时测得正母线对地电压U+和负母线对地电压U-;K1处于位置2时,等值电路如图4,再次测得U′+和U′-,分别代入式(2)、(3)。

当系统正常运行时,Rz、Rf均趋近于无穷大,则上式化为:

平衡桥电阻的主要作用是确保直流系统正常运行时正负极对地电压保持在50%的母线电压,当发生单极接地时,接地极对地电压降低,非接地极电压升高,因而可测量对地电压的变化,感知是否有接地故障[10,11]。平衡桥电阻越大,对地电压偏移幅度越大,接地电阻检测灵敏度越高,但平衡桥电阻越大,绝缘降低时对地电压越容易发生偏移,越容易造成一点接地引起误动。根据规定,220 V直流系统绝缘装置桥电阻不小于20 kΩ,110 V系统不小于10 kΩ,所以220 V系统平衡桥电阻一般取20~30 kΩ,110 V系统平衡电阻取10~15 kΩ[12]。

同样,切换桥电阻的投切,亦会造成正负极对地电压变化,切换电阻越小,电压波动越大,检测灵敏度也会越高,但从防止保护误动的角度应选择合适的切换电阻值以减小对地电压的波动。一般保护控制等二次设备的出口跳闸继电器、光耦合器等元件的动作电压设计为(55%~70%)U,而发生直流系统接地故障,易造成保护误动的是施加在这些元件上的电压为接地发生时刻的直流系统负极对地电压[12]。通过分析可知,当切换电阻处于位置1,继电器一侧发生金属性接地,此时若切换电阻过小,则可能导致保护误动,所以继电器两侧电压要求小于55%U。

当系统对地绝缘电阻为无穷大,则如图5所示,得到:

按继电保护反措要求,对于220 V系统来说,Rj应不大于9.6 kΩ,110 V系统应不大于2.4 kΩ。

从检测精度看,对地电压有5%的变化幅度,就能精确测量出正、负极绝缘电阻,即正、负极电压差10%的变化幅度。所以由式(4)、(5)分别得:

因此通过计算,我们得到切换电阻取值范围为:

3 结论

本文通过对微机型绝缘监察装置的原理分析,从降低电压波动范围,以及防止保护误动的角度,对装置的桥电阻及切换电阻的选择进行了分析并提供了相应的取值范围,为微机型绝缘监察装置的正确应用提供了参考。

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